【正文】 印制電路板設計與制作 回顧印制電路板設計與制作 ? 印制電路板的種類和特點? 印制電路板設計基礎? 印制電路的設計? 印制電路板的制造工藝 ? 表面組裝印制電路板? 印刷電路板的質(zhì)量檢查及發(fā)展 第 3章 印制電路板設計與制作印制電路板設計與制作 印制電路板的種類和特點? 一、印制電路板的類型 ? 二、印制電路板的材料 印制電路板設計與制作 一、 印制電路板的類型? 單面印制電路板? 雙面印制電路板? 多層印制電路板? 軟印制電路板? 平面印制電路板印制電路板設計與制作 單面印制電路板? 單面印制電路板是在厚度為 ~的絕緣基板的一個表面上敷有銅箔，通過印制和腐蝕的方法，在基板上形成印制電路。? 單面印制電路板適用于電子元件密度不高的電子產(chǎn)品，如收音機、一般的電子產(chǎn)品等，比較適合于手工制作。 印制電路板設計與制作 雙面印制電路板? 雙面印制電路板 在絕緣基板上（其厚度為~）的兩面均敷有銅箔，可在基板上的兩面制成印制電路。這適用于電子元件密度比較高的電子產(chǎn)品，如電子計算機、電子儀器、手機等。? 由于雙面印制電路的布線密度較高，所以能減小電子產(chǎn)品的體積，但需要在兩面銅箔之間安排金屬化過孔，這需要特殊的制作工藝，手工制作基本是不可能的。印制電路板設計與制作 多層印制電路板? 在絕緣基板上制成三層以上印制電路的印制電路板稱為多層印制電路板。它是由幾層較薄的單面板或雙層面板粘合而成，其厚度一般為~ mm。為了把夾在絕緣基板中間的電路引出，多層印制電路板上安裝元件的孔需要金屬化，即在小孔內(nèi)表面涂覆金屬層，使之與夾在絕緣基板中間的印制電路接通。? 多層印制電路板特點是與集成電路塊配合使用，可以減小產(chǎn)品的體積與重量，還可以增設屏蔽層，以提高電路的電氣性能。印制電路板設計與制作 軟印制電路板? 軟印制電路板的基材是軟的層狀塑料或其它質(zhì)軟膜性材料，如聚脂或聚亞胺的絕緣材料，其厚度為 ~1 mm之間。? 軟印制電路板也有單層、雙層及多層之分，它可以端接、排接到任意規(guī)定的位置，如在手機的翻蓋和機體之間實現(xiàn)電氣連接，被廣泛用于電子計算機、通信、儀表等電子產(chǎn)品上。印制電路板設計與制作 平面印制電路板? 將印制電路板的印制導線嵌入絕緣基板，使導線與基板表面平齊，就構成了平面印制電路板。? 在平面印制電路板的導線上都電鍍一層耐磨的金屬，通常用于轉換開關、電子計算機的鍵盤等。印制電路板設計與制作 二、印制電路板的材料? 根據(jù)印制電路板材料的不同可分為四種：? 酚醛紙基敷銅箔板（又稱紙銅箔板）? 環(huán)氧酚醛玻璃布敷銅箔板? 環(huán)氧玻璃布敷銅箔板? 聚四氟乙烯玻璃布敷銅箔板印制電路板設計與制作 覆銅板性能 ? 1）抗剝強度 銅箔與基板之間結合強度，取決于粘合劑性能及銅箔表面的處理質(zhì)量。? 2）抗彎強度 覆銅板所能承受彎曲的能力，取決于覆銅板的基板材料和厚度。? 3）翹曲度 覆銅板相對于平面的不平度，取決于板材和厚度。? 4）耐浸焊性 覆銅板在焊接時，在一定溫度的熔融焊錫中所承受的銅箔抗剝能力，取決于板材和黏合劑。? 覆銅板性能的優(yōu)劣直接影響印制板成品的質(zhì)量，應根據(jù)需要選擇覆銅板種類及生產(chǎn)廠商，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。印制電路板設計與制作 覆銅板組成 ? 1）銅箔 銅箔質(zhì)量直接影響覆銅板的性能。要求銅箔表面不得有劃痕、砂眼和皺折，金屬純度不低于 ％，厚度誤差不大于 177。5μm。按照部頒標準規(guī)定，銅箔厚度的標稱系列為 1 2 3 70和 105μm。我國目前正在逐步推廣使用 35μm厚度的銅箔。銅箔越薄，越容易蝕刻和鉆孔，特別適合于制造線路復雜的高密度的印制板。? 2）基板? 高分子合成樹脂和增強材料組成的絕緣層壓板可以作為覆銅板的基板。合成樹脂的種類繁多，常用的有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、三氯氰胺樹脂等等。增強材料一般有紙質(zhì)和無機纖維材料的玻璃布、玻璃氈等，它們決定了基板的機械性能，如耐浸焊性、抗彎強度等。印制電路板設計與制作 3．常用覆銅板種類及特性? 1）覆銅箔酚醛紙層壓板用于一般無線電及電子設備中。價格低廉、易吸水，在惡劣環(huán)境下不宜使用。? 2）覆銅箔酚醛玻璃布層壓板用于溫度、頻率較高的電子及電器設備中。價格適中，可達到滿意的電性能和機械性能要求。? 3）覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板是孔金屬化印制板常用的材料。具有較好的沖剪、鉆孔性能，且基板透明度好，是電器性能和機械性能較好的材料，但價格較高。? 4）覆銅箔聚四氟乙烯層壓板具有良好的抗熱性和電性能，用于耐高溫、耐高壓的電子設備中。印制電路板設計與制作 印制電路板（ PCB）設計基礎 一個電路的實現(xiàn)必須依賴于其載體 ——PCB 板。印刷電路板是實現(xiàn)電子整機產(chǎn)品功能的主要部件之一，其設計是整機工藝設計中重要的一環(huán)。 印刷電路板的設計質(zhì)量不僅關系到電路在裝配、焊接、調(diào)試過程中的操作是否方便，而且直接影響整機的技術指標和使用、維修性能。 在 PCB設計的過程中，遵循一定的設計規(guī)則和技巧，可以有效地提高 PCB信號的質(zhì)量，從而實現(xiàn)設計的功能。 印制電路板設計與制作 印制電路的基本概念 在進行 PCB的設計與制作前，先了解一下印制電路板的結構，理解一些基本概念，尤其是涉及到布線規(guī)則時，這些概念很重要。 一個普通的 PCB板由鍍銅的樹脂玻璃材料或一層銅箔與樹脂材料粘貼在一起，如圖 31所示。圖 31 PCB板的結構示例印制電路板設計與制作 銅層介電絕緣層圖 31 PCB板的結構示例銅層印制電路板設計與制作 一般來說，印制電路板的結構有單面板、雙面板和多層板三種。 ① 單面板：單面板是一種一面有敷銅，另一面沒有敷銅的電路板，用戶只可在敷銅的一面布線并放置元件。單面板由于成本低、不用打孔而被廣泛應用。由于單面走線只能在一面上進行，因此，它的設計往往比雙面板或多層板困難得多。 ② 雙面板：雙面板包括頂層（ Top Layer）和底層（ Bottom Layer），頂層一般為元件面，底層一般為焊錫層面，雙面板的雙面都可以敷銅，都可以布線。雙面板的電路一般比單面板的電路復雜，但布線比較容易，是制作電路板比較理想的選擇。印制電路板設計與制作 ③ 多層板：多層板是包含了多個工作層的電路板。除了上面講到的頂層、底層以外，還包括中間層、內(nèi)部電源或接地層等。 隨著電子技術的高速發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越精密，電路板也就越來越復雜，多層電路板的應用也越來越廣泛。多層電路板一般指三層以上的電路板。印制電路板設計與制作 ? 通常設計完成印制電路板后，將它拿到專門制作電路板的單位，制作電路板。取回制好的電路板后，要將元件焊接上去。? 如何保證取用元件的引腳和印制電路板上的焊盤一致呢？? 那就得靠元件封裝了。元件封裝是指元件焊接到電路板時所指的外觀和焊盤位置。 印制電路板設計與制作 既然元件封裝只是元件的外觀和焊盤位置，那么純粹的元件封裝僅僅是空間的概念，因此，不同的元件可以共用同一個元件封裝；另一方面，同種元件也可以有不同的封裝，所以在取用焊接元器件時，不僅要知道元件名稱，還要知道元件的封裝。 （ 1）元件封裝的分類 元件的封裝形式可以分成兩大類，即針腳式（直插式）元件封裝和 SMT（表面貼裝式）元件封裝。針腳式元件封裝焊接時先要將元件針腳插入焊盤導通孔，然后再焊錫。針腳式元件封裝的焊盤和過孔貫穿整個電路板， SMT元件封裝的焊盤只限于表面層。 （ 2）元件封裝的編號一般為 “元件類型 +焊盤距離（焊盤數(shù)） +元件外形尺寸 ”。可以根據(jù)元件封裝編號來判別元件封裝的規(guī)格。印制電路板設計與制作 圖 32 常見的元器件封裝