【正文】 .............................................................. 13 印制電路板制造前的一些工作 ........................................................................... 13 印制電路板制造的工藝流程 ............................................................................. 15 鉆孔 ......................................................................................................... 15 化學(xué)沉銅 ................................................................................................. 15 絲網(wǎng)印刷感光膠與曝光顯影 ..................................................................... 15 圖形電鍍銅與鉛錫合金 ............................................................................ 16 去感光膠 ................................................................................................. 16 蝕刻 ........................................................................................................ 16 去鉛錫合金 ............................................................................................. 16 絲網(wǎng)印刷阻焊層 ...................................................................................... 17 熱風(fēng)整平 ................................................................................................. 17 絲印字符 ............................................................................................... 17 做外形和檢驗(yàn)包裝 ................................................................................. 17 太陽能無線充電器的應(yīng)用舉例 ........................................................................................ 18 總結(jié) ............................................................................................................................... 21 致 謝 ............................................................................................................................. 22 參考 文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 23 附錄：電路圖 ................................................................................................................. 24 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 引言 1 1 引言 無線充電概況 用無線的技術(shù)傳送電力，這種想法從 19 世紀(jì)上半葉電磁感應(yīng)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)之后就已經(jīng)有了，近年來，國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)和公司，如美國麻省理工學(xué)院、 power cast（電容）公司等相繼研發(fā)出了短距離和微距的天線供電技術(shù)和產(chǎn)品，他們有著非常廣闊的應(yīng)用前 景。 平時(shí)最常見的例子是，我們上公交車，掏出一張 IC 卡，在公交汽車門口某處晃動一下，聽見“滴”的一聲，表示繳費(fèi)成功，這種非接觸式 IC 卡又稱射頻卡，由IC 芯片感應(yīng)天線組成， 封裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 PVC 卡片內(nèi)，芯片及天線無任何露外部分。 但是這離傳遞可觀能量的要求還很遙遠(yuǎn)。該車最高時(shí)速為80km/h，如果僅使用電力運(yùn)行，充電一次可行駛約 15km。這種設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市一卡通、高速公路交費(fèi)、加油站、停車場、公交等場合。但是，近距離傳遞能量還是很容易做到的。 據(jù) Dataquest 的統(tǒng) 計(jì)資料顯示 ,目前全世界共有 136 個(gè)國家投入普及應(yīng)用太陽能電池的熱潮中 ,其中有 95 個(gè)國家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽能電池的研制開發(fā) ,積極生產(chǎn)各種相關(guān) 的 節(jié)能新產(chǎn)品。但是在目前階段，它的成本還很高，發(fā)出 1kW 電需要投資上萬美元，因此大規(guī)模使用仍然受到經(jīng)濟(jì)上的限制。 所以將太陽能引入無線充電的概念中是非常適合的！ 印制電路板制造的基本概況 在生產(chǎn)印制電路板之前，必須先用專業(yè)的電路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出電路原理圖，并用電路原理圖生成 PCB 圖形，有了 PCB 圖形，才能按照圖形制造出符合特定要求并可實(shí)現(xiàn)特定功能的印制電路板。 印制電路板是計(jì)算機(jī)、移動電話、程控交換機(jī)等電子整機(jī)設(shè)備的重要部件，它的制造流程包括幾十甚至一百多道工序，涉及材料學(xué)、電化學(xué)、光化學(xué)、電子技術(shù)、印制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等多門學(xué)科技術(shù)。幾乎每種電子設(shè)備，小到電子手表、計(jì)算器，大到計(jì)算機(jī)、通信電子設(shè)備、軍用武器系統(tǒng)，只要有集成電路等電子元器件，為了電器互聯(lián)，都要使用印制電路板。這些 線路被做成導(dǎo)線（ Conductor Pattern），用來提供印制電路板上元器件的電路連接。這么一來就需要在板子上打孔，這樣管腳才能穿過 板子 到另一面，所以元器件是焊在另一面上的。當(dāng)發(fā)展到集成電路時(shí)代后，就出現(xiàn)了雙面和多層板。在制造工藝方面，從設(shè)計(jì)、各種原材料、設(shè)備到工藝和產(chǎn)品檢查技術(shù)都有了長足進(jìn)步。從而保證了電子整機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，還提高了勞動生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，方便了維修。 電路設(shè)計(jì)前的分析 無線充電系統(tǒng)的電源部分可以用次級為 12V的 50Hz交流電源變壓器結(jié)合普通的整流濾波二極管組成的整流濾波電路組成。由于放大后的振蕩輸出是用于能量功率，而不是信號，所以波形失真并不重要。 也就是說如果在手機(jī)內(nèi)部集成一個(gè)接收電路，就可以為用電器內(nèi)的鋰電池進(jìn)行無線充電而無需電源線連接。 所以我們選用的是用晶體管組成的多諧振蕩器，用晶體管作多諧振蕩器有兩種電路： 第一種是集電極 — 基極耦合多諧振蕩器，這種多諧振蕩器在低頻段效果還可以，但在高頻段就無法應(yīng)用。最后我們選用的晶體管多 諧振蕩器就是發(fā)射極耦合多諧振蕩器，亦稱射極耦合多諧振蕩器。 以下 圖 2 是達(dá)林頓管內(nèi)部電路和模擬達(dá)林頓管的電路圖： + 1 2 VL1C1505kT I P 1 3 2 + 1 2 VL1CR2R14 . 7 k150V T 1S 8 0 5 0V T 22 S D 8 8 2 (a)達(dá)林頓管電路 (b)模擬達(dá)林頓管電路 圖 2 達(dá)林頓管和模擬達(dá)林頓管電路 接收電路 次級接收線圈接收的電磁波是高頻電磁波，將高頻交變電流整流為直流電流是不能用普通整流二極管的，將普通整流二極管用于高頻電路，不但效率低下而且會迅速發(fā)熱燒毀。 但我們發(fā)現(xiàn)應(yīng)用極為廣泛的硅高速開關(guān)二極管 1N4148 的反向恢復(fù)時(shí)間比肖特基二極管還短，非常適合于高頻整流，其主要缺點(diǎn)是整流電流小。 在圖 4 中我們選用的晶體管發(fā)射極耦合多諧振蕩器和模擬達(dá)林頓管組成無線充電電路，發(fā)射極耦合多諧振蕩器用兩個(gè)小功率三極管組成，按圖 4 中的元器件數(shù)據(jù)，振蕩頻率約為 350kHz。 簡單地說，太陽能發(fā)電的原理主要是由太陽能電池板接收太陽光，在太陽能電池板的基板上發(fā)生光電效應(yīng)，從而將光能轉(zhuǎn)換成電能；然后將電能通過蓄電池儲存起來。但是 當(dāng)許多個(gè) 太陽能 電池串聯(lián)或并聯(lián)起來就可以成為有比較大的輸出功率的太陽能電池方陣了。所以我們可以選用 12V 的太陽能電池，而儲能方面，考慮到鉛酸蓄電池體積太大，所以選用了使用 8 顆 容量 1200mAH 的 7 號鎳氫電池串接組成 的電池組，用這組電池組給 無線充電電路供電完全滿足無線充電電路的電壓需求。 充電電池的電量是固定的，所以不能無限量地給充電電池充電，充電電池在充電過程中，電池兩端的電壓是按線性升高的，當(dāng)電池被充滿時(shí)，極板上的物質(zhì)已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，再繼續(xù)充電，電池的電壓也不會升高，而且繼續(xù)充電會對充電電池造成傷害，此時(shí)的電壓稱為充電終止電壓，鎳氫電池的終止電壓在 左右，那么由 8 顆 7 號鎳氫電池組成的電池組的充電終止電壓是在 12V 左右。 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 各部分電路的銜接與總電路 12 4 各部分電路的銜接與總電路 既然知道了整個(gè)電路的設(shè)計(jì)思路，并且也知道了電路的設(shè)計(jì)要求，所以太陽能無線充電電路的總電路就不難得出了。假如是為手機(jī)進(jìn)行無線充電，那么接收電路可以集成到手機(jī)中。下面以前級發(fā)射電路為例說明用 Protel 99se 將圖 6 電路轉(zhuǎn)換成 PCB 電路。再進(jìn)行 ERC 電氣性能檢測，然后導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)表。布好線后檢查導(dǎo)線的完整性，一般的自動布線如果軟件沒有報(bào)錯(cuò)都不會有什么問題。 表 1 前級 發(fā)射 電路的元器件封裝 元器件 封裝 元器件 封裝 GT SIP2 GA SIP2 R1～ R10 VT1～ VT4 TO92A VD VT5 TO220 C1 C2～ C4 L SIP2 圖 8 前級發(fā)射電路的 PCB 圖 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 印制電路板的制造 15 PCB 圖形經(jīng)過 Genesis 20xx 處理后則可生成鉆孔文件，光繪文件。鉆孔使用的是數(shù)控機(jī)床，將 Genesis 20xx 優(yōu)化后的鉆孔文件導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床中就可以鉆出相應(yīng)的插裝孔，現(xiàn)在大部分的印制電路板制造工廠都是使用全自動的數(shù)控鉆孔機(jī)床，只要設(shè)置到參數(shù)，裝上相應(yīng)的鉆頭，就可以一次性進(jìn)行整版鉆孔。感光膠的作用是在下一道工序中阻