【正文】 處理 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 圖 插接器 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 3． 電路工作原理及性能分析 任何電路都存在著自身及外界的干擾 ， 這些干擾對電路的正常工作將造成一定的影響 。 (3) 確定印制板種類是單面板 、 雙面板還是多面板 。 在確定尺寸后 ， 再確定特殊元器件的位置 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 (2) 對某些電位差較高的元器件或?qū)Ь€ ， 應(yīng)加大它們之間的距離 ， 以免放電引出意外短路 。 (4) 對可調(diào)元器件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求 ， 其位置布設(shè)應(yīng)方便調(diào)整 。 (3) 在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。 (3) 高頻電路應(yīng)采用島形焊盤 ， 并采用大面積接地布線 。良好的布線方案是設(shè)備可靠工作的重要保證。在印制電路的地線設(shè)計(jì)中，首先要處理好各級的內(nèi)部接地，同級電路的幾個(gè)接地點(diǎn)要盡量集中 (稱一點(diǎn)接地 )，以避免其他回路的交流信號竄入本級，或本級中的交流信號竄到其他回路中。這只是理論上的接法，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，印制電路的地線一般設(shè)計(jì)在印制板的邊緣，并較一般印制導(dǎo)線寬，各級電路采取就近并聯(lián)接地。若接地線很細(xì)，接地點(diǎn)電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時(shí)信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 圖 各種接地形式 (a) 并聯(lián)分路式接地； (b) 大面積覆蓋接地 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 2． 電源干擾及抑制 任何電子設(shè)備 (電子產(chǎn)品 )都需電源供電，并且絕大多數(shù)直流電源是由交流電通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后供電的。必要時(shí)，可以將供電電源的輸出端和用電器之間加濾波器。這些干擾因素如果在排版設(shè)計(jì)中事先予以重視的話，則完全可以避免。為了抑制這種干擾，排版時(shí)要分析原理圖，區(qū)別強(qiáng)弱信號線，使弱信號線盡量短，并避免與其他信號線平行靠近，不同回路的信號線要盡量避免相互平行，雙面板上的兩面印制線要相互垂直，盡量做到不平行布設(shè)。為了減少印制導(dǎo)線之間寄生電容所造成的干擾，可通過對印制線屏蔽進(jìn)行抑制。根據(jù)不同情況采取的抑制對策有：減少磁力線對印制導(dǎo)線的切割；兩個(gè)磁元件的相互位置應(yīng)使兩個(gè)元件磁場方向相互垂直，以減少彼此間的耦合；對干擾源進(jìn)行磁屏蔽，屏蔽罩應(yīng)良好接地。如必須安裝在印制板上時(shí)，要配以足夠大的散熱片，防止溫升過高。用這種方式排列元器件，看起來雜亂無章，但由于元器件不受位置與方向的限制，因而印制導(dǎo)線布設(shè)方便，可以減少和縮短元器件的連接，這對于減少印制板的分布參數(shù)、抑制干擾特別對高頻電路極為有利，這種排列方式常在立式安裝中采用。這種排列方式常用于板面較大、元器件種類相對較少而數(shù)量較高的低頻電路中。 圖 元器件安裝方式 (a) 立式； (b) 臥式 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 (1) 立式安裝 。元器件臥式安裝具有機(jī)械穩(wěn)定性好、排列整齊等優(yōu)點(diǎn)。 元器件在印制電路布設(shè)中應(yīng)遵循以下原則： (1) 元器件在整個(gè)板面上應(yīng)均勻布設(shè) ， 疏密一致 。相鄰元器件之間要保持一定間距，不得過小或碰接。規(guī)則排列的元器件，應(yīng)使元器件軸線方向在整機(jī)內(nèi)處于豎立狀態(tài)，從而提高元器件在板上的穩(wěn)定性，如圖 所示。為了便于加工和保持連接盤與基板之間有一定的粘附強(qiáng)度，應(yīng)盡可能增大連接盤的尺寸。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 表 41 鉆孔直徑與最小連接盤直徑 鉆孔直徑 / m m 0 .4 0 .5 0 .6 0 .8 0 .9 1. 0 1 .3 1 .6 2. 0 I 級 1 .2 1 .2 1 .3 1 .5 1 .5 2. 0 2 .5 2 .5 3. 0 最小連接盤直徑 / m m II 級 1 .3 1 .3 1 .5 2. 0 2. 0 2 .5 3. 0 3 .5 4. 0 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 2. 焊盤的形狀 (1) 島形焊盤。此外，焊盤與印制導(dǎo)線合為一體后，銅箔的面積加大，可增加印制導(dǎo)線的抗剝強(qiáng)度。 (3) 方形焊盤。 (4) 橢圓焊盤。 這種焊盤與印制導(dǎo)線之間圓滑 ， 在高頻電路中有利于減少傳輸損耗 ， 提高傳輸速率 ， 如圖 (e)所示 。如圖 (g)所示，矩形和多邊形焊盤一般用于區(qū)別某些焊盤外徑接近而孔徑不同的焊盤。引線孔有電氣連接和機(jī)械固定雙重作用。 過孔均為金屬化孔 ， 主要用于不同層間的電氣連接 。 安裝孔用于大型元器件和印制板的固定 ， 安裝孔的位置應(yīng)便于裝配 。在高密度、高精度的印制線路中，導(dǎo)線寬度和間距一般可取 mm。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 2. 印制導(dǎo)線的間距 印制導(dǎo)線之間的距離將直接影響電路的電氣性能 ， 導(dǎo)線之間間距的確定必須滿足電氣安全要求 ， 考慮導(dǎo)線之間的絕緣強(qiáng)度 、 相鄰導(dǎo)線之間的峰值電壓 、 電容耦合參數(shù)等 。 當(dāng)頻率不同時(shí)，間距相同的印制導(dǎo)線，其絕緣強(qiáng)度也不同。因此，設(shè)計(jì)者在考慮電壓時(shí)應(yīng)把這種因素考慮進(jìn)去。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 圖 印制導(dǎo)線的形狀 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 4. 印制導(dǎo)線的屏蔽與接地 印制導(dǎo)線的公共地線應(yīng)盡量布置在印制線路板的邊緣。放置跨接線時(shí)，其種類越少越好，通常情況下只設(shè) 6 mm， 8 mm， 10 mm三種，超出此范圍的會給生產(chǎn)帶來不便。這樣做會有很多線交叉，這些交叉線若沒有節(jié)點(diǎn)則為非電氣連接點(diǎn)，允許在電路原理圖中出現(xiàn)。 (2) 不論單面印制電路板還是雙面印制電路板 ， 所有元器件都應(yīng)布置在同一面 ， 特殊情況下的個(gè)別元器件可布置在焊接面 。 (6) 元器件在印制電路板的安裝高度要合理。 在單線不交叉圖基本完成后 ， 即可繪制正式的排版草圖 ， 此圖要求板面尺寸 、 焊盤的尺寸與位置 、 印制導(dǎo)線寬度 、 連接與布設(shè) 、 板上各孔的尺寸位置等均需與實(shí)際板面相同并明確標(biāo)注出來 。 (3) 確定并標(biāo)出各焊盤位置，有精度要求的焊盤要嚴(yán)格按尺寸標(biāo)出，布置焊盤位置時(shí)，不要考慮焊盤的間距是否整齊一致，而要根據(jù)元器件的大小形狀確定，以保證元器件在裝配后分布均勻，排列整齊，疏密適中，如圖 (c)所示。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 圖 草圖繪制過程 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 (7) 對于雙面印制板設(shè)計(jì) ， 還應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： ① 元器件應(yīng)布設(shè)在板的一面 (TOP面 )， 主要印制導(dǎo)線應(yīng)布設(shè)在元件面 (BOT面 )， 兩面印制導(dǎo)線避免平行布設(shè) ， 應(yīng)盡量相互垂直 ， 以減少干擾 。 ④ 在繪制元器件面的導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)注意避免元器件外殼和屏蔽罩可能產(chǎn)生短路的地方。獲取原版底片與設(shè)計(jì)手段有關(guān)，圖 。 在新產(chǎn)品研制或小批量試制中 ， 常用這種方法 。 利用計(jì)算機(jī)輔助電路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)印制版圖 ， 然后采用打印機(jī)或繪圖機(jī)繪制黑白圖 。 (1) 機(jī)械加工圖 。 (2) 線路圖。 為了裝配和維修方便 ， 常將元器件標(biāo)記 、 圖形或字符印制到板上 ， 其原圖稱為字符標(biāo)記圖 ，因?yàn)槌２捎媒z印方法 ， 所以也稱絲印圖 。阻焊圖與印制板上全部焊點(diǎn)形狀對應(yīng)，略大于焊盤，如圖 所示。如絲網(wǎng)漏印法、光化學(xué)法、膠印法、圖形電鍍法等。 當(dāng)電路圖設(shè)計(jì)完成后 ， 就要繪制照相底圖 ， 繪制照相底圖是印制板生產(chǎn)廠家的第一道工序 ， 可由設(shè)計(jì)者采用手繪或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)完成 ， 可按 1∶ 1， 2∶ 1或 4∶ 1比例繪制 ， 它是制作印制板的依據(jù) 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 (3) 圖形轉(zhuǎn)移 。 蝕刻在生產(chǎn)線上也稱爛板 。除用臺鉆打孔以外，現(xiàn)在普遍采用程控鉆床鉆孔。 (6) 金屬涂覆 。印制板經(jīng)表面金屬涂覆后，為方便自動焊接，可進(jìn)行助焊和阻焊處理。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 3． 印制板的生產(chǎn)流程 1) 單面印制板 單面板的生產(chǎn)流程為：覆銅板下料 → 表面去油處理 → 上膠 → 曝光 → 成形 → 表面涂覆 → 涂助焊劑 → 檢驗(yàn) 。 (3) 焊盤孔是否按尺寸加工 ， 有無漏打或打偏 。由于孔金屬化工藝很多，相應(yīng)雙面板的制作工藝也有多種方法。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 3) 多層印制板的生產(chǎn) 多層板是在雙面板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除了雙面板的制造工藝外，還有內(nèi)層板的加工、層定位、層壓、粘合等特殊工藝。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 4) 撓性印制電路板 撓性印制電路板的制作過程基本與普通印制板相同，主要不同是壓制覆蓋層。 手工自制印制板的方法有漆圖法 、 貼圖法 、 銅箔粘貼法 、 熱轉(zhuǎn)印法等 。 (4) 用細(xì)砂紙磨平覆銅板及四周 ， 將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在覆銅板上 ， 送入照片塑封機(jī) (溫度調(diào)到 150～ 200℃ )來回壓幾次 ， 使熔化的墨粉完全吸附在覆銅板上 (也可用電熨斗往復(fù)熨燙也能實(shí)現(xiàn) )。 鉆孔時(shí)注意鉆床轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)取高速 ， 鉆頭應(yīng)刃磨鋒利 ， 進(jìn)刀不宜過快 ，以免將銅箔擠出毛刺 。沖洗晾干后，應(yīng)立即涂助焊劑 (可用已配好的松香酒精溶液 )?，F(xiàn)在各行各業(yè)都在激烈的競爭中發(fā)展，某一方面的疏忽都將給企業(yè)帶來巨大損失。 印制電路板輔助軟件有多種，國內(nèi)市場上常用的軟件主要有 Protel、 PADS、 OrCAD、 Workbench等幾種，其中以 Protel應(yīng)用最廣泛，下面對 Protel軟件的功能及使用方法進(jìn)行簡單介紹。而且還可以利用原理圖元件庫編輯器 (Schematic Library Document)，編輯特殊的電路符號。 印制電路元件庫編輯器 (PCB Library Document)可用來編輯特殊元件的封裝形式 。 (1) 創(chuàng)建一個(gè)新的設(shè)計(jì)文件。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件主窗口中雙擊文件夾 Documents圖標(biāo)，打開數(shù)據(jù)庫文件夾。 (3) 雙擊工作窗口中的原理圖文件圖標(biāo) (Sheet1)即可啟動原理圖編輯器。 單擊 【 Sheet Options】 標(biāo)簽 。 若顯示標(biāo)題欄 ， 單擊 Title Block， 選項(xiàng)前的復(fù)選框?yàn)?(√)。 (7) ?Border Color(設(shè)置圖紙邊框顏色 )：默認(rèn)值為黑色。 ● ?Snap On(鎖定柵格 )：此項(xiàng)設(shè)置將影響光標(biāo)的移動，光標(biāo)在移動的過程中，將以設(shè)定值為移動的基本單位，設(shè)定值為10，即 100 mil。 使 【 Enable】 前的復(fù)選框?yàn)?(√)， 然后在 【 Grid Range】 后的文本框中輸入所要設(shè)定的值 ， 如 “ 8”等 。 ● ?Address(設(shè)置公司或單位地址 )。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 2) 裝入元件庫 繪制一張?jiān)韴D首先要把有關(guān)的元器件放置到工作平面上 ， 在放置元器件之前 ， 必須知道各個(gè)元器件所在的元件庫 ，并把相應(yīng)的元件庫裝入到原理圖管理瀏覽器中 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 (2) 裝入原理圖所需要的元件庫 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 (5) 自己設(shè)計(jì)的特殊電路符號也要按上述方法裝入原理圖瀏覽器中 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 3) 在圖紙中放置元件 元件庫裝入后 ， 在原理圖瀏覽器 (Browse Sch)的兩個(gè)窗口中分別可以看到庫文件名和電路符號的名稱 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 4. 畫面管理與基本操件 1) 設(shè)計(jì)管理器 (Design Manager)窗口的打開 、 關(guān)閉和切換 執(zhí)行菜單命令 【 View】 /【 ??Design Manager】 可打開或關(guān)閉設(shè)計(jì)管理器，也可在主工具欄中單擊設(shè)計(jì)管理器打開、關(guān)閉按鈕 (主工具欄中第 1 個(gè)按鈕 )。各個(gè)工作窗口之間的切換是通過單擊工作窗口上部相應(yīng)的標(biāo)簽來實(shí)現(xiàn)的。 (2) 連線工具條 (Wiring Tools)：原理圖設(shè)計(jì) (繪制 ) 時(shí)用此工具。 畫線工具沒有電氣意義 。 (6) 可編程邏輯器件工具條 (PLD Tools)。 在設(shè)計(jì)窗口中按 Page Up 鍵以光標(biāo)指示為中心放大 。 (3) 刷新畫面 。再次單擊鼠標(biāo)右鍵退出線段繪制狀態(tài)。 或按住鼠標(biāo)左鍵拖動 ， 選中對象 ， 按主工具條上的剪切工具 ， 出現(xiàn)十字光標(biāo) ， 移至要?jiǎng)h除的對象上 ， 單擊即可刪除 。 將光標(biāo)指向要調(diào)整的對象 ， 按住鼠標(biāo)左鍵不放拖動鼠標(biāo) ， 對象即被移動 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 5． 設(shè)計(jì)電路符號 雖然 Protel 99 提供了大量的電路符號 ， 但有很多電路符號是按元器件的型號給出的 ， 如晶體管的電路符號就有近千個(gè) ， 有些電路符號元件庫中卻沒有提供 。 第 4章 印制電路板的設(shè)計(jì)與制作 (2) 在文件類型對話框中單擊原理圖元件庫編輯器(Schematic Library Document)圖標(biāo) ， 選中原理圖元件庫編輯器圖標(biāo) ， 單擊 【 OK】 按鈕 ， 或雙擊該圖標(biāo) ， 即可完成原理圖元件庫文件的創(chuàng)