【正文】 印制板上元器件體積大、數(shù)量少且印制線路簡單時，多采用方形焊盤。如圖 (a)所示，焊盤與焊盤之間的連線合為一體，猶如水上小島，故稱為島形焊盤。 第 4章 印制電路板的設計與制作 圖 較大元器件布設方向 (a) 合理； (b) 不合理 第 4章 印制電路板的設計與制作 (7) 元器件兩端跨距應稍大于元器件的軸向尺寸，如圖。 (2) 元器件不要布滿整個板面，板的四周要留有一定余量(5～ 10 mm)，余量大小應根據(jù)印制電路板的大小及固定的方式?jīng)Q定。 立式安裝占用面積小 ， 單位容納元器件數(shù)量多 ， 適合要求元器件排列緊湊密集的產(chǎn)品 ， 如半導體收音機和小型便攜式儀器 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 圖 元器件排列格式 (a) 不規(guī)則排列； (b) 規(guī)則排列 第 4章 印制電路板的設計與制作 2. 規(guī)則排列 元器件軸線方向排列一致，并與板的四邊垂直或平行，如圖 (b)所示。 第 4章 印制電路板的設計與制作 4． 熱干擾及抑制 電器中因為有大功率器件的存在，在工作時表面溫度較高，這樣在電路中就有熱源存在，這也是印制電路中產(chǎn)生干擾的主要原因。這些措施可以減少分布參數(shù)造成的干擾。圖 布線不合理，致使交直流回路彼此相連，造成交流信號對直流產(chǎn)生干擾，從而使質(zhì)量下降的例子。因此，應將接地線盡量加粗，使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。 第 4章 印制電路板的設計與制作 在處理好同級電路接地后 ， 在設計整個印制板上的地線時 ， 防止各級電流的干擾的主要方法有以下幾種： (1) 正確選擇接地方式。 (4) 當兩面板布線時，兩面的導線宜相互垂直、斜交或彎曲走線，避免相互平行，以減小寄生耦合。 (5) 在印制板上應留出定位孔及固定支架所占用的位置。 最后 ， 根據(jù)電路的功能單元 ， 對電路的全部元器件進行布局 。 設計前必須對電路工作原理進行認真的分析 ， 并了解電路的性能及工作環(huán)境 ， 充分考慮可能出現(xiàn)的各種干擾 ， 提出抑制方案 。如圖 ，這是在電子設備中經(jīng)常采用的連接方式，這種連接是將印制板邊緣按照插座的尺寸、接點數(shù)、接點距離、定位孔的位置進行設計做出印制插頭，使其與專用印制板插座相配。 缺點是維修不方便 。 (3) 印制板形狀的確定。 第 4章 印制電路板的設計與制作 印制電路板設計前的準備 1． 覆銅板板材 、 板厚 、 形狀及尺寸的確定 (1) 選擇板材。 第 4章 印制電路板的設計與制作 2) 按機械特性劃分 (1) 剛性板 。雙面板可用于比較復雜的電路，但設計工作并不一定比單面板困難，因此被廣泛采用，是現(xiàn)在最常見的一種印制電路板。 1) 按印制電路的分布劃分 (1) 單面印制板。這項指標取決于覆銅板的基板材料和厚度，在確定印制板厚度時應考慮這項指標。 衡量覆銅板質(zhì)量的主要非電技術(shù)標準有以下幾項 。這種覆銅板基板的透明度好，耐高溫和潮濕性優(yōu)于環(huán)氧紙基覆銅板，具有較好的沖剪、鉆孔等機械加工性能，被用于電子工業(yè)、軍用設備、計算機等高檔電器中。 第 4章 印制電路板的設計與制作 1． 覆銅板的種類 (1) 酚醛紙基覆銅箔層壓板。第 4章 印制電路板的設計與制作 第 4章 印制電路板的設計與制作 印制電路板的基礎知識 印制電路板的排版設計 印制電路板制造工藝 計算機輔助設計印制電路 第 4章 印制電路板的設計與制作 印制電路板的基礎知識 印制電路板 制造印制電路板的主要材料是覆銅板。同時，應滿足國家 (部 )標準。環(huán)氧玻璃布覆銅箔層壓板是由玻璃布浸以雙氰胺固化劑的環(huán)氧樹脂，并覆以電解紫銅，經(jīng)熱壓而成的。 第 4章 印制電路板的設計與制作 2． 覆銅板的非電技術(shù)標準 覆銅板質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響印制板的質(zhì)量 。覆銅板所承受彎曲的能力。 第 4章 印制電路板的設計與制作 3． 印制電路板分類 印制電路板的種類很多，一般情況下可按印制導線和機械特性劃分。雙面板兩面都可以布線，一般需要由金屬化孔連通。因此，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電路的集成度越來越高，其引腳越來越多，在有限的板面上無法容納所有的導線，多層板的應用會越來越廣泛。使用時可以彎曲，一般用于特殊場合。 在國家標準中 ， 覆銅板的厚度有系列標準值 ， 選用時應盡量采用標準厚度值 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 圖 線路板對外導線焊接 (a) 焊接合理； (b) 焊接不合理 第 4章 印制電路板的設計與制作 其優(yōu)點是成本低 、 可靠性高 ， 可避免因接觸不良而造成的故障 。 夾角的連接，連接后成為一個整體印制板部件 第 4章 印制電路板的設計與制作 圖 印制板間排線焊接圖 第 4章 印制電路板的設計與制作 圖 印制板間直接焊接 第 4章 印制電路板的設計與制作 2) 插接器連接方式 在較復雜的電子儀器設備中，為了安裝調(diào)試方便，經(jīng)常采用插接器的連接方式。 第 4章 印制電路板的設計與制作 圖 插接器 第 4章 印制電路板的設計與制作 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 。 在確定尺寸后 ， 再確定特殊元器件的位置 。 (4) 對可調(diào)元器件的布局應考慮整機的結(jié)構(gòu)要求 ， 其位置布設應方便調(diào)整 。 (3) 高頻電路應采用島形焊盤 ， 并采用大面積接地布線 。在印制電路的地線設計中，首先要處理好各級的內(nèi)部接地，同級電路的幾個接地點要盡量集中 (稱一點接地 )，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。若接地線很細，接地點電位則隨電流的變化而變化，致使電子設備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。必要時，可以將供電電源的輸出端和用電器之間加濾波器。為了抑制這種干擾，排版時要分析原理圖，區(qū)別強弱信號線，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。根據(jù)不同情況采取的抑制對策有：減少磁力線對印制導線的切割；兩個磁元件的相互位置應使兩個元件磁場方向相互垂直，以減少彼此間的耦合；對干擾源進行磁屏蔽，屏蔽罩應良好接地。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，因而印制導線布設方便，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。 圖 元器件安裝方式 (a) 立式； (b) 臥式 第 4章 印制電路板的設計與制作 (1) 立式安裝 。 元器件在印制電路布設中應遵循以下原則： (1) 元器件在整個板面上應均勻布設 ， 疏密一致 。規(guī)則排列的元器件，應使元器件軸線方向在整機內(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。 第 4章 印制電路板的設計與制作 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 印制電路板的設計與制作 2. 焊盤的形狀 (1) 島形焊盤。 (3) 方形焊盤。 這種焊盤與印制導線之間圓滑 ， 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 。引線孔有電氣連接和機械固定雙重作用。 安裝孔用于大型元器件和印制板的固定 ， 安裝孔的位置應便于裝配 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 2. 印制導線的間距 印制導線之間的距離將直接影響電路的電氣性能 ， 導線之間間距的確定必須滿足電氣安全要求 ， 考慮導線之間的絕緣強度 、 相鄰導線之間的峰值電壓 、 電容耦合參數(shù)等 。因此，設計者在考慮電壓時應把這種因素考慮進去。放置跨接線時，其種類越少越好，通常情況下只設 6 mm， 8 mm， 10 mm三種，超出此范圍的會給生產(chǎn)帶來不便。 (2) 不論單面印制電路板還是雙面印制電路板 ， 所有元器件都應布置在同一面 ， 特殊情況下的個別元器件可布置在焊接面 。 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 、 印制導線寬度 、 連接與布設 、 板上各孔的尺寸位置等均需與實際板面相同并明確標注出來 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 圖 草圖繪制過程 第 4章 印制電路板的設計與制作 (7) 對于雙面印制板設計 ， 還應考慮以下幾點： ① 元器件應布設在板的一面 (TOP面 )， 主要印制導線應布設在元件面 (BOT面 )， 兩面印制導線避免平行布設 ， 應盡量相互垂直 ， 以減少干擾 。獲取原版底片與設計手段有關(guān)，圖 。 利用計算機輔助電路設計軟件設計印制版圖 ， 然后采用打印機或繪圖機繪制黑白圖 。 (2) 線路圖。阻焊圖與印制板上全部焊點形狀對應，略大于焊盤，如圖 所示。 當電路圖設計完成后 ， 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 ， 可由設計者采用手繪或計算機輔助設計 (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) 。 蝕刻在生產(chǎn)線上也稱爛板 。 (6) 金屬涂覆 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 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 。由于孔金屬化工藝很多，相應雙面板的制作工藝也有多種方法。 第 4章 印制電路板的設計與制作 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。 (4) 用細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 (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 (也可用電熨斗往復熨燙也能實現(xiàn) )。沖洗晾干后，應立即涂助焊劑 (可用已配好的松香酒精溶液 )。 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應用最廣泛，下面對 Protel軟件的功能及使用方法進行簡單介紹。 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 。在設計數(shù)據(jù)庫文件主窗口中雙擊文件夾 Documents圖標，打開數(shù)據(jù)庫文件夾。 單擊 【 Sheet Options】 標簽 。 (7) ?Border Color(設置圖紙邊框顏色 )：默認值為黑色。 使 【 Enable】 前的復選框為 (√)， 然后在 【 Grid Range】 后的文本框中輸入所要設定的值 ， 如 “ 8”等 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 2) 裝入元件庫 繪制一張原理圖首先要把有關(guān)的元器件放置到工作平面上 ， 在放置元器件之前 ， 必須知道各個元器件所在的元件庫 ，并把相應的元件庫裝入到原理圖管理瀏覽器中 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 (5) 自己設計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 印制電路板的設計與制作 4. 畫面管理與基本操件 1) 設計管理器 (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)閉設計管理器，也可在主工具欄中單擊設計管理器打開、關(guān)閉按鈕 (主工具欄中第 1 個按鈕 )。 (2) 連線工具條 (Wiring Tools)：原理圖設計 (繪制 ) 時用此工具。 (6) 可編程邏輯器件工具條 (PLD Tools)。 (3) 刷新畫面 。 或按住鼠標左鍵拖動 ， 選中對象 ， 按主工具條上的剪切工具 ， 出現(xiàn)十字光標 ， 移至要刪除的對象上 ， 單擊即可刪除 。 第 4章 印制電路板的設計與制作 5． 設計電路符號 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 ， 有些電路符號元件庫中卻沒有提