【正文】 圖 3..29 基于 555 的報(bào)警電路 5．畫出自己設(shè)計(jì)電路的 印制電路板圖。 圖 整流、濾波、穩(wěn)壓電路 3．畫出 如圖 所示的 信號發(fā)生器的 印制電路板 圖。 練習(xí)題 1．畫出 如圖 所示的 二級阻容放大器的 印制電路板圖 。采用新工藝加成法制造的印制板具有化學(xué)鍍層均勻一致、純度高、可焊 性好、具可制造密度高、細(xì)導(dǎo)線、小焊盤的印制板。但由于銅層與基板結(jié)合不良、鍍層密度差等缺點(diǎn)，限制了這種工藝的應(yīng)用。 一般中等復(fù)雜程度的印制板整個(gè)制作過程僅幾個(gè)小時(shí)即可完成，對縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低成本有一定意義。 采用電腦 雕刻可加工 400mm*300mm 或更大印制板，定位精度可達(dá)177。在產(chǎn)品研制、定型階段往往需要快速獲得一兩塊印制板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和電路性能參數(shù)驗(yàn)證，采用傳統(tǒng)方法不僅制造周期長，成本也較高。 (4)金屬芯印 制板 金屬芯印制板可以看作一種含有金屬層的多層板，主要解決高密度安裝引起的散熱性能，且金屬層有屏蔽作用，有利于解決干擾問題。 (3)微波印制板 在高頻（幾百兆以上）條件下工作的印制板，對材料、布線布局都有特殊的要求，例如印制導(dǎo)線間和層次間分布參數(shù)的作用以及利用印制板制作出電感、電容等“印制元件”。它可使單面板實(shí)現(xiàn)高密度，低成本，良好的電性能及工藝性，適用于電視機(jī)、電話機(jī)等家用電器。 4． 特殊印刷板 在高密度裝配及高頻電路中用印制板往往不能滿足要求，各種特殊印制板應(yīng)運(yùn)而生并在 不斷發(fā)展。 利用撓性板可以彎曲、折疊 ，可以連接活動部件，達(dá)到立體布線，三維空間互連，從而提高裝配密度和產(chǎn)品可靠性。 3． 撓性印制板 撓性印制板也稱軟印制板，是由撓性聚酯敷銅薄膜用印制板加工工藝制造而成。目前多層次板生產(chǎn)多集中在 4～ 6 層為主，如計(jì)算機(jī)主板、工控機(jī) CPU 板等。增加密度的關(guān)鍵有兩條： （ 1） 減小線寬 /間距 （ 2） 減小過孔孔徑 這拉兩條線已成為目前衡量印制廠技術(shù)水準(zhǔn)的標(biāo)志，目前能夠達(dá)到即將要達(dá)到的水平是： 線寬 /間距 ～ → → （ mm），過孔直徑 → → (mm)。新的發(fā)展主要集中在高密度板、多層次板和特殊印制板三個(gè)方面。 印制電路板的發(fā)展 近年來由于集成電路和表面安裝技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品迅速向小型化、微型化方向發(fā)展。 插頭鍍金及板面鍍上所需要的金屬。 腐蝕印制電路板 用三氯化鐵溶液把印刷電路板上裸露的銅箔腐蝕掉，剩下的就是所需要的圖形。雙面印刷電路板應(yīng)該照正反兩張底片。 生產(chǎn)流程：下料→鉆孔→化學(xué)沉銅→電鍍銅加厚（不到預(yù)定厚度 ）→貼干膜→圖形轉(zhuǎn)移（暴光、顯影）→二次電鍍加厚→鍍鉛錫合金→去保護(hù)膜→腐蝕→鍍金（插頭部分）→成型熱烙→印制阻焊劑及文字符號→檢驗(yàn)。先電鍍的有板面電鍍法、圖形電鍍法、反鍍漆膜法；先腐蝕的有堵孔法和漆膜法。 2．雙面板生產(chǎn)流程 雙面板生產(chǎn)中比單面板的主要是增加了孔金屬化工藝。 1．單面板生產(chǎn)流程 單面板的生產(chǎn)工藝較簡單，為保證質(zhì)量在焊接之前，也要進(jìn)行檢驗(yàn)。 絲網(wǎng)漏印（簡稱絲?。╇m是古老的印制工藝，但因成本低、操作簡單，效率高 ，且有一定精確度，在印制板制造中仍在廣泛使用。 批量生產(chǎn)印制電路板的過程 印制板制造工藝技術(shù)已有了很大進(jìn)步，不同規(guī)模、不同裝備的制造廠采用的工藝技術(shù)不盡相同。但加熱的最高溫度要限制在 40~50 攝氏度之間，否則容易破壞線路板上的保護(hù)漆，待裸露的銅箔完全腐蝕干凈后，取出電路板，用清水洗凈，再用稀料或丙酮擦去保 護(hù)漆，再用清水洗凈，擦干后涂上松香水便可進(jìn)行焊接。如果是單面印刷電路板，應(yīng)把線路板朝上平放，以便于腐蝕和觀察。如果找不到這些容器，也可把塑料薄膜墊在合適的容器（紙盒、木盒、金屬容器等）中代用。 4． 腐蝕印刷電路板 用一份三氯化鐵和 二份水的重量配制成三氯化鐵溶液 腐蝕液。板面要干凈，線條要求整齊，不帶毛刺。 3．描板 用蘸水筆把準(zhǔn)備好的黑色調(diào)和漆按復(fù)寫圖樣描在電路板上。打空時(shí)，鉆頭要先磨鋒利，鉆床的轉(zhuǎn)速取高速，但近刀不要過快以免將銅箔擠出毛刺。 2． 鉆孔 如果做雙面印刷電路板，板和印刷電路圖應(yīng)有三個(gè)以上的定位孔。然后把設(shè)計(jì)好的印刷電路圖用復(fù)寫紙寫到銅箔板上。因此，常常采用下列簡易方法，待實(shí)驗(yàn)成功后再做正式的印刷電路板。 印制板加工除了上述七個(gè)基本環(huán)節(jié)外，還有其他加工工藝，可根據(jù)實(shí)際情況添加，如為了裝焊 方便，而在元件層印有文字標(biāo)記，元件序號等。涂助焊劑的目的，既可起保護(hù)鍍層不氧化的作用，又可提高可焊性。 目前大部分采用浸錫和鍍鉛錫合金的方法來改善可焊性，它具有可焊性好、抗腐蝕能力強(qiáng)，長時(shí)間放置不變色等優(yōu)點(diǎn)。 涂敷的方法分電鍍和化學(xué)鍍兩種 : 電鍍使鍍層致密、牢固、厚度均勻可控，但設(shè)備復(fù)雜，成本高，一般用于要求高的印制板和鍍層，如插頭部分鍍金等。 6． 金屬涂敷 為提高印制電路的導(dǎo)電性、可焊性、耐磨性、裝飾性，延長印制板的使用壽命，提高電氣可靠性，可在印制板的銅箔上涂敷一層金屬。化學(xué)沉銅的目的是使印制板表面和孔壁產(chǎn)生一薄層附著力差的導(dǎo)電銅層。 孔金屬化過程中須經(jīng)過的環(huán)節(jié)有鉆孔、孔壁處 理、化學(xué)沉銅和電鍍銅加厚。 蝕刻的方式主要由浸入式、泡沫式、潑濺式和噴淋式等，分別選用于不同的蝕刻液蝕刻，目前，工業(yè)生產(chǎn)中用的最多的是噴淋式蝕刻。影響蝕刻的因素有過氧化氫的濃度、硫酸和銅離子的濃度、穩(wěn)定劑（使溶液穩(wěn)定、蝕刻速率均勻一致）、催化劑（ Ag+、 Hg+、 Pd178。它的蝕刻度也受銅離子濃度、氨水濃度、氯化銨濃度以及溫度的影響。 堿性氯化銅適用于金、鎳、鉛 錫合金等電鍍層作抗蝕涂層的印制板蝕刻。酸性氯化銅蝕刻液的配方一般除氯化銅外還有提供氯離子的成份：氯化鈉、鹽酸和氯化銨。影響三氯化鐵蝕刻時(shí)間的因素有濃度和溫度、溶銅量（銅在蝕刻液中溶入的量）、鹽酸的加入量以及適當(dāng)?shù)臄嚢璺绞?。用它蝕刻的特點(diǎn)是工藝穩(wěn)定，操作方便，價(jià)格便宜。常用的蝕刻溶液有三氯化鐵、酸性氯化銅、堿性氯化銅、硫酸 過氧化氫等。 4． 蝕刻 蝕刻也稱爛板，是制造印制電路板的必不可少的重要步驟。它的感光材料是一種薄膜類物質(zhì)，由聚酯薄膜、感光膠膜、聚乙烯薄膜三層材料組成，感光膠膜夾在中間。固膜是為了使感光膠牢固地粘連在印制板上并烘干。這里指出的上膠過程中指的覆銅板表面均勻涂上的一層感光膠。絲網(wǎng)漏印技術(shù)包括絲網(wǎng)的準(zhǔn)備，絲網(wǎng)圖形的制作和漏印三部分。 （ 1）絲網(wǎng)漏印 是一種古老的工藝，但由于具有操作簡單、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，所以，廣泛用于印制板制造，現(xiàn)由于該法在工藝、材料、設(shè)備上都有突破，能印制出 的導(dǎo)線。 3． 圖形轉(zhuǎn)移 把照相版上的印制電路圖形轉(zhuǎn)移到覆銅板上，稱為圖形轉(zhuǎn)移。相版干燥后需修版，對相版上砂眼修補(bǔ)，對不要的用小刀刮掉。 2． 照相制板 用繪好的底圖照相制板，版面尺寸通過調(diào)整相機(jī)焦距準(zhǔn)確達(dá)到印制板尺寸，相版要求反差大，無砂眼。 1． 繪制照相底圖 照相底圖的繪制方法已在上節(jié)介紹過了，作為廠家第一道工序即為設(shè)計(jì)者送來的底圖進(jìn)行檢查、修改，以保證加工質(zhì)量。 （ 6）對畫好的草圖要認(rèn)真檢查，確認(rèn)無誤后重新把引線孔及加連線描粗并加深，使得白色銅版紙放在上面可清楚看到連線，以便繪制照相底圖。當(dāng)一根引線需要從印刷電路板的一面引到另一面，中間要有一個(gè)引線孔，這個(gè)引線孔是穿過印刷電路板的。雙列直插式集成電路引腳是焊在反面，因此 畫圖時(shí)用藍(lán)色筆畫。 （ 4）為了畫圖方便，雙面印制電路板的草圖可以在一張方格紙內(nèi)完成，這就要求用兩種顏色的筆表示雙面引線。 （ 2）畫印制電路板的插頭引線圖時(shí)，它的大小必須依據(jù)實(shí)際插座彈簧片上的寬度而定，尺寸要求準(zhǔn)確，否則在使用時(shí)容易造成相鄰引線短路。則外框尺寸比實(shí)際印刷電路板增加一倍，也就是圖的長度和寬度各擴(kuò)大一倍，圖上各連線和元器件所占的長度也都放大一倍。畫雙面電路板圖的一般步驟是： （ 1）按黑白圖的大小方格上畫一外框尺寸。在繪制元件面導(dǎo)線時(shí)，注意避讓元件外殼、屏蔽罩等。兩面印制導(dǎo)線最好分布在兩面，如在一面繪制，則用雙色區(qū)別，并注明對應(yīng)層顏色。繪制印制電路板圖時(shí)，除于上述單面板設(shè)計(jì)繪制過程相同外，還應(yīng)考以下幾點(diǎn)。 技術(shù)要求包括：焊盤的內(nèi)、外徑；線寬；焊盤間距及公差；板料及板厚；板的外形尺寸及公差；板面鍍層要求；板面助焊、阻焊要求等。 （ 5） 復(fù)核無誤后，擦掉外形輪廓，用繪圖筆重描焊點(diǎn)及印制導(dǎo)線。 （ 3） 用鉛筆畫出元器件外形輪廓，小型元件可不畫輪廓，但做到心中有數(shù)。 如圖 所示為單面印制板圖的繪制步驟： 圖 印制電路板圖的手工繪制過程 （ 1） 按草圖尺寸取方格紙或坐標(biāo)紙。圖的要求：版面尺寸，焊盤位置，印制導(dǎo)線的連接與布設(shè)，板上各孔的尺寸與位置均與實(shí)際板相同并標(biāo)出，同時(shí)應(yīng)注明線路板的技術(shù)要求。 圖 單線不交叉圖 要注意，一個(gè)令人滿意的排版設(shè)計(jì)常常經(jīng)多次調(diào)整元件位置和方向，多次調(diào)整印制導(dǎo)線的布線情況而得到的?！帮w線“即在印制導(dǎo)線的交叉處切斷一根，從板的元件面用一短接線連接。在此基礎(chǔ)上還要解決原理圖中存在的交叉現(xiàn)象，依據(jù)原理圖畫出單線不交叉圖如圖 所示。 2． 單面板的排版設(shè)計(jì) 排版設(shè)計(jì)是個(gè)具有十分靈活性的工作，但在實(shí)際排版中，一般遵循以下原則： (1)根據(jù)與面板、底板、 側(cè)板等的聯(lián)接方式，確定與之有關(guān)的元器件在印制板上的具體位置，然后決定其他一般元件的布局，布局要均勻，有時(shí)為了排列美觀和減少空間，將具有相同性質(zhì)的元件布設(shè)在一起，由此可能會增加印制導(dǎo)線長度。 （ 3）確定印制板參數(shù)，根據(jù)線路的復(fù)雜程度來確定印制板到底應(yīng)采取單面還是雙面，根據(jù)元件 尺寸、元 件在板上安裝方式、排列方式和印制板在整機(jī)內(nèi)的安裝方式綜合確定印制板的尺寸以及厚度等參數(shù)。 （ 1）熟悉原理圖的功能原理，找出可能引起干擾的干擾源，并作出采取抑制的措施。但計(jì)算機(jī)布線，下述步驟可根據(jù)個(gè)人的實(shí)際情況作一些靈活的調(diào)整。 印制電路板圖的繪制 排版設(shè)計(jì)不是單純地按照原理圖聯(lián)結(jié)起來，而是采取一定的抗干擾措施，遵循一定的設(shè)計(jì)原則，合理的布局，達(dá)到整機(jī)安裝方便，維修容易。 元器件間的磁場干擾主要是由于揚(yáng)聲器、電磁鐵、永磁式儀表、變壓器、繼電器等產(chǎn)生的恒磁場和交變磁場，對周圍元件，印制導(dǎo)線產(chǎn)生干擾。布設(shè)時(shí)，對不同回路的信號線盡量避免平行，雙面板上 的兩面印制線盡量做到不平行布設(shè)。 4． 磁場干擾及對策 印制板的特點(diǎn)是元器件安裝緊湊，連接緊密，但如設(shè)計(jì)不當(dāng)，會給整機(jī)帶來分布參數(shù)造成干擾，元器件相互之間的磁場干擾等。 大面積覆蓋接地 在高頻電路中，可采用擴(kuò)大印制板的地線面積來減少地線中的感抗，同時(shí)，可對電場干擾起屏蔽作用。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，印制電路的公共地線一般設(shè)在印制板的邊緣，并較一般導(dǎo)線寬，各級電路就近并聯(lián)接地。 同級電路中的接地處理好后，要布好整個(gè)印制板上的地線，防止各級之間的干擾，下面介紹幾種接地方式。 為克服地線共阻抗干 擾，應(yīng)盡量避免不同回路電流同時(shí)流經(jīng)某一段共用地線，特別是高頻和大電流回路中。在印制板上的地線也不能保證是零電位，而往往存在一定值，雖然電位可能很小，但由于電路的放大作用，可能產(chǎn)生較大的干擾。布線時(shí)，電流線不要走平行大環(huán)形線；電源線與信號線不要太近，并避免平行 。而電源的質(zhì)量出原 理本身外，工藝布線和印制板設(shè)計(jì)不合理，都會產(chǎn)生干擾，特別是交流電源的干擾。 2． 電源干擾抑制 電子儀器的供電絕大多數(shù)是由于交流市電通過將壓，整流，穩(wěn)壓后獲得。 1． 熱干擾及抑制 由于發(fā)熱元件的影響而造成溫度敏感器件的工作特性變化以致整個(gè)電路電性能發(fā)生變化而產(chǎn)生的干擾。這些干擾，在排版設(shè)計(jì)中應(yīng)事先重視，則完全可 以避免，否則，嚴(yán)重的會引起設(shè)計(jì)失敗。因此人為設(shè)置改變氣流使人為添加了“紊流排”使靠近元件處產(chǎn)生了渦流而增強(qiáng)散熱效果。 8． 引導(dǎo)散熱 為散熱添加某些與電路原理無關(guān)的零部件。 7． 熱量均勻 將發(fā)熱量大的元器件至于容易降溫之處，即將可能超過允 許溫升的器件置于空氣流入口外， LSI 較 SSI 功耗大，超溫則故障率高。 5． 散熱方向 發(fā)熱元件放置，要有利于散熱。 4． 熱源高置 發(fā)熱元件不宜貼板安裝。 2． 熱源單 置 將發(fā)熱元器件單獨(dú)設(shè)計(jì)為一個(gè)功能單元，置于機(jī)內(nèi)靠近邊緣容易散熱的位置，必要時(shí)強(qiáng)制通風(fēng)，如臺式計(jì)算機(jī)的電源部分就是這樣。常用元器件中，電源變壓器、功率器件、大功率電阻等都是發(fā)熱元器件（以下均稱熱源），電解電容是典型怕熱元件，幾乎所有半導(dǎo)體器件都有不同程度溫度敏感性，印