【正文】 Large Experimental Physics Control Systems, San Jose, California, 2001．[11] J． Y． Tang． SNS VACUUM INSTRUMENTATION AND CONTROL SYSTEM,In: 8th International Conference on Accelerator amp。衷心感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師。在此，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師孫燕老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在這三年的歲月里，我在學(xué)習(xí)和思想上都受益匪淺。 致 謝在論文完成之際，這也意味著我三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。把透明膠帶橫貼于要測(cè)的導(dǎo)線上，并將此膠帶用手按壓，使氣泡全部排除，然后掀起膠帶的一端，大約與印制電路板呈90176。（3）不潤濕焊料雖然在焊盤的表面上堆積，但未和焊盤表面形成粘附性連接。（2）半潤濕焊料先潤濕焊盤的表面，然后由于潤濕不佳而造成焊錫回縮，結(jié)果在基底金屬上留下一薄層焊料。4. 焊盤的可焊性可焊性是用來測(cè)量元器件焊接到印制電路板上時(shí)焊錫對(duì)印制圖形的潤濕能力，一般用潤濕、半潤濕、不潤濕來表示。在印制電路板上，此試驗(yàn)既可以在同一層上的各條導(dǎo)線之間來進(jìn)行，也可以在兩個(gè)不同層之間來進(jìn)行。2. 過孔的連通性對(duì)于多層電路板要進(jìn)行連通性試驗(yàn)，以查明需要連接的印制電路圖形是否具有連通性。另外還要檢查焊孔是否在焊盤中心、導(dǎo)線圖形的完整性。4．覆銅板冷卻后揭去熱轉(zhuǎn)印紙，腐蝕后，即可形成做工精細(xì)的PCB。2．用激光打印機(jī)把電路圖打印在熱轉(zhuǎn)印紙上。5．放進(jìn)三氯化鐵溶液里將非線路部分的銅箔腐蝕掉，然后進(jìn)行打孔或沉銅。顯影完畢可看到，線路部分圓滑飽滿，清晰可見，非線路部分呈現(xiàn)黃色銅箔。雙面板兩面要分別進(jìn)行曝光。 感光法感光法制作PCB的步驟如下：1．用打印機(jī)把制作好的電路圖形打印到膠片上，如果打印雙面板，設(shè)置頂層打印時(shí)需要鏡像。此法適用于保留銅箔面積較大的圖形。4．放入腐蝕液中進(jìn)行腐蝕。2．將封箱膠帶裁成合適的寬度。（2）涂上松香助焊劑等肋焊劑。（2）再用清水洗凈。（3）將檢查修整后的覆銅板浸入腐蝕液中，完全腐蝕后，取出用清水清洗。5．腐蝕（1）按一份三氯化鐵勾兌兩份水的比例配制成的三氯化鐵溶液。（2）按復(fù)寫圖樣描在電路板上，描圖時(shí)應(yīng)先描焊盤，再描印制導(dǎo)線圖形。（4）如果是制作單面板，可在腐蝕完后再鉆孔。（2）對(duì)微型電鉆（或鉆床）通電進(jìn)行鉆孔，進(jìn)刀不要過快，以免將銅箔擠出毛剌。（5）仔細(xì)檢查，確定無誤后再揭開復(fù)寫紙。（3）用膠紙把電路圖和覆銅板粘牢。2．拓圖（1）將復(fù)寫紙放在覆銅板上。（3）用細(xì)砂紙或少量去污粉去掉表面的氧化物。 涂漆法1．下料（1）把覆銅板裁成所需要的大小和形狀。根據(jù)所采用圖形轉(zhuǎn)移的方法不同，手工制板可用漆圖法、貼圖法、雕刻法、感光法及熱轉(zhuǎn)印法等多種方式實(shí)現(xiàn)。在高密度的鍍鉛錫合金印制板和采用自動(dòng)焊接工藝的印制板上，為使板面得到保護(hù)并確保焊接質(zhì)量，均需要涂覆阻焊劑。印制板的其他部位均在阻焊層之下。2．阻焊劑阻焊劑是在印制板上涂覆的阻焊層（涂料或薄膜）。1．助焊劑在電路圖形的表面上噴涂助焊劑，既可以保護(hù)鍍層不被氧化，又能提高可焊性。因而只適用于改善可焊性的表面涂覆，如板面銅箔圖形鍍銀等。此法用于要求高的印制板和鍍層，如插頭部分鍍金。屠夫方法可用電鍍和化學(xué)鍍兩種。2．金屬涂覆為提高印制電路的導(dǎo)電、可焊、耐磨和裝飾性能，延長印制板的使用壽命，提高電氣連接的可靠性，可以在印制板圖形銅箔上涂覆一層金屬。大體上有以下幾種方法：板面電鍍法、圖形電鍍法、反鍍漆膜法、堵孔法和和漆膜法等。化學(xué)鍍以后進(jìn)行電鍍銅，使孔壁的銅層加厚并附著牢固。基本步驟是：先使孔壁上沉淀一層催化劑金屬（如鈀），作為在化學(xué)鍍銅中銅沉淀的結(jié)晶核心，然后浸入化學(xué)鍍銅溶液中。在雙面和多層印制板的制造過程中，孔金屬化是一道必不可少的工序。即把銅沉淀在貫通兩面導(dǎo)線或焊盤的孔壁上，使原來非金屬的孔壁金屬化。數(shù)控鉆床的鉆孔質(zhì)量高，但價(jià)格昂貴，目前在自動(dòng)化生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛地應(yīng)用。在后處理過程中，CAD系統(tǒng)將板上所有的孔分類，每一類對(duì)應(yīng)一種型號(hào)的鉆頭工具。穿孔紙帶由連接在運(yùn)行CAD的主計(jì)算機(jī)上的紙帶穿孔機(jī)來完成穿孔。鉆孔時(shí)，將需鉆孔的工件與鉆孔的模板用銷釘銷在一起。因顯影出來的圖形足以定出孔的位置，而且?guī)讐K板材可以疊放在一起，并與照相底版對(duì)準(zhǔn)且用銷釘銷住。對(duì)孔位的限定可用將底圖蓋在工件上的辦法解決，也可用一個(gè)已有明確焊盤位置的印制電路復(fù)制件來解決。①手工加工：手工加工采用手工鉆床鉆孔。（2）鉆孔：鉆孔根據(jù)工具不同分為手工加工和數(shù)控加工兩種。也可采用一次沖膜落料的辦法，并將板子重疊起來用鉆模鉆出引線孔。因而常將幾塊不同種類的印制板制作在一塊大板上，一并進(jìn)行印制和蝕刻加工，最后再將各印制板剪切分開。如果刻蝕好的印制電路板已經(jīng)是剪切過的單個(gè)小板，就可以直接進(jìn)行孔加工了。噴蝕法則用泵將蝕刻液噴于印制板表面進(jìn)行蝕刻，因而蝕刻速度較快。其中搖動(dòng)槽法最簡單，蝕刻設(shè)備僅是一只盛有蝕刻劑的槽，裝在為不斷搖動(dòng)的臺(tái)面上。這些蝕刻液可以去除未保護(hù)部分的銅箔，但不影響感光顯影后的抗蝕劑及其保護(hù)下的銅箔，也不腐蝕絕緣基板及粘接材料。其中三氯化鐵價(jià)廉，毒性較低。未被保護(hù)部分的銅箔板上需要通過化學(xué)蝕刻將其除去，以便得到印有理想的電路圖形的印制電路板。 印制電路板的蝕刻與加工1．蝕刻蝕刻是制造印制電路板必不可少的一項(xiàng)工藝。印出的圖形應(yīng)清晰、整齊，如不符合要求，可用溶劑清洗后重印?！?0176。如果紙上的圖形有一兩條線條透印性不好，或有“沙眼”等缺陷時(shí)，可再印一兩張，直至絲網(wǎng)被漆完全浸潤，圖形清晰后再印制覆銅箔板。④漏?。郝┯r(shí)，將調(diào)好的印料倒入絲網(wǎng)版上，并用刮板輕輕將印料鋪滿網(wǎng)面。漏印時(shí)的定位，關(guān)系到絲網(wǎng)漏印質(zhì)量，定位的誤差會(huì)造成印制板的報(bào)廢。②固定網(wǎng)框：將網(wǎng)框固定在工作臺(tái)上，絲網(wǎng)面距臺(tái)面約3mm。（4）漏印技術(shù)①漏印材料：絲網(wǎng)漏印材料大部分屬于油基型和纖維素型兩大類材料，常用的絲印漆有油墨、漆類和樹脂類等。將照相底片緊貼在薄膜上進(jìn)行曝光后，再浸入40～50℃的溫水中顯影，照相軟紙自然脫落，未感光部分的明膠在溫水中溶解，待圖形清晰后用冷水輕輕沖洗。這種制網(wǎng)版的方法工藝簡單，制網(wǎng)效率高，至今仍在國內(nèi)外普遍使用。曝光過的感光膜不溶于水，待圖形大部分顯現(xiàn)后，再用清水輕輕沖洗，直到圖形完全顯現(xiàn)后，置于通風(fēng)處晾干。5℃的干燥箱中烘干約8～12min，用鑷子輕輕地剝?nèi)コ休d的聚酯膜，再放回烘箱中回烘1～2min，使感光膜進(jìn)一步干燥。然后在絲網(wǎng)的背面刷一層重鉻酸銨，再用橡皮刮刀除去膜面上的氣泡，將背面的余液也輕輕刮去。最后把鋅板上漆膜圖形用香蕉水轉(zhuǎn)移到絲網(wǎng)版上，從而制成絲網(wǎng)版。②鋅板或覆銅板漆膜轉(zhuǎn)移法：首先將印制的電路圖形制成鋅板（或覆銅板），使印制電路板的線條和符號(hào)凸出來，再涂上一層凡士林，并均勻地噴上一層新藍(lán)硝基軟性清漆（又稱皮尺漆），烘干后再噴兩三次，在恒溫箱60℃溫度下烘干。制作絲網(wǎng)版前，先在蠟刻紙上用刻刀精細(xì)雕刻出印制電路圖形，形成一層漆膜圖形，然后將漆膜圖形緊貼絲網(wǎng)的一面，輕輕用布蘸香蕉水后擦拭絲網(wǎng)的反面，使漆膜轉(zhuǎn)移到絲網(wǎng)上，成為有電路圖形的絲網(wǎng)版。絲網(wǎng)圖形制作的方法有四種：漆膜雕刻法、鋅板（或覆箔板）轉(zhuǎn)移法、絲網(wǎng)干膜（菲林紙感光膜）法、碳素紙感光法。機(jī)械繃網(wǎng)時(shí)先用夾具從四邊夾緊絲網(wǎng)，然后用黏合劑把繃緊的絲網(wǎng)粘在網(wǎng)框上?？嚲W(wǎng)質(zhì)量的好壞直接影響到圖形印制質(zhì)量和絲網(wǎng)的使用壽命繃網(wǎng)前應(yīng)將絲網(wǎng)在50～60℃的水中浸泡5～10min，以便于將網(wǎng)繃均勻?？嚲W(wǎng)分為手工繃網(wǎng)和機(jī)械繃網(wǎng)兩種。絲網(wǎng)網(wǎng)框的大小可根據(jù)制作印制板的大小來確定，一般以比印制每邊寬出8～12cm為宜，以便于手工操作時(shí)拿放和漏印的完整。木框平放桌面上時(shí)，不能有邊角起翹現(xiàn)象。（1）絲網(wǎng)準(zhǔn)備絲網(wǎng)材料的選擇：絲網(wǎng)的種類很多，常用的有真絲網(wǎng)、尼龍絲網(wǎng)、滌綸絲網(wǎng)和金屬絲網(wǎng)（磷青銅絲網(wǎng)、不銹鋼絲網(wǎng)）等。最后經(jīng)蝕刻，去除保護(hù)層后制成印制電路板。絲網(wǎng)漏印的第一步是制造絲網(wǎng)模版，其基本方法是把感光膠均勻的涂在絲網(wǎng)上，經(jīng)干燥后直接蓋上照相底版上進(jìn)行曝光、顯影，從而制出電路圖形模版。修版時(shí)用小毛筆蘸瀝青修補(bǔ)缺陷、沙眼等，孔偏移比較嚴(yán)重的要修好，使其達(dá)到技術(shù)要求。顯影時(shí)要注意時(shí)間不能太長，否則會(huì)造成過顯，使邊緣不整齊；顯影時(shí)間也不能過短，否則會(huì)使顯影不徹底，線條密集部分顯不出圖形。顯影液采用無水碳酸鈉，濃度為1%～2%。曝光量的大小與光源的強(qiáng)弱、燈距的遠(yuǎn)近、曝光時(shí)間的長短等有關(guān)。（3）曝光：覆銅箔板貼膜后，將照相底版覆蓋于其上進(jìn)行曝光。貼膜速度也影響貼膜質(zhì)量，速度太快，膜易起皺；速度太慢，會(huì)使貼膜不牢。貼膜壓力的選擇也非常重要，壓力過小，會(huì)使干膜與銅箔結(jié)合不牢；壓力過大，膜易變形起皺。貼膜的溫度一般控制在90～100℃適宜，夏季允許再低10～20℃。（2）貼膜：貼膜主要借助貼膜機(jī)進(jìn)行。刷洗后使整個(gè)銅箔面露出銅箔的原色及光澤。 圖形轉(zhuǎn)移的工藝流程為：清洗印制板→烘干→貼膜→對(duì)孔→定位→曝光→顯影→晾干→修版。2．感光干膜法制造工藝感光干膜法中所用干膜由干膜抗蝕劑、聚酯膜和聚乙烯膜組成。 1．液體感光膠法液體感光膠法是將抗蝕劑以液態(tài)的形式涂敷到經(jīng)過清潔處理的覆銅箔板的銅表面上，干燥后形成一層有機(jī)感光層，把供圖形轉(zhuǎn)移用的照相底版覆蓋在上面，經(jīng)曝光后，使得受光部分的感光材料固化，不再溶解于溶劑之中，起著抗蝕和掩膜的作用。感光干膜法可用于制造精密細(xì)導(dǎo)線，它在提高生產(chǎn)效率，簡化生產(chǎn)工藝，提高印制板質(zhì)量等方面也優(yōu)于其他方法。絲網(wǎng)漏印法適用于批量較大、精度要求不高的單面和雙面印制板生產(chǎn)。在印制板的生產(chǎn)中，制造抗蝕或電鍍掩膜圖形一般有液體感光膠法、感光干膜法和絲網(wǎng)漏印法等三種不同方法。該方法適用于單面和簡單雙面印制電路板的制圖。3．人工描繪或貼制黑白工藝圖照相制版人工描繪就是在銅版紙上用墨進(jìn)行手工描圖。 2．光繪圖機(jī)直接制成照相底片該方法是在第一種方法的基礎(chǔ)上，利用光點(diǎn)掃描原理，將生成黑白布線圖和照相翻拍底版這兩個(gè)工序合二為一。1．計(jì)算機(jī)繪制黑白工藝圖再照相成照相底片隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，選用適當(dāng)?shù)挠≈齐娐钒逶O(shè)計(jì)軟件（如Protel 2004），利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行布線，可得到任意比例、質(zhì)量上乘的布線圖，并可通過繪圖儀或打印機(jī)繪制成印刷板黑白布線工藝圖，最后利用照相技術(shù)將印制板布線圖制成照相底片。在印制板的生產(chǎn)過程中，無論采用什么方法都需要使用符合質(zhì)量要求的1:1的底圖膠片（也叫原版底片，在生產(chǎn)時(shí)還要把它翻拍成生產(chǎn)底片）。當(dāng)前使用最廣泛的是銅箔蝕刻法，即將設(shè)計(jì)好的轉(zhuǎn)移到敷銅板上形成防蝕圖形，然后用化學(xué)蝕刻除去不需要的銅箔，從而獲得導(dǎo)電圖形。使用者只需進(jìn)行簡單、直觀的設(shè)置，Protel 99的自動(dòng)布線器將分析你的設(shè)計(jì)并且選擇最佳的布線策略。設(shè)計(jì)法則檢驗(yàn)器（DRC）能夠按照用戶指定的設(shè)計(jì)法則對(duì)電路板進(jìn)行檢驗(yàn)，然后產(chǎn)生全面的檢驗(yàn)報(bào)告，指出設(shè)計(jì)中與設(shè)計(jì)法則相矛盾的地方。（8）設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。（7）自定義原理圖模板。設(shè)計(jì)同步器在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮作用，在原理圖中添加元件或改變某個(gè)元件的屬性都將引起PCB圖的相應(yīng)變化。（6）原理圖設(shè)計(jì)與印制圖設(shè)計(jì)緊密連接。（5）豐富的印制圖設(shè)計(jì)法則。Protel 99的原理圖編輯器和PCB編輯器使用標(biāo)準(zhǔn)化編輯方式，使用者能夠直觀地控制整個(gè)編輯過程。Protel 99的原理圖和印制圖設(shè)計(jì)均設(shè)置方便易用手動(dòng)布線功能。對(duì)于新升級(jí)的封裝庫可以直接從Protel 的互連網(wǎng)點(diǎn)下載得到。Protel 99提供了6萬8千多種元器件的元件庫和豐富的PCB封裝形式庫。同時(shí)，Protel也可以進(jìn)行“自底向上”的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方法與“自頂向下”相反。使用者可以將待設(shè)計(jì)的電路劃分成若干部分（子系統(tǒng)），各部分再劃分成若干功能模塊，功能模塊再劃分成基本模塊，然后分層逐級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它是在早期TANGO軟件包的基礎(chǔ)上，歷經(jīng)DOS、Windows的多種版本發(fā)展起來的，它具有豐富多樣的編輯功能、更為便捷的自動(dòng)化設(shè)計(jì)能力、完善有效的檢測(cè)工具、靈活有序的設(shè)計(jì)院管理手段，具有豐富的原理圖元件庫、PCB元件庫，有良好的開放性和兼容性，支持Windows平臺(tái)上的所有外設(shè)?，F(xiàn)對(duì)近期廣為流行的Protel 99軟件為例，對(duì)CAD系統(tǒng)進(jìn)行簡介。近幾年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了飛速的發(fā)展。電路印制板的CAD方法很大程度避免了傳統(tǒng)的缺點(diǎn)，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，改進(jìn)了產(chǎn)品的質(zhì)量。在這種情況下，傳統(tǒng)的手工方式設(shè)計(jì)和制作印制電路板已顯得越來越難以適應(yīng)形勢(shì)了。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)介紹 CAD軟件簡介隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使印制電路板的走線愈來愈精密和復(fù)雜。（5）同一級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)該盡可能靠近，并且本級(jí)電路的電源濾波電容也應(yīng)該接在本級(jí)的接地點(diǎn)上。（4）將接地線構(gòu)成閉環(huán)路設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。因此應(yīng)將接地線盡量加粗，使它能通過三位于印制電路板的允許電流。（2）數(shù)字電路與模擬電路的共地處理現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),模擬電路的敏感度強(qiáng),對(duì)信號(hào)線來說,高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件,對(duì)地線來說,整人PCB對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn),所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題,而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等).數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接,請(qǐng)注意,這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來決定.。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。2．連接地線的方法在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。（8）模擬地與數(shù)字地要分開布，采用一點(diǎn)相連接。（6）同一信號(hào)的輸入與輸出線不要相鄰平行。（4）電源去耦電容要用導(dǎo)線連接到需要去耦電源的管腳上。（3）差分對(duì)布線要平行等距。不過，我們盡可能的用寬線，特別是PCB板上的電源線和地線，提高抗干擾性。 布線的原則1．元件的位置確定了，根據(jù)它們的