印刷电路板(学校目前的加工工艺)课件.ppt

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1、印 制 电 路 板,2023年2月11日9时13分,汇报人：,2014/4/11,第一章 印制电路板的设计制作,2023年2月11日9时13分,PCB(Printed Circuit Board)中文名称为印刷电路板，又称印制板，简称：PCB,是电子产品的重要部件之一。1、最原始的电路板时代：随着电子技术的发展，人们对元件和线路进行规划，用一块板子为基础，在板上分配元件的布局，确定元件的接点，使用铆钉、连接柱做接点，用导线把接点依电路要求，在板的一面布线，另一面装元件的电路板。应用：在真空电子管时代特点：线路的接法有直线连接（接点到接点的连线拉直）和曲线连接。,2023年2月11日9时13分,

2、2023年2月11日9时13分,2、印刷电路板时代标志：单面敷铜的发明。先在敷铜板上用模板印刷防腐蚀膜图，然后再腐蚀刻线。随着技术进步，又发明了双面板，即在板子两面都敷铜，两面都可以腐蚀刻线应用：晶体管时代至今特点：技术像在纸上印刷一样。3、多层电路板标志：电子产品生产技术的发展在 双面板的基础上加夹层，其实就是双面板中叠加一块或多块单面板。应用：高频、高密度产品 特点：厚度增加，成本提高，高频辐射，分布电容、分布电感。要部件之一。,2023年2月11日9时13分,我国的现状 1、我国的PCB的设计与制造已经接近了世界 先进水平；2、生产基地主要集中在珠三角，长三角，还 有京津唐地区也有一部分

3、；3、成为世界PCB第二大生产国，仅次于日本；4、2005年出口额60亿美元，但贸易逆差仍有 12.5亿，主要是高端产品柔性电路板（FPC）和高密度互联电路板。,2023年2月11日9时13分,一、印制电路板的相关概念印制采用某种方法，在一个表面上再现 图形和符号的工艺，它包含通常意义的“印 刷”。印制线路采用印制法在基板上制成的导 电图形，包括印制导线、焊盘等。印制元件采用印制法在基板上制成的电 路元件，如电感、电容等。,印制电路采用印制法得到的电路，它包括印制线路和印制元件或由二者 组合成的电路。包括印制线路和印制 元件。印制电路板完成了印制电路或印 制线路加工的板子。印制电路板部件安装了

4、元器件或 其他部件的印制板部件。不如计算机 主板，是印制板部件，拆掉元器件才 是印制电路板。,2023年2月11日9时13分,2023年2月11日9时13分,二、印制电路板的功能提供集成电路等各种电子元 器件固定、装配的机械支撑；实现集成电路等各种电子 元器件之间的布线和电气 连接或电绝缘；提供所要求的电气特性，如特性阻抗等；为自动焊锡提供阻焊图形，为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。,2023年2月11日9时13分,三、印制电路板的分类1、按印制电路的分布单面板：仅一面上有导电图形双面板：两面都有导电图形多层板：三层或三层以上导电图形和绝缘材料层砖合成。2、按机械性能刚性挠性,双面板,

5、GeForce 6800标准版使用了10层的P212板型,2023年2月11日9时13分,四、印制电路板的构成1、印制电路和基板基板：一般是敷铜基板，即 99.8%铜箔+粘合剂+支撑材料常用的FR-4 环氧树脂玻璃布，计算机通讯设备酚醛纸质 电视机收音机对于高频电路常用的聚 四氟乙烯玻璃布印制电路板的颜色为绿 色或综色是防焊漆,2023年2月11日9时13分,2、印制电路的形成（1）减成法：敷铜基板上用化学和机械的方 式除去不需要的部分。蚀刻法和雕刻法（Hcl+H2O2+Cucl2或28%-42%的Fecl3）（2）加成法：在绝缘基板上用某种方式敷设 所需的印制电路图形。丝印电镀法，粘 贴法。

6、注：我们制作中所使用的就是减成法中 的蚀刻法。,2023年2月11日9时13分,五、印制电路板的设计要求 1、印制导线宽度 由该导线的工作电流决定，在此我们要求的是要大于1mm。,2023年2月11日9时13分,2、导电图形间距 相邻导电图形之间的间距由它们间的电位差决定。,2023年2月11日9时13分,3、印制导线走向与形状印制导线应尽量短，能走捷径就不要绕远。走线平滑自然为佳，避免急拐弯和尖角。公共地线应尽可能多地保留铜箔。若布线密度低，可加粗导线，信号线间距适当加大。,2023年2月11日9时13分,4、焊盘与孔（1）常使用的焊盘形状 1）岛形焊盘 焊盘与焊盘间的连线合为一体。常用于立

7、式不规则排列安装中。抗剥度强。,2023年2月11日9时13分,2）圆形焊盘 广泛用于元件规则排列的单、双面印制板中。若板的密度允许，焊盘可大些，焊接时不至于脱落。,2023年2月11日9时13分,3）方形焊盘 印制板上的元器件大而少、且印制导线简单时多采用。在手工自制PCB时，采用这种焊盘易于实现。,2023年2月11日9时13分,4）其他常见焊盘 还有一些经常使用的焊盘：,泪滴式,多边形,椭圆形,开口形,2023年2月11日9时13分,（2）孔的尺寸 我们所使用的钻头是1mm的，所以在此要求焊盘的直径要大于等于2mm。,2023年2月11日9时13分,5、元器件的安装与布局（1）安装方式：

8、卧式与立式 1）卧式安装：适用于焊盘间距较远时安装。2）立式安装：适用于焊盘间距较近时安装。,2023年2月11日9时13分,（2）元器件排列格式 1）不规则排列 此种方式以固定立式为主，看起来杂乱无章，但印制导线布设方便，印制导线短而少，可减少线路板的分布参数，抑制干扰，特别对抗高频干扰极为有利。,2023年2月11日9时13分,2）规则排列 此种方式以卧式为主，排列规范，整齐，便于安装、调试、维修，但布线时受方向、位置的限制而变得复杂些。注意：制作过程中要求采用规则排列！,2023年2月11日9时13分,（3）元器件布设原则 1）元器件在整个板面疏密一致，布设均匀。2）元器件不要占满板面，

9、四周留边，便于固定。3）元器件布设在板的一面，每个引脚单独占用 一焊盘。4）元器件布设不可上下交叉，相邻元器件之间 保持间距。5）元器件安装高度尽量短，以提高稳定性和防 止相邻元件碰撞。,2023年2月11日9时13分,合理布设不合理布设,2023年2月11日9时13分,六、手工制作印制电路板的步骤1、分析原理图。2、设计外形 结构草图。,3、去覆铜板上的氧化层。,2023年2月11日9时13分,4、将覆铜板覆铜面贴满电气胶带。,2023年2月11日9时13分,5、通过复写纸把草图印到电气胶带一面。,2023年2月11日9时13分,6、用小刀把电气绝缘部分除去。,2023年2月11日9时13分

10、,7、放进腐蚀箱腐蚀。,2023年2月11日9时13分,8、电气绝缘部分腐蚀掉后打孔。,2023年2月11日9时13分,2023年2月11日9时13分,9、焊接元器件。,10、通电调试并测量相关参数。,2023年2月11日9时13分,2023年2月11日9时13分,2023年2月11日9时13分,前置运放集成电路为LM358；功率放大集成电路为LM4863。,第二章 计算机辅助设 计印制电路,2023年2月11日9时13分,第一节 原理图的绘制,2023年2月11日9时13分,一、新建文件 1、双击桌面Protel99 SE图标或者在桌面系统的开始菜单中单击Protel99 SE图标即进入Pr

11、otel99 SE设计环境。,2023年2月11日9时13分,2、执行FileNew Design命令打开如图所 示的对话框。,2023年2月11日9时13分,Windows File System格式的数据库,更改文件名,存储路径,3、单击OK按钮后Protel 99SE设计环境变 为如图所示。,2023年2月11日9时13分,4、执行FileNew命令，即可打开如图所示的New Document对话框。,2023年2月11日9时13分,文件报表,设计文档文件夹,印制电路板设计编辑器,印制电路板元件封装编辑器,印制电路板打印,原理图设计编辑器,表格处理 编辑器,原理图元件编辑器,文字处理编辑

12、器,波形处理编辑器,5、在如图的对话框中选择原理图设计编辑器，双击并打开如图1-1所示的原理图设计页面。,2023年2月11日9时13分,原 理 图 设计 编 辑 器,2023年2月11日9时13分,图1-1 原理图设计页面,二、原理图绘制1、设置图纸环境 在原理图设计页面里点击Design（设计）Options（选项），打开如图所示设置图纸大小。,2023年2月11日9时13分,设置页面的方向,标题区,显示网络标记,显示边框,设置图纸边框颜色,设置工作区颜色,设置图纸栅格,自动寻找电气节点,选择图纸大小,自定义图纸的大小,2、添加元件库 执行DesignAdd/RemoveLibrary命令

13、，打开如图所示的对话框，并从对话框中进入Protel 99 SE安装目录下的LibrarySch目录。在目录下找到MiscellaneousDevices.ddb和Protel Dos Schematic Libraries.ddb两个文件，分别双击加入库中。单击OK回到设计图页面。,2023年2月11日9时13分,添加的元器件库文件,3、元器件制作(1)执行菜单FileNew命令，即可打开如图所示的对话框，在该对话框中选择原理图元件编辑器，如图所示。,2023年2月11日9时13分,原 理 图 元件 编 辑 器,双击并打开如图所示的元器件编辑制作界面。在图中可以看到元器件编辑器中最常用两个的

14、工具栏，绘制图形工具栏和IEEE工具栏。,2023年2月11日9时13分,绘制图形工具栏,2023年2月11日9时13分,绘制直线,绘制曲线,绘制椭圆形,绘制多边形,添加文字标注,添加新元器件,添加多元件,绘制矩形,绘制圆角矩形,绘制椭圆,粘贴图片,阵列式粘贴元件,放置引脚,元器件编辑区分为4个象限，一般使用第四象限绘制元器件的图形。如图所示为绘制好的元器件。,2023年2月11日9时13分,(2)元器件库添加 更改元件名 执行ToolsRename CompoNent命令，弹出更改元器件名称的对话框，如图所示。在该对话框中输入要制作元件的名称。,添加到元器件库 绘制好元器件后，回到原理图编辑

15、界面，执行DesignAdd/Remove Library命令,打开元器件库添加界面，把绘制好的元器件添加到元器件库里。,2023年2月11日9时13分,自 绘 元 器件 库 添 加,4、绘制电路原理图 单击设计导航右边的Browse Sch选项卡Libraries下的MiscellaneousDevices.lib，在Filter下的列表框中找到需要的元件，双击该元件，并在工作页面上单击使该元件放置在页面上。,2023年2月11日9时13分,Browse Sch选项卡,元器件库,元件,单击Wiring Tools工具栏中的 按钮进行连线。单击工具栏中的 连接地线和电源，单击工具栏中的 连接输

16、入、输出端口，完成电路原理图的绘制。,2023年2月11日9时13分,2023年2月11日9时13分,Wiring Tools工具栏,画导线,画总线,画总线分支,放置网络标号,放置地线/电源符号,放置元器件,画电路符号,放置电路符号中的端口,放置电路输入/输出端口,放置连线连接点,设置忽略电气检查规则标志,放置PCB布线指示符号,5、编辑元器件属性 双击原理图中的元件，并在弹出的对话框中为元件命名和定义封装。,2023年2月11日9时13分,在元器件库中定义的元器件名称,元器件封装形式,元器件序号,元器件的大小,元器件电路图的名称（不设置）,设置元器件的选择状态,显示元器件的隐藏引脚,是否显示

17、元器件隐藏栏名称,第二节 印制电路板设计,2023年2月11日9时13分,一、新建印制电路板设计界面 双击Protel99 SE图标进入设计环境。执行FileNew命令打开如图所示对话框，选择印制电路板设计编辑器图标，单击OK按钮，进入印制电路板设计环境。如图2-1所示。,2023年2月11日9时13分,印制电路板设计编辑器,2023年2月11日9时13分,图2-1 印制电路板设计环境,二、设计印制电路板板框 在PCB设计环境的底部选择禁止布线层的KeepOutLayer标签，执行如图所示的工具栏 按钮，光标变为“+”字形，移动光标到适当位置，开始绘制板框。如图2-2所示。,2023年2月11

18、日9时13分,连接线,工具栏,图2-2 板框的设计,2023年2月11日9时13分,禁止布线层,三、印制电路板绘制1、添加元件封装库 执行DesignAdd/Remove Library命令，打开如图所示的对话框，进入Protel 99 SE安装目录下的LibraryPcbGeneric Footprints目录。添加Advpcb.ddb和DC to DC.ddb、GeneralIC.ddb元件封装库文件。,2023年2月11日9时13分,添加的元器件库,2、元器件的制作 在PCB设计环境里执行FileNew命令，弹出如图所示对对话选择PCB Library Document图标，单击OK按钮

19、，进入元件封装编辑器环境。如图2-3所示。,2023年2月11日9时13分,印制电路板元件封装编辑器,图2-3 PCB元件封装编辑器,2023年2月11日9时13分,顶层,单击工作区底部的TopOverlay标签，设置当前工作层面为TopOverlay，如图2-3所示。单击如图所示的图形工具栏的 按钮，光标变为”+“字形，选择适当的位置，单击鼠标左键，绘制元器件图形。如图2-4所示。单击图形工具栏的 按钮，放置焊盘。如图2-5所示。双击焊盘，可以改变其属性。,2023年2月11日9时13分,放置焊盘,放置线段,图2-4 绘制元器件图形,2023年2月11日9时13分,图2-5 焊盘的放置,20

20、23年2月11日9时13分,执行ToolsRename CompOnent命令，在弹出的对话框中更改元器件名，设置完毕单击OK按钮确认，返回工作区。,2023年2月11日9时13分,在PCB工作环境，执行DesignAdd/Remove Library命令打开元器件库添加界面，把绘制好的元器件添加到元器件库里。,2023年2月11日9时13分,添加库文件,3、放置元件 单击如图所示的设计导航右边的Browse Sch选项卡Libraries下的菜单，找到需要的元件放置在电路板图上。,2023年2月11日9时13分,查找元器件,设计导航,3、布线规则 执行DesignRules命令，弹出如图所示

21、的对话框，在该对话框的Routing选项卡的RuleClasses列表框中，选择其选项进行布线规则的设置。,布线设计规则,Clearance Constraint 绝缘间隔限制。用来定义在敷铜层面上图元间的最小距 离。,绝缘间隔设置,2023年2月11日9时13分,Routing Corners 布线转角规则。用来设 定 布线过程中对于转弯的处理，只适用 于自动布线的情况。,Routing Layers 布线层规则设置。用于设置已经选 用的各个层面的 使用策略，每一 个已经用的层面 都可以选择一种 自动布线时线段 的放置策略。,2023年2月11日9时13分,Routing Via Style

22、 过线盘 规则设置。用于设置过线盘外 径的最大值和最小 值，以及过线盘钻 孔的最大值和最小 值。,2023年2月11日9时13分,SMD Neck-Down Constraint SMD也就是表面贴元器件。用于设置连接 SMD引脚的线条 的宽度与SMD引 脚宽度的比值。,2023年2月11日9时13分,SMD To Corner Constraint用于设置SMD元 器件引脚到连线转角的最短距离限制。,Routing Width Constraint布线宽度限制。,4、布线 单击如图所示的PlacementTools工具栏中的 按钮进行连线。完成印制电路板的布线。,2023年2月11日9时13

23、分,放置电气连接线,2023年2月11日9时13分,图2-24 印制电路板图,第三节 印刷电路板的制作,2023年2月11日9时13分,一、打印设计好的印刷电路板图。通过专业设计软件将线路层使用激光打印机打印在热转印纸的光滑面上。,2023年2月11日9时13分,激光打印机打印出图,二、通过热转印机把图转印到敷铜板上。,2023年2月11日9时13分,热转印机,2023年2月11日9时13分,将剪好的图纸贴于抛光好的覆铜板上，四周保留足够距离。一般为12cm,在图纸正上一面 用高温纸胶贴好固定。,2023年2月11日9时13分,通过热转印机转印。转印温度为：174，重复转印次数为：23次。,转印完毕后，将表面的转印纸撕去就完成了图形转印过程；,三、线路腐蚀。1、配制腐蚀液(碱性)将配制好的腐蚀剂（三氯化铁）倒入腐蚀槽内。2、预热 给腐蚀液通电预热30分钟左右，使温度达到45-50。3、腐蚀 把转印好的PCB板放进腐蚀液里，当线路板非线路部分铜箔被腐蚀掉后将其取出来。4、冲洗 将腐蚀完全的PCB板用自来水冲洗干净。,2023年2月11日9时13分,腐蚀机,四、钻孔、焊接元器件。钻孔的主要目的为在线路板上插装元件。主要的钻孔设备是钻床。,2023年2月11日9时13分,