6-電子產(chǎn)品制作工藝-

1、電子產(chǎn)品制作工藝與實訓(xùn)主要制作：廖芳2009年12月 國家級“十一五”規(guī)劃教材第六章 印制電路板的設(shè)計與制作1第6章 印制電路板的設(shè)計與制作學(xué)習(xí)要點：1.印制電路的制作材料；2.印制電路板的設(shè)計基礎(chǔ)；3.印制電路板的制作方法及質(zhì)量檢驗；4.印制電路板的組裝。 2第6章 主要內(nèi)容6.1 覆銅板 6.2 印刷電路板的設(shè)計6.3 印刷電路板的制作及檢驗6.4 印制電路板的組裝36.1 覆銅板 覆銅板的作用與分類 常用覆銅板及其選用返回46.1 覆銅板-作用與分類1. 覆銅板的作用：覆以金屬箔的絕緣板稱為覆箔板。其中，覆以銅箔制成的覆箔板稱為覆銅板，它是制作印制電路板的主要材料。返回56.1 覆銅板-

2、作用與分類 2. 覆銅板的分類方式（1）按基板材料分類（2）按黏劑樹脂分類（3）按結(jié)構(gòu)分類 返回66.1 覆銅板-覆銅板及其選用（1）TFZ-62、TFZ-63酚醛紙基覆銅板這種覆銅板的特點是：價格低廉，但機械強度低、不耐高溫、阻燃性差、抗?jié)裥阅懿畹?，主要用在低頻和中、低檔次的民用產(chǎn)品中（如收音機、錄音機等）的印制電路板。（2）THFB-65酚醛玻璃布覆銅板這種覆銅板特點是：質(zhì)輕、電氣和機械性能良好、加工方便等，但其價格較高，主要用在工作溫度較高、工作頻率較高的無線電設(shè)備中作印制板。返回76.1 覆銅板-覆銅板及其選用（3）聚四氟乙烯覆銅板這種覆銅板的特點是：絕緣性能好，耐溫范圍寬（-2302

3、60 ），耐腐蝕等，但價格高。主要在高頻和超高頻線路中用于制作印制電路板，如在航空航天領(lǐng)域和軍工產(chǎn)品中使用。（4）聚苯乙烯覆銅箔板這種覆銅箔板主要用做高頻和超高頻印制線路板和印制元件，如微波電路中的定向耦合器等。返回86.2 印制電路板設(shè)計 印制電路板的特點 印制電路板設(shè)計的主要內(nèi)容 電子元器件布局、排列的原則與方法 印制電路板的設(shè)計步驟與方法 印制電路板圖的計算機輔助設(shè)計CAD 電子元器件選用的基本原則返回96.2 印制電路板設(shè)計-印制板特點印制電路板簡稱PCB板，也叫做印刷線路板。它由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元器件的焊盤組成，具有導(dǎo)電線路和絕緣底板的雙重作用。PCB板中，放置元器件

4、的這一面稱為元件面；放置導(dǎo)線的這一面稱為印制面或稱焊接面。對于雙面印制板，元器件和焊接面可能是在同一面的。返回106.2 印制電路板設(shè)計-印制板特點（1）PCB板可以實現(xiàn)電路中各個元器件的電氣連接，代替復(fù)雜的布線，減少接線工作量和連接時間，降低線路的差錯率，簡化電子產(chǎn)品的裝配、焊接、調(diào)試工作，降低產(chǎn)品成本，提高勞動生產(chǎn)率。（2）布線密度高，縮小了整機體積，有利于電子產(chǎn)品的小型化。返回116.2 印制電路板設(shè)計-印制板特點（3）印制電路板具有良好的產(chǎn)品一致性，它可以采用標準化設(shè)計，有利于提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，也有利于在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)機械化和自動化。（4）可以使整塊經(jīng)過裝配調(diào)試的印制電路板作

5、為一個備件，便于電子整機產(chǎn)品的互換與維修。返回126.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計內(nèi)容印制電路板的設(shè)計，是根據(jù)設(shè)計人員的意圖，將電原理圖轉(zhuǎn)換成印制電路板圖、并確定加工技術(shù)要求的過程。印制電路板的設(shè)計包括電路設(shè)計和封裝設(shè)計（即印制導(dǎo)線設(shè)計）兩部分。 返回136.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計內(nèi)容 PCB板設(shè)計的主要內(nèi)容包括：（1）熟悉并掌握原理圖中每個元器件外形尺寸、封裝形式、引線方式、管腳排列順序、各管腳功能及其形狀等，由此確定元件的安裝位置和散熱、加固等其它安裝要求。（2）查找線路中的電磁干擾源，以及易受外界干擾的敏感器件，確定排除干擾的措施。返回146.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計內(nèi)容（3）根據(jù)電氣性能

6、和機械性能，布設(shè)導(dǎo)線和組件，確定元器件的安裝方式、位置和尺寸，確定印制導(dǎo)線的寬度、間距和焊盤的直徑、孔距等。（4）確定印制電路板的尺寸、形狀、材料、種類以及外部連接和安裝方法。對于主要由分立元件組成的不太復(fù)雜的電路，可采用單面板設(shè)計；對于集成電路較多的較復(fù)雜的電路，可采用雙面板進行設(shè)計。返回156.2 印制電路板設(shè)計-元器件布局排列元器件布局、排列是指：按照電子產(chǎn)品電原理圖，將各元器件、連接導(dǎo)線等有機地連接起來，并保證電子產(chǎn)品可靠穩(wěn)定的工作。返回166.2 印制電路板設(shè)計-元器件布局排列 1元器件布局的原則（1）應(yīng)保證電路性能指標的實現(xiàn)。（2）應(yīng)有利于布線，方便于布線。（3）應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工藝的要

7、求。 （4）應(yīng)有利于設(shè)備的裝配、調(diào)試和維修。 （5）應(yīng)根據(jù)電子產(chǎn)品的工作環(huán)境等因素來合理的布局。 返回176.2 印制電路板設(shè)計-元器件布局排列 2元器件排列的方法及要求（1）按電路組成順序成直線排列的方法。這種方法一般按電原理圖組成的順序按級成直線布置。這種直線排列的優(yōu)點是： 電路結(jié)構(gòu)清楚，便于布設(shè)、檢查，也便于各級電路的屏蔽或隔離。 輸出級與輸入級相距甚遠，使級間寄生反饋減小。 前后級之間銜接較好，可使連接線最短，減小電路的分布參數(shù)。 返回186.2 印制電路板設(shè)計-元器件布局排列兩級放大電路的直線排列方式 返回196.2 印制電路板設(shè)計-元器件布局排列（2）按電路性能及特點的排列方法從信

8、號頻率的高低、電路的對稱性要求、電位的高低、干擾源的位置等多方面綜合考慮，進行元器件位置的排列。返回206.2 印制電路板設(shè)計-元器件布局排列（3）按元器件的特點及特殊要求合理排列敏感組件的排列，要注意遠離敏感區(qū)。磁場較強的組件（變壓器及某些電感器件），應(yīng)采取屏蔽措施放置。高壓元器件或?qū)Ь€，在排列時要注意和其他元器件保持適當(dāng)?shù)木嚯x，防止擊穿與打火。需要散熱的元器件，要裝在散熱器上并有利于通風(fēng)散熱，并遠離熱敏感元器件。返回216.2 印制電路板設(shè)計-元器件布局排列 （4）從結(jié)構(gòu)工藝上考慮元器件的排列方法 印制電路板是元器件的支撐主體，元器件的排列應(yīng)該從結(jié)構(gòu)工藝上考慮，使元器件的排列要盡量對稱、重

9、量平衡、重心盡量靠板子的中心或下部，且排列整齊、結(jié)實可靠。 返回226.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟印制電路板的設(shè)計內(nèi)容包括：印制電路板基板的選材、印制電路板上元器件排列的設(shè)計、地線的設(shè)計、輸入輸出端的設(shè)計、排版連線圖的設(shè)計等方面，設(shè)計的步驟如下：返回236.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟1印制板材料、厚度和板面尺寸的選定（1）材料的選擇。材料的選擇必須考慮到電氣和機械特性、購買的相對價格和制造的相對成本等方面。（2）厚度的確定。厚度的選擇主要是考慮印制板上裝有的所有元器件重量的承受能力和使用中承受的機械負荷能力。返回246.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟（3）形狀和尺寸。印制板

10、的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)從裝配工藝角度考慮兩個方面的問題：一方面是便于自動化組裝，使設(shè)備的性能得到充分利用，能使用通用化、標準化的工具和夾具；另一方面是便于將印制板組裝成不同規(guī)格的產(chǎn)品，且安裝方便、固定可靠。印制板的外形應(yīng)盡量簡單，一般為長方形，盡量避免采用異形板。返回256.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟2. 印制電路板上元器件排列的設(shè)計元器件在印制電路板上的排列方式主要有三種：不規(guī)則排列坐標排列坐標格排列返回266.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟不規(guī)則排列返回276.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟坐標排列返回286.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟 坐標格排列返回296.2 印制電路板設(shè)

11、計-設(shè)計方法與步驟典型組件排列印制板板圖 返回 （a）典型元器件（組件）的尺寸 （b）典型組件的排列方式306.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟3. 印制電路板上地線的設(shè)計（1）一般將公共地線布置在印制電路板的邊緣，并留有一定的距離，便于印制電路板安裝與機械加工，有利于提高電路的絕緣性能。（2）在設(shè)計高頻電路時，為減小引線電感和接地阻抗，防止自激，地線應(yīng)有足夠的寬度。（3）印制電路板上每級電路的地線，在多數(shù)情況下可以設(shè)計成自封閉回路。但外界有強磁場的情況下，應(yīng)避免封閉地線組成的線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)而影響電路的電性能。返回316.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟 4輸入、輸出端的設(shè)計（1）輸入、

12、輸出端盡量按信號流程順序排列，使信號便于流通，并可減小導(dǎo)線之間的寄生干擾； （2）輸入、輸出端盡可能的遠離，在可能的情況下最好用地線隔離開?？蓽p小輸入、輸出端信號的相互干擾。返回326.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟 5. 排版連線圖的設(shè)計 排版連線圖是指：用簡單線條表示印制導(dǎo)線的走向和元器件的連接關(guān)系的圖樣。 返回 排版方向與方式 336.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟由原理圖到印制版圖的排版方向 返回346.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟集成電路的排版方向 返回356.2 印制電路板設(shè)計-設(shè)計方法與步驟 排版設(shè)計的草圖 根據(jù)設(shè)計草圖畫成的印制導(dǎo)線圖 返回 366.2 印制電路板

13、設(shè)計-CAD1計算機輔助設(shè)計CAD的操作步驟和特點印制電路板圖的設(shè)計分為人工設(shè)計和計算機輔助設(shè)計CAD兩種。計算機輔助設(shè)計CAD方法的優(yōu)點是：方便了設(shè)計修改過程，省略了畫圖時間，提高的設(shè)計效率，簡化了設(shè)計工藝的檢查過程。 返回376.2 印制電路板設(shè)計-CAD人工設(shè)計和計算機輔助設(shè)計的比較 返回386.2 印制電路板設(shè)計-CADCAD的操作步驟：（1）在CAD軟件上畫出電路原理圖。（2）向計算機輸入能反映出印制板布線結(jié)構(gòu)的參數(shù)，包括：焊盤尺寸大小、元器件的孔徑和焊盤、走線關(guān)系、印制導(dǎo)線寬度、最小間距、布線區(qū)域尺寸等參數(shù)。（3）操作計算機執(zhí)行布線設(shè)計命令，則計算機可自動完成印制電路板的設(shè)計。返回

14、396.2 印制電路板設(shè)計-CADCAD的操作步驟：（4）布線后，審查走線的合理性，并對不理想的走線進行修改。（5）定稿后，通過繪圖機按所需比例直接繪制黑白底圖。（6）將設(shè)計存入軟盤，可以永久性保存。返回406.2 印制電路板設(shè)計-CAD2幾種常用的印制電路板CAD軟件目前，印制電路板的設(shè)計大多使用計算機設(shè)計軟件進行設(shè)計。這類軟件主要有：SMARTWORK、TANGO、Protel等幾種。返回416.2 印制電路板設(shè)計-元器件選用1元器件選用的依據(jù)元器件一般是依據(jù)電原理圖上標明的各元器件的規(guī)格、型號、參數(shù)進行選用。返回426.2 印制電路板設(shè)計-元器件選用2元器件選用的原則（1）在滿足產(chǎn)品功能

15、和技術(shù)指標的前提下，應(yīng)盡量減少元器件的數(shù)量和品種，使電路盡可能簡單，以利于裝接調(diào)試。（2）為確保產(chǎn)品質(zhì)量，所選用的元器件必須經(jīng)過高溫存儲及通電老化篩選后才能使用。（3）從降低成本、經(jīng)濟合理的角度出發(fā)，選用的元器件在滿足電路技術(shù)要求的條件下，允許有一定的偏差。返回436.3 印制電路板制作與檢驗 印制電路板的制作過程 手工自制印制電路板的方法和步驟 手工自制印制電路板的機械加工 印制電路板的質(zhì)量檢驗返回446.3 印制板制作與檢驗-制作過程 印制電路板的制作過程分為：底圖膠片制版、圖形轉(zhuǎn)移、腐刻、印制電路板的機械加工與質(zhì)量檢驗等。返回456.3 印制板制作與檢驗-制作過程1底圖膠片制版（1）CA

16、D光繪法這種方法是應(yīng)用CAD軟件對印制板進行布線后，把獲得的數(shù)據(jù)文件來驅(qū)動光學(xué)繪圖機，使感光膠片曝光，經(jīng)過暗室操作制成原版底圖膠片。（2）照相制版法照相制版法是先進行黑白底圖的繪制，再將繪制好的印制板黑白底圖，通過照相進行制版的方法。返回466.3 印制板制作與檢驗-制作過程2 圖形轉(zhuǎn)移把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。具體方法有絲網(wǎng)漏印、光化學(xué)法。返回476.3 印制板制作與檢驗-制作過程（1）絲網(wǎng)漏印法絲網(wǎng)漏印法是指：將所需要的印制電路圖形制在絲網(wǎng)上，然后用油墨通過絲網(wǎng)模版將印制電路圖形漏印在銅箔板上，形成耐腐蝕的保護層，經(jīng)烘干、修版后，實現(xiàn)圖形轉(zhuǎn)移。 返回486.3 印

17、制板制作與檢驗-制作過程（2）光化學(xué)法目前，在大批量的印制板生產(chǎn)中，大多采用光化學(xué)法即直接乳劑制板法制作圖形。 返回光化學(xué)法工藝流程 496.3 印制板制作與檢驗-制作過程3腐蝕技術(shù)（腐刻）腐蝕是指利用化學(xué)或電化學(xué)方法，對涂有抗蝕劑并經(jīng)感光顯影后的印制電路板上未感光的部分，進行腐蝕去除銅箔，在印制板上留下精確的線路圖形的過程。返回506.3 印制板制作與檢驗-制作過程腐蝕方法有搖槽法、浸蝕法和噴蝕法三種。搖槽法最簡單，所用的設(shè)備是一只放腐蝕劑的槽，裝于不斷搖動的臺面上。浸蝕法是將工件浸沒在盛有能保溫的大槽中蝕刻。噴蝕法生產(chǎn)速度較快，用泵將腐蝕劑噴于印制板表面進行腐蝕加工。返回516.3 印制板

18、制作與檢驗-制作PCB板方法在電子產(chǎn)品樣機尚未設(shè)計定型的試驗階段，或當(dāng)愛好者進行業(yè)余制作的時候，可采用手工方法自制印制電路板。手工自制印制電路板常用的方法有：描圖法、貼圖法和刀刻法等。返回526.3 印制板制作與檢驗-制作PCB板方法1描圖法制作主要步驟 ：返回536.3 印制板制作與檢驗-制作PCB板方法2貼圖法貼圖法制作印制電路板的工藝流程與描圖法基本相同，不同之處在于：描圖法自制電路板的過程中，圖形靠描漆或其他抗蝕涂料描繪而成。貼圖法是用具有抗腐蝕能力的、薄膜厚度只有幾微米的薄膜圖形，按設(shè)計要求貼在覆銅板上完成貼圖任務(wù)的。返回546.3 印制板制作與檢驗-制作PCB板方法3刀刻法刀刻法是

19、把設(shè)計好的印制板圖用復(fù)寫紙復(fù)寫到印制板的銅箔面上，然后用小刀刻去不需要的銅箔即可。這種方法一般用于制作極少量、電路比較簡單、線條較少的印制板。刀刻法制板不適合高頻電路。返回556.3 印制板制作與檢驗-PCB板的加工手工自制印制電路板的機械加工包括：（1）印制電路板剪切（2）鉆孔（3）表面處理 返回566.3 印制板制作與檢驗-PCB板的檢驗 在完成機械加工后，應(yīng)對印制電路板進行質(zhì)量檢驗。檢驗的主要項目包括：目視檢驗、連通性試驗、絕緣電阻的檢測、可焊性檢測等。返回576.3 印制板制作與檢驗-PCB板的檢驗1目視檢驗?zāi)恳暀z驗是用肉眼檢驗所能見到的一些情況。通常目檢能發(fā)現(xiàn)一些包括導(dǎo)線是否完整、焊

20、盤的大小是否合適、焊孔是否在焊盤中間等明顯的表面缺陷。返回586.3 印制板制作與檢驗-PCB板的檢驗2連通性試驗對多層電路板要進行連通性試驗，以查明印制電路圖形是否是連通的。這種試驗可借助于萬用表來進行。 返回596.3 印制板制作與檢驗-PCB板的檢驗3絕緣電阻的檢測測量印制板絕緣部件對外加直流電壓所呈現(xiàn)出的電阻即為絕緣電阻。在印制板電路中，此試驗既可以在同一層上的各條導(dǎo)線之間來進行，也可以在兩個不同層之間來進行。返回606.3 印制板制作與檢驗-PCB板的檢驗4可焊性檢測可焊性檢測是用來測量元器件連接到印制板上時，焊錫對印制圖形的附作能力。一般用附作、半附作、不附作來表示其可焊性。返回6

21、16.4 印制電路板的組裝 印制電路板組裝的基本要求 印制電路板組裝的工藝流程返回626.4 印制板的組裝-基本要求印制電路板的組裝是指：根據(jù)設(shè)計文件和工藝規(guī)程的要求，將電子元器件按一定的規(guī)律秩序插裝到印制電路板上，并用緊固件或錫焊等方式將其固定的裝配過程。 返回636.4 印制板的組裝-基本要求1元器件引線的成形要求（1）預(yù)加工處理元器件引線在成形前必須進行預(yù)加工處理。主要包括引線的校直、表面清潔及搪錫三個步驟。預(yù)加工處理的要求：引線處理后，不允許有傷痕，鍍錫層均勻，表面光滑，無毛刺和焊劑殘留物。 返回646.4 印制板的組裝-基本要求（2）引線成形的基本要求和成形方法引線成形工藝就是根據(jù)焊

22、點之間的距離，做成需要的形狀，目的是使它能迅速而準確地插入孔內(nèi)，基本要求和成形方法。返回656.4 印制板的組裝-基本要求2元器件安裝的技術(shù)要求（1）元件器的標志方向應(yīng)按照圖紙規(guī)定的要求，安裝后能看清元件上的標志。若裝配圖上沒有指明方向，則應(yīng)使標記向外，以便于辨認，并按從左到右、從下到上的順序讀出。（2）安裝元器件的極性不得裝錯，安裝前應(yīng)套上相應(yīng)的套管。（3）安裝高度應(yīng)符合規(guī)定要求，同一規(guī)格的元器件應(yīng)盡量安裝在同一高度上。 返回666.4 印制板的組裝-基本要求（4）安裝順序一般為先低后高，先輕后重，先易后難，先一般元器件后特殊元器件。（5）元器件在印刷板上的分布應(yīng)盡量均勻，疏密一致，排列整齊美觀。不允許斜排、立體交叉和重疊排列。元器件外殼和引線不得相碰，要保證1mm左右的安全間隙，無法避免時應(yīng)套絕緣套管。（6）元器件的引線直徑與印刷板焊盤孔徑應(yīng)有0.20.4mm的合理間隙。返回676.4 印制板的組裝-基本要求（7