1、工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22第六部分第六部分印印 制制 電電 路路 板板工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 第一章第一章 印制電路板的設計制作印制電路板的設計制作工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 PCB(Printed Circuit Board)中文名稱為印刷電路板，又稱印制板，簡稱：PCB ,是電子產品的重要部件之一。 1、最原始的電路板時代 ：隨著電子技術的發展，人們對元件和線路進行規劃，用一塊板子為基礎，在板上分配元件的布局，確定元件的接點，使用鉚釘、連接柱做接點，用導線把接點依電路要求，在板的一面布線，另一面裝元件的電路板。應用：在真空電子管時代

2、特點：線路的接法有直線連接（接點到接點的連線拉直）和曲線連接。 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 2、印刷電路板時代標志：單面敷銅的發明。先在敷銅板上用模板印刷防腐蝕膜圖，然后再腐蝕刻線。隨著技術進步，又發明了雙面板，即在板子兩面都敷銅，兩面都可以腐蝕刻線應用：晶體管時代至今特點：技術像在紙上印刷一樣 。 3、多層電路板標志：電子產品生產技術的發展在 雙面板的基礎上加夾層，其實就是雙面板中疊加一塊或多塊單面板。應用：高頻、高密度產品 特點：厚度增加，成本提高，高頻輻射，分布電容、分布電感。要部件之一。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22我國的現狀我國的現狀 1、我國的PCB

3、的設計與制造已經接近了世界 先進水平； 2、生產基地主要集中在珠三角，長三角，還 有京津唐地區也有一部分； 3、成為世界PCB第二大生產國，僅次于日本； 4、2005年出口額60億美元，但貿易逆差仍有 12.5億，主要是高端產品柔性電路板（FPC） 和高密度互聯電路板。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 一、印制電路板的相關概念一、印制電路板的相關概念n印制采用某種方法，在一個表面上再現 圖形和符號的工藝，它包含通常意義的“印 刷”。n印制線路采用印制法在基板上制成的導 電圖形，包括印制導線、焊盤等。n印制元件采用印制法在基板上制成的電 路元件，如電感、電容等。工程訓練中心工程訓練中

4、心2021-10-22n印制電路采用印制法得到的電路， 它包括印制線路和印制元件或由二者 組合成的電路。包括印制線路和印制 元件。n印制電路板完成了印制電路或印 制線路加工的板子。n印制電路板部件安裝了元器件或 其他部件的印制板部件。不如計算機 主板，是印制板部件，拆掉元器件才 是印制電路板。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22二、印制電路板的功能二、印制電路板的功能n提供集成電路等各種電子元 器件固定、裝配的機械支撐； n實現集成電路等各種電子 元器件之間的布線和電氣 連接或電絕緣； n提供所要求的電氣特性， 如特性阻抗等；n為自動焊錫提供阻焊圖形，為元件插裝、 檢查、維修提供識別字

5、符和圖形。 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22三、印制電路板的分類三、印制電路板的分類1、按印制電路的分布n單面板：僅一面上有導電圖形n雙面板：兩面都有導電圖形n多層板：三層或三層以上導電圖形和絕緣材料層磚合成。2、按機械性能n剛性n撓性雙面板 GeForce 6800標準版使用了10層的P212板型 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22四、印制電路板的構成四、印制電路板的構成1、印制電路和基板n基板：一般是敷銅基板，即 99.8%銅箔+粘合劑+支撐材料n常用的FR-4 環氧樹脂玻璃布，計算機通訊設備n酚醛紙質 電視機收音機n對于高頻電路常用的聚 四氟乙烯玻璃布n印制電路板的

6、顏色為綠 色或綜色是防焊漆工程訓練中心工程訓練中心2021-10-222、印制電路的形成（1）減成法：敷銅基板上用化學和機械的方 式除去不需要的部分。蝕刻法和雕刻法 （Hcl+H2O2+Cucl2或28%-42%的Fecl3）（2）加成法：在絕緣基板上用某種方式敷設 所需的印制電路圖形。絲印電鍍法，粘 貼法。 注：我們制作中所使用的就是減成法中注：我們制作中所使用的就是減成法中 的蝕刻法。的蝕刻法。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22五、印制電路板的設計要求五、印制電路板的設計要求 1、印制導線寬度 由該導線的工作電流決定，在此我們要求的是要大于2mm。 導線寬導線寬度（度（mmmm）

7、1 11.51.52 22.52.53 33.53.54 4導 線 面 積(mm2)0.050.0750.0750.10.1250.150.1750.2導 線 電 流(A)11.522.533.54工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 2、導電圖形間距 相鄰導電圖形之間的間距由它們間的電位差決定。導導 線線 間間 距距(mm)(mm)0.50.51 11.51.52 23 3工工 作作 電電 壓壓(V)(V)100100200200300300500500700700工程訓練中心工程訓練中心2021-10-223、印制導線走向與形狀n印制導線應盡量短，能走捷徑就不要繞遠。n走線平滑自然

8、為佳，避免急拐彎和尖角。n公共地線應盡可能多地保留銅箔。n若布線密度低，可加粗導線，信號線間距適當加大。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 4、焊盤與孔 （1）常使用的焊盤形狀 1）島形焊盤 焊盤與焊盤間的連線合為一體 。常用于立式不規則排列安裝中。抗剝度強。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 2）圓形焊盤 廣泛用于元件規則排列的單、雙面印制板中。若板的密度允許，焊盤可大些，焊接時不至于脫落。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 3）方形焊盤 印制板上的元器件大而少、且印制導線簡單時多采用。在手工自制PCB時，采用這種焊盤易于實現。工程訓練中心工程訓練中心2021-

9、10-22 4）其他常見焊盤 還有一些經常使用的焊盤：淚滴式多邊形橢圓形開口形工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 （2）孔的尺寸 我們所使用的鉆頭是1mm的，所以在此要求焊盤的直徑要大于2mm。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 5、元器件的安裝與布局 （1）安裝方式：臥式與立式 1）臥式安裝： 適用于焊盤間距較遠時安裝。 2）立式安裝： 適用于焊盤間距較近時安裝。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22（2）元器件排列格式 1）不規則排列 此種方式以固定立式為主，看起來雜亂無章，但印制導線布設方便，印制導線短而少，可減少線路板的分布參數，抑制干擾，特別對抗高頻干擾極為

10、有利。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 2）規則排列 此種方式以臥式為主，排列規范，整齊，便于安裝、調試、維修，但布線時受方向、位置的限制而變得復雜些。注意：制作過程中要求注意：制作過程中要求采用規則排列！采用規則排列！ 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 （3）元器件布設原則 1）元器件在整個板面疏密一致，布設均勻。 2）元器件不要占滿板面，四周留邊，便于固定。 3）元器件布設在板的一面，每個引腳單獨占用 一焊盤。 4）元器件布設不可上下交叉，相鄰元器件之間 保持間距。 5）元器件安裝高度盡量短，以提高穩定性和防 止相鄰元件碰撞。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-

11、22合理布設合理布設不合理布設不合理布設工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22六、手工制作印制電路板的步驟六、手工制作印制電路板的步驟1、分析原理圖。2、設計外形 結構草圖。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-223、去覆銅板上的氧化層。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-224、將覆銅板覆銅面貼滿電氣膠帶。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-225、通過復寫紙把草圖印到電氣膠帶一面。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-226、用小刀把電氣絕緣部分除去。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-227、放進腐蝕箱腐蝕。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-228、電氣絕緣

12、部分腐蝕掉后打孔。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-229、焊接元器件。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-2210、通電調試并測量相關參數。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22附：本模塊內容制作原理圖附：本模塊內容制作原理圖問題：上圖中紅線標記的位置是沒有電氣節點的，問題：上圖中紅線標記的位置是沒有電氣節點的， 在設計草圖時應該如何處理？在設計草圖時應該如何處理？22K100K工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 第二章第二章 計算機輔助設計算機輔助設 計印制電路計印制電路工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22第一節 原理圖的繪制工程訓練中心工程訓練中心202

13、1-10-22一、新建文件一、新建文件 1、雙擊桌面Protel99 SE圖標或者在桌面系統的開始菜單中單擊Protel99 SE圖標即進入Protel99 SE設計環境。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 2、執行FileNew Design命令打開如圖所 示的對話框。 Windows File System格式的數據庫更改文件名存儲路徑工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 3、單擊OK按鈕后Protel99 SE設計環境變 為如圖所示。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 4、執行FileNew命令，即可打開如圖所示的New Document對話框。文件報表設計文

14、檔文件夾印制電路板設計編輯器印制電路板元件封裝編輯器印制電路板打印原理圖設計編輯器表格處理 編輯器原理圖元件編輯器文字處理編輯器波形處理編輯器工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 5、在如圖的對話框中選擇原理圖設計編輯器，雙擊并打開如圖1-1所示的原理圖設計頁面。原 理 圖 設計 編 輯 器工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22圖1-1 原理圖設計頁面工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22二、原理圖繪制二、原理圖繪制1、設置圖紙環境 在原理圖設計頁面里點擊Design（設計）Options（選項），打開如圖所示設置圖紙大小。 設置頁面的方向標題區顯示網絡標記顯示邊框設置圖紙

15、邊框顏色設置工作區顏色設置圖紙柵格自動尋找電氣節點選擇圖紙大小自定義圖紙的大小工程訓練中心工程訓練中心2021-10-222、添加元件庫 執行DesignAdd/RemoveLibrary命令，打開如圖所示的對話框，并從對話框中進入Protel 99 SE安裝目錄下的LibrarySch目錄。在目錄下找到MiscellaneousDevices.ddb和Protel Dos Schematic Libraries.ddb兩個文件，分別雙擊加入庫中。單擊OK回到設計圖頁面。添加的元器件庫文件工程訓練中心工程訓練中心2021-10-223、元器件制作 (1)執行菜單FileNew命令，即可打開如圖

16、所示的對話框，在該對話框中選擇原理圖元件編輯器，如圖所示。原 理 圖 元件 編 輯 器工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22雙擊并打開如圖所示的元器件編輯制作界面。 在圖中可以看到元器件編輯器中最常用兩個的工具欄，繪制圖形工具欄和IEEE工具欄。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22繪制圖形工具欄繪制直線繪制曲線繪制橢圓形繪制多邊形添加文字標注添加新元器件添加多元件繪制矩形繪制圓角矩形繪制橢圓粘貼圖片陣列式粘貼元件放置引腳工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22元器件編輯區分為4個象限，一般使用第四象限繪制元器件的圖形。如圖所示為繪制好的元器件。工程訓練中心工程訓練中心2021

17、-10-22(2)元器件庫添加 更改元件名 執行ToolsRename CompoNent命令，彈出更改元器件名稱的對話框，如圖所示。在該對話框中輸入要制作元件的名稱。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22添加到元器件庫 繪制好元器件后，回到原理圖編輯界面，執行DesignAdd/Remove Library命令,打開元器件庫添加界面，把繪制好的元器件添加到元器件庫里。自 繪 元 器件 庫 添 加工程訓練中心工程訓練中心2021-10-224、繪制電路原理圖 單擊設計導航右邊的Browse Sch選項卡Libraries下的MiscellaneousDevices.lib，在Filter

18、下的列表框中找到需要的元件，雙擊該元件，并在工作頁面上單擊使該元件放置在頁面上。Browse Sch選項卡元器件庫元件工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22單擊Wiring Tools工具欄中的 按鈕進行連線。單擊工具欄中的 連接地線和電源，單擊工具欄中的 連接輸入、輸出端口，完成電路原理圖的繪制。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22Wiring Tools工具欄畫導線畫總線畫總線分支放置網絡標號放置地線/電源符號放置元器件畫電路符號放置電路符號中的端口放置電路輸入/輸出端口放置連線連接點設置忽略電氣檢查規則標志放置PCB布線指示符號工程訓練中心工程訓練中心2021-10-225

19、、編輯元器件屬性 雙擊原理圖中的元件，并在彈出的對話框中為元件命名和定義封裝。在元器件庫中定義的元器件名稱元器件封裝形式元器件序號元器件的大小元器件電路圖的名稱（不設置）設置元器件的選擇狀態顯示元器件的隱藏引腳是否顯示元器件隱藏欄名稱工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 第二節 印制電路板設計工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22一、新建印制電路板設計界面一、新建印制電路板設計界面 雙擊Protel99 SE圖標進入設計環境。執行FileNew命令打開如圖所示對話框，選擇印制電路板設計編輯器圖標，單擊OK按鈕，進入印制電路板設計環境。如圖2-1所示。印制電路板設計編輯器工程訓練中

20、心工程訓練中心2021-10-22圖2-1 印制電路板設計環境工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22二、設計印制電路板板框二、設計印制電路板板框 在PCB設計環境的底部選擇禁止布線層的KeepOutLayer標簽，執行如圖所示的工具欄 按鈕，光標變為“+”字形，移動光標到適當位置，開始繪制板框。如圖2-2所示。連接線工具欄工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22圖2-2 板框的設計禁止布線層工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22三、印制電路板繪制三、印制電路板繪制1、添加元件封裝庫 執行DesignAdd/Remove Library命令，打開如圖所示的對話框，進入Protel

21、 99 SE安裝目錄下的LibraryPcbGeneric Footprints目錄。添加Advpcb.ddb和DC to DC.ddb、GeneralIC.ddb元件封裝庫文件。添加的元器件庫工程訓練中心工程訓練中心2021-10-222、元器件的制作 在PCB設計環境里執行FileNew命令，彈出如圖所示對對話選擇PCB Library Document圖標，單擊OK按鈕，進入元件封裝編輯器環境。如圖2-3所示。印制電路板元件封裝編輯器工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22圖2-3 PCB元件封裝編輯器頂層工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 單擊工作區底部的TopOverl

22、ay標簽，設置當前工作層面為TopOverlay，如圖2-3所示。 單擊如圖所示的圖形工具欄的 按鈕，光標變為”+“字形，選擇適當的位置，單擊鼠標左鍵，繪制元器件圖形。如圖2-4所示。 單擊圖形工具欄的 按鈕，放置焊盤。如圖2-5所示。雙擊焊盤，可以改變其屬性。放置焊盤放置線段工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22圖2-4 繪制元器件圖形工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22圖2-5 焊盤的放置工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 執行ToolsRename CompOnent命令，在彈出的對話框中更改元器件名，設置完畢單擊OK按鈕確認，返回工作區。 工程訓練中心工程訓練中

23、心2021-10-22 在PCB工作環境，執行DesignAdd/Remove Library命令打開元器件庫添加界面，把繪制好的元器件添加到元器件庫里。添加庫文件工程訓練中心工程訓練中心2021-10-223、放置元件 單擊如圖所示的設計導航右邊的Browse Sch選項卡Libraries下的菜單，找到需要的元件放置在電路板圖上。 查找元器件設計導航工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 3、布線規則 執行DesignRules命令，彈出如圖所示的對話框，在該對話框的Routing選項卡的RuleClasses列表框中，選擇其選項進行布線規則的設置。布線設計規則工程訓練中心工程訓練中

24、心2021-10-22Clearance Constraint 絕緣間隔限制。 用來定義在敷銅層面上圖元間的最小距 離。 絕緣間隔設置 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22Routing Corners 布線轉角規則。用來設 定 布線過程中對于轉彎的處理，只適用 于自動布線的情況。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22Routing Layers 布線層規則設置。 用于設置已經選 用的各個層面的 使用策略，每一 個已經用的層面 都可以選擇一種 自動布線時線段 的放置策略。 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22Routing Via Style 過線盤 規則設置。 用于設置

25、過線盤外 徑的最大值和最小 值，以及過線盤鉆 孔的最大值和最小 值。 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22SMD Neck-Down Constraint SMD也就是表面貼元器件。 用于設置連接 SMD引腳的線條 的寬度與SMD引 腳寬度的比值。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22SMD To Corner Constraint用于設置SMD元 器件引腳到連線轉角的最短距離限制。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22Routing Width Constraint布線寬度限制。工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 4、布線 單擊如圖所示的PlacementToo

26、ls工具欄中的 按鈕進行連線。完成印制電路板的布線。放置電氣連接線工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22圖2-24 印制電路板圖工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 第三節 印刷電路板的制作工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 一、打印設計好的印刷電路板圖。一、打印設計好的印刷電路板圖。 通過專業設計軟件將線路層使用激光打印機打印在熱轉印紙的光滑面上。激光打印機打印出圖激光打印機打印出圖 工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22二、通過熱轉印機把圖轉印到敷銅板上。二、通過熱轉印機把圖轉印到敷銅板上。熱轉印機熱轉印機工程訓練中心工程訓練中心2021-10-22 將剪好的圖紙貼于拋光好將剪好的圖紙貼于拋光好的覆銅板上，四周保留足夠距的覆銅板上，四周保留足夠距離。一般為離。一般為12cm 在圖紙正上一面在圖紙正上一面 用高溫紙膠貼好固定。用高溫紙膠貼好固定。 工程訓練中心工程訓