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印刷电路板的设计与制作培训课件_图文


第6章 印刷电路板的设计与制作 ? 覆铜板 ? 印制电路板的设计 ? 印制板的制作与检验 ? 印制电路板的组装 6.1 覆铜板 一、覆铜板的作用与分类 1.按基板材料分: 纸基板覆铜板:价格低廉、但性能较差,主要用于低频和民用 产品中。 玻璃布板覆铜板、合成纤维覆铜板:价格较贵,但性能较好, 主要用在高频和军用产品中。 2.按黏剂树脂分: 酚醛覆铜板、环氧覆铜板、聚酯覆铜板、聚四氟乙烯覆铜板、 聚酿亚胺覆铜板等。 当频率高于数百兆赫时,必须用介电常数和介质损耗小的材料 (如聚四氟乙烯和高频陶瓷)做基板。 3.按结构分: 单面覆铜板:绝缘基板的一面覆有铜箔的覆铜板。 主要用在电性能要求不高的电子设备(如收音机、电视机、常 规电子仪表等)上做印制电路板用。 双面覆铜板:绝缘基板的两面覆有铜箔的覆铜板。 主要用于布线密度较高的电子设备(如电子计算机、电子交换 机等)上座印制电路板用。 软性覆铜板:用柔性材料为基材与铜箔热压而成。 有单层、双层和多层几种,该覆铜板鱼油课折叠、弯曲、卷绕 成螺旋形的优点,由软性覆铜板制作的印制电路板可以端接、排 列到任意规定的位置,是电子产品的内部空间得到充分利用。 广泛应用与通信设备、电子计算机、自动化仪器、导弹和汽车 仪表灯电子产品的印制电路板的制作上。 二、常用覆铜板及其选用 1.纸铜箔板 特点:价格低廉,但机械强度低、不耐高温、阻燃性差、抗湿 性能差等。 主要用在低频和中、低档的民用产品中(如收音机等)的印制 电路板。 2.布铜箔板 特点:质轻、电气和机械性能良好、加工方便等,但价格较高。 主要用在工作温度较高、工作频率较高的无线电设备中作印制 电路板 3.聚四氟乙烯覆铜板 特点:耐温范围宽,绝缘性能好,耐腐蚀等,但价格高,主要 用在高频和超高频线路中作印制电路板,如航空航天和军工产品 中。 4.聚苯乙烯覆铜箔板 用胶黏剂将聚苯乙烯板和铜箔粘接而成的覆铜箔板,主要用 作高频和超高频印制线路板和印制元件,如微波炉中的定向耦合 器等。 6.2 印制电路板的设计 印制电路板的设计,是根据设计人员的意图, 将电原理图转换成印制板图、确定加工技术要 求的过程。 一、印制电路板的特点 印制电路板简称PCB板,是由绝缘底板、连接导线和装配 焊接电子元器件的焊盘组成,具有导电线路和绝缘底板的双重 作用,是电子产品的核心部件。 1.印制电路板可以实现电路中各个元器件的电气连接,代 替复杂的布线,减少接线工作量和连线的差错,简化了装配、 焊接和调试的工作,降低了产品成本,提高了劳动生产率。 2.布线密度高,缩小了整机体积,有利于电子产品的小型 化。 3.印制电路板具有良好的产品一致性,可以采用标准化 设计,有利于提高电子产品的质量和可靠性,有利于实现 机械化和自动化生产。 4.可以使整块经过装配调试的印制电路板作为一个备件, 便于电子整机产品的互换与维修。 二、印制电路板设计的主要内容 印制电路板的设计包括电路设计和封装设计(即印制导线设 计)两部分。设计的过程应根据电子产品的电原理图及电子产 品的技术性能指标来进行。 主要设计内容包括: 1.熟悉原理图中的每个元器件,掌握每个元器件外形尺寸、 封装形式、引线方式、管脚排列顺序、各管脚功能及其形状等, 由此确定哪些原件需安装散热片,散热面积需多大;哪些元件 装在板上,哪些在板外;哪些元件需要加固等。 2.找到线路中可能产生电磁干扰的干扰源,以及易受外界干 扰的敏感元件,确定排除干扰的措施。 3.根据电气性能和机械性能,布设导线和组件,确定元器件 的安装方式、位置和尺寸,确定印制导线的宽度、间距和焊盘 的直径、孔距等。 4.确定印制电路板的尺寸、形状、材料、种类及外部连接和 安装方法。 对于主要由分立元件组成的不太复杂的电路,可采用单面板 设计; 对于集成电路较多的较复杂的电路,因器件引线间距小,引脚 数目多,单面布设印制线不交叉又十分困难,因而可采用双面板 设计。 5.印制电路板的封装设计 (1)决定印制板的尺寸、形状、材料外部连接和安装方法。 (2)布设导线和组件,确定印制导线的宽度、间距和焊盘的 直径和孔径。 (3)制作照相底图 三、电子元器件布局、排列的原则与方法 1.元器件布局的原则 印制电路板上元件的排列称为布局。印制电路板的设计是根 据电路原理图及元器件的特点,研究各元器件的布局排列,确 定它们在印制电路板上的最佳位置。 应遵循以下原则: (1)应保证电路性能指标的实现 ※对于高频电路:元器件布局时解决的主要问题是减小分布 参数的影响;布局不当,将会使分布电容、接线电感、接地电 阻等分布参数增大,直接改变高频电路的参数,从而影响电路 基本指标的实现。 ※在高增益放大电路中,尤其是多级放大器中,元器件布局 不合理,可能引起输出对输入或后级对前级的寄生反馈,容易 造成信号失真、电路工作不稳定,甚至产生自激,破坏电路的 正常工作。 ※在脉冲电路中,传输、放大的信号时陡峭的窄脉冲,其上 升沿或下降沿的时间很短,谐波成分比较丰富,如果元器件布 局不当,就会使脉冲信号在传输中产生波形畸变,前后沿变坏, 电路达不到规定的要求。 ※无论什么电路,所使用的元器件,特别是半导体器件,对 温度会非常敏感,因而元器件布局应采取有利机内散热和防热 的措施,以保证电路性能指标不受温度的影响。 ※元器件的布局应使电磁场的影响减小到最低限度。所以 元器件布局时,应采取屏蔽、隔离等措施,避免电路之间形成 干扰,并防止外来干扰,以保证电路正常稳定工作。 (2)应有利于布线,方便于布线。 元器件布设的位置,直接决定着布线长度和敷设路径;布 线长度和走线方向不合理,会增加分布参数和产生寄生耦合, 使电子产品的高频性能变差,干扰增加;而且不合理的走线还 会给装接、调试、维修等工作带来麻烦。 (3)应满足结构工艺的要求 电子设备的组装要求结构紧凑,外观性好、重量平衡、防 震、耐震等。 (4


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