电子产品工艺与质量管理教学课件ppt作者牛百齐第2章印制电路板的设计与制作课件.ppt

第2章 印制电路板的设计与制作 2.1印制电路板的种类与结构 1.印制电路板的种类 印制电路板的种类很多，按其结构可分为单面印制电路板、双面印制电路板、多层印制电路板、软性印制电路板和平面印制电路板。 2．印制电路板的结构 一块完整的印制电路板主要包括以下几个部分：绝缘基板、铜箔、孔、阻焊层和丝印层。 2.2 印制电路板的设计 2.2.1 印制电路板的设计原则 1元器件布局原则 元器件布局时，首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线路长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后，再确定特殊元器件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。 2.布线原则 (1) 地线的布设 1）一般将公共地线布置在印制电路板的边缘，便于将印制电路板安装在机架上，也便于与机架地相连接。 2）在各级电路的内部，应防止因局部电流而产生的地阻抗干扰，采用一点接地是最好的办法。但在实际布线时并不一定能绝对做到，而是尽量使它们安排在一个公共区域之内。 3）当电路工作频率在30MHZ以上或是工作在高速开关的数字电路中，为了减少地阻抗， (2) 输入、输出端导线的布设 为了减小导线间的寄生耦合，在布线时要按照信号的流通顺序进行排列，电路的输入端和输出端应尽可能远离，输入端和输出端之间最好用地线隔开。 (3) 高频电路导线的布设 对于高频电路必须保证高频导线、晶体管各电极的引线、输入和输出线短而直，若线间距离较小要避免导线相互平行。高频电路应避免用外接导线跨接，若需要交叉的导线较多，最好采用双面印制电路板，将交叉的导线印制在板的两面. (4) 印制电路板的对外连接 1）用导线互连。将需要对外进行连接的接点，先用印制导线引到印制电路板的一端，导线应从被焊点的背面穿入焊接孔。 2）用印制电路板接插式互连。如图2-5所示，为印制电路板接插的簧片式互连，将印制电路板的一端制成插头形状，以便插入有接触簧片的插座中去。 2.2.2 印制导线的尺寸和图形 1．印制导线的宽度 一般情况下，印制导线应尽可能宽一些，这有利于承受电流和制造方便。建议导线宽度优先采用0.5mm、1.0mm、1.5mm和2.0mm。 2．印制导线的间距 导线间距与焊接工艺有关，采用浸焊或波峰焊时，间距要大些，手工焊间距可小些。一般情况下，建议导线间距等于导线宽度，最小导线间距应不小0.4mm。 3．印制导线的形状 印制导线的形状可分为平直均匀形、斜线均匀形、曲线均匀形、曲线非均匀形 5) 印制焊盘 焊盘是指印制导线在焊接孔周围的金属部分，连接盘的尺寸取决于焊接孔的尺寸。焊接孔是指固定元件引线或跨接线贯穿基板的孔。显然，焊接孔的直径应该稍大于焊接元件的引线直径。连接盘的直径D应大于焊接孔内径d，一般取D=(2～3)d 2.2.3印制电路板电路的干扰及抑制 1.电源干扰及抑制 任何电子产品都需要供电，并且绝大多数直流电源是由交流电源通过变压，整流、稳压后供电的。 2.热干扰及抑制 元器件在工作中都有一定程度的发热，尤其是功率较大的器件所发出的热量会对周边温度比较敏感的器件产生干扰，若热干扰得不到很好的抑制，那么整个电路的电性能就会发生变化。 3.共阻抗干扰及抑制 共阻干扰是由PCB上大量的地线造成。当两个或两个以上的回路共用一段地线时，不同的回路电流在共用地线上产生一定压降，此压降经放大就会影响电路性能；当电流频率很高时，会产生很大的感抗而使电路受到干扰。 2.2.4.印制电路板的设计步骤和方法 1.印制电路板材料选择 印制电路板的材料选择要考虑电气、机械特性以及价格、制造成本等因素。电气特性是指基材的绝缘电阻、抗电弧性、印制导线电阻、击穿强度、抗剪强度和硬度。机械特性是指基材的吸水性、热膨胀系数、耐热性、抗挠曲强度、抗冲击强度、抗剪强度和硬度。 2.印制电路板的厚度 印制电路板厚度的确定，主要是考虑对电路板上元器件重量的承受能力和使用中承受机械负荷的能力。如果只在印制电路板上装配集成电路、小功率晶体管、电阻、电容等小功率元器件，在没有较强的负荷振动条件下，使用厚度为1.5mm(尺寸在500mm×500mm之内)的印制电路板即可。 3．印制板形状和尺寸的确定 印制电路板的尺寸与印制电路板的加工和装配有密切关系，从装配工艺的角度考虑：一方面是便于自动化组装，使设备的性能得到充分利用，能使用通用化、标准化的工具和夹具，另一方面是便于将印制电路板组装成不同规格的产品，安装方便，固定可靠。 4．印制电路板坐标尺寸图的设计 用手工绘制PCB图时，可借助于坐标纸上的方格正确地表达在印制电路板上元件的坐标位置。在设计和绘制坐标尺寸图时，应根据电路图并考虑元器件布局和布线的要求。 5．根据电原理图绘制印制排版连线图 排版连