电子工艺实习03印制电路板的设计与制作.ppt

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种板的缺点是机械强度低、易吸水及耐高温较差,但价格便宜。一般用于低频和一般民用产品中,如收音机等。
2)环氧玻璃布层压板
它是以环氧树脂浸渍无碱玻璃丝布为材料,经热压制成板并在其单面或双面敷上铜箔做成的。这种板工作频率可达100MHz,耐热性、耐湿性、耐药性、机械强度都比较好。常用的有两种,一种是***类作固化剂,环氧树脂浸渍,板质透明度较好,机械加工性能、耐浸焊性都比较好。另一种是用环氧酚醛树脂浸渍,拉弯强度和工作频率较高。
3)聚四***乙烯板
它是用聚四***乙烯树脂烧结压制成的板材。工作频率可高于100MHz,有良好的高频特性、耐热性、耐湿性,但价格比较贵。
4)三*********树脂板
该板有良好的抗热性和电性能,基板介质损耗小,耐浸焊性和抗剥强度高,是一种高性能的板材。适合于特殊电子仪器和军工产品的印制电路板。

覆铜箔板的选用,主要是根据产品的技术要求、工作环境和工作频率,同时兼顾经济性来决定的。其基本原则大体如下。

1)根据产品的技术要求
就是产品的工作电压的高低,决定了印制板的绝缘强度。机械强度的要求是由板材的材质和厚度决定的。不同的材质其性能差异较大。设计者选用覆铜板时在对产品技术分析的基础上,合理选用。一味选用挡次较高的材质,不但不经济,也是一种资源的浪费。如产品工作电压高,选用绝缘性能较好的环氧玻璃布层压板就可满足要求。一般军工产品、矿用产品就属这一类。一般民用产品如收音机、录音机、VCD等工作电压低,绝缘要求一般,可选用酚醛纸质层压板。
2)根据产品的工作环境要求选用
在特种环境条件下工作的电子产品,如高温、高湿、高寒条件下的产品,整机要求防潮处理等,这类产品的印制板就要选用环氧玻璃布层压板,或更高挡次的板材,如宇航、遥控遥测、舰用设备、武器设备等。
3)根据产品的工作频率选用
电子线路的工作频率不同,印制板的介质损耗也不同。工作在30MHz~100MHz的设备,可选用环氧玻璃布层压板。工作在100MHz以上的电路,各种电气性能要求相对较高,可选用聚四***乙烯铜箔板。

4)根据整机给定的结构尺寸选用
产品进入印制板设计阶段,整机的结构尺寸已基本确定,安装及固定形式也应给定。设计人员明确了印制板的结构形状是矩形、还是圆形或不规则几何图形。板面尺寸的大小等一系列问题要综合全面考虑。、、、、、、、、。如印制板尺寸较大,有大体积的电解电容、较重的变压器、高压包等器件装入,板材要选用厚一些的,以加强机械强度,以免翘曲。如果电路板是立式插入,且尺寸不大,又无太重的器件,板子可选薄些。如印制板对外通过插座连接时,,若板材过厚则插不进去,过薄则容易造成接触不良。电路板厚度的确定还和面积及形状有直接关系,选择不当,产品进行例行实验时,在冲击、振动和运输试验时,印制板容易损坏,整机性能的质量难以保证。
5)根据性能价格比选用
设计挡次较高产品的印制板时,一般对覆铜板的价格考虑较少,或可不予考虑。因为产品的技术指标要求很高,产品价格十分昂贵,经济效益是不言而喻的。对一般民用产品在设计时,在确保产品质量的前提下,尽量采用价格较低的材料。如袖珍收音机的线路板尺寸小,整机工作环境好,市场价格低廉,

选用酚醛纸质板就可以了,没有必要选用环氧玻璃布层压板一类的板材。一般这类产品的经济效益极低,利润是靠批量、靠改进工艺材料挤出来的。再如微型电子计算机等产品,产品印制板器件密度大,印制线条窄,印制板成本占整机成本的比例小,印制板的选用应以保证技术指标为主,由于产品效益可观,设计时没有必要一定选用低价位的覆铜板。
总之,印制板的选材是一个很重要的工作,选材恰当,既能保证整机质量,又不浪费成本,选材不当,要么白白增加成本,要么牺牲整机性能,因小失大,造成更大的浪费。特别在设计批量很大的印制板时,性能价格比是一个很实际而又很重要的问题。
三、印制板对外连接方式的选择
印制电路板只是整机的一个组成部分,必然在印制电路板之间、印制电路板与板外元器件、印制电路板与设备面板之间,都需要电气连接。当然,这些连接引线的总数要尽量少,并根据整机结构选择连接方式,总的原则应该使连接可靠,安装、调试、维修方便,成本低廉。


这是一种操作简单,价格低廉且可靠性较高的连接方式,不需要任何接插件,只要用导线将印制板上的对外连接点与板外的元器件或其他部件直接焊牢即可。例如收音机中的喇叭、电池盒等。这种方式的优点是成本低,可靠性高,可以避免因接触不良而造成的故障,缺点是维修不够方便。这种方式一般适用于对外引线较少的场合,如收录机、电视机、小型仪器等。采用导线焊接方式应该注意如下几点。
(1)线路板的对外焊点尽可能引到整板的边缘,并按照统一尺寸排列,以利于焊接与维修,。
(2)为提高导线连接的机械强度,避免因导线受到拉扯将焊盘或印制线条拽掉,应该在印制板上焊点的附近钻孔,让导线从线路板的焊接面穿过通孔,在从元件面插入焊盘孔进行焊接,。
(3)将导线排列或捆扎整齐,通过线卡或其他紧固件将线与板固定,避免导线因移动而折断,。






在比较复杂的电子仪器设备中,为了安装调试方便,经常采用接插件连接方式。如计算机扩展槽与功能板的连接等。在一台大型设备中,常常有十几块甚至几十块印制电路板。当整机发生故障时,维修人员不必检查到元器件级(即检查导致故障的原因,追根溯源直至具体的元器件。这项工作需要一定的检验并花费相当多的时间),只要判断是哪一块板不正常即可立即对其进行更换,以便在最短的时间内排除故障,缩短停机时间,这对于提高设备的利用率十分有效。典型的有印制板插座和常用插接件,有很多种插接件可以用于印制电路板的对外连接。如插针式接插件、带状电缆接插件已经得到广泛应用,。这种连接方式的优点是可保证批量产品的质量,调试、维修方便。缺点是因为接触点多,所以可靠性比较差。


印制电路板的设计是根据设计人员的意图,将电原理图转化成印制板图,确定加工技术要求的过程。印制电路板设计通常有两种方法:一种是人工设计;另一种是计算机辅助设计。无论采取哪种方式,都必须符合电原理图的电气连接和电气、机械性能要求。
一、印制电路板的排版布局
印制电路板设计的主要内容是排版设计。把电子元器件在一定的制板面积上合理地布局排版,是设计印制板的第一步。排版设计,不单纯是按照电路原理把元器件通过印制线条简单地连接起来。为使整机能够稳定可靠地工作,要对元器件及其连接在印制板上进行合理的排版布局。如果排版布局不合理,就有可能出现各种干扰,以致合理的原理方案不能实现,或使整机技术指标下降。这里介绍印制板整体布局的几个一般原则。

干扰现象在整机调试和工作中经常出现,产生的原因是多方面的,除外界因素造成干扰外,印制板布局布线不合理,元器件安装位置不当,屏蔽设计不完备等都可能造成干扰。

1)地线布置与干扰
原理图中的地线表示零电位。在整个印制板电路中的各接地点相对电位差也应是零。印制板电路上各接地点,并不能保证电位差绝对是零。在较大的印制板上,地线处理不好,不同的地点有百分之几伏的电位差是完全可能的,这极小的电位差信号,经放大电路放大,可能形成影响整机电路正常工作的干扰信号。我们身边的许多电子产品都是由多种多级放大器,振荡器等单元电路构成的。,图中的O点是真正的地点,A、B、C、D各点是各级电路的接地点。假设设计它的印制板地线时,OA、AB、BC、CD各段均采用长10mm、、,则各段导线电阻R=,这是一个极小的电阻。但地线如按照框图类似设置,后果是干扰严重,甚至不能工作。假定该收音机的高端高频信号为30MHz,AO间的感抗高达16,如此大的电感将大大减少AO间的电流,造成高频干扰。还有465kHz的中频干扰依次叠加在CB、BA、AO等段的地线上,致使低放、功放都不能正常工作。这是地线不合理设计的例子。
为克服地线干扰,应尽量避免不同回路电流同时流经某一段共用地线,特别是高频和大电流回路中。印制板上的各单元电路的地点应集中一点,