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1、制作印制电路板的基本原则1 制作印制电路板的基本原则印制电路板又称印刷电路板，它是目前电子制作的主要装配形式，既便电路原理图设计得正确无误，若印制电路板设计不当，亦会对电子产品的可靠性产生不利的影响，乃至浪费材料，甚至产生故障。为此，在制作印制电路板时，应遵守以下基本原则：(1)选择适宜的版面尺寸印制电路板面积大小应适中，过大时印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力降低，成本亦高；过小时，则散热不好，并在线条间产生干扰。其原则是在保证元器件装得下的前提下选择合适的版面尺寸，尽量做到印制线短、元器件紧凑，既能降低干扰，又有利于散热，使制作材料消耗小，制作工时少，亦便利于外壳的设计制作。(2)合理布置元
2、器件电路中元器件布置原则是应充分考虑每个单元电路彼此之间的联系，由输入端(或高频)向输出端(或低频)的顺序来设置，元器件占之地方大小应心中有数，并兼顾上下左右，以防前紧后松或前松后紧。先考虑以三极管、集成电路为中心的单元电路所在位置，之后将其外围元器件尽量安排在周围。元器件间应留有一定距离，防止相互碰靠，造成干扰、短路或影响散热。在同一印制电路板上的元器件，要尽量按其发热量大小与耐热程度区分排列，发热量大或耐热性好的功率三极管、大规模集成电路等元器件，放在边上或周围无大的元器件处，而发热量小或耐热性差的小信号三极管、小规模集成电路等，则放在印制板中间或有碍冷却气流不畅的地方。对温度敏感的元器件
3、应尽量布置在温度最低区域，切忌安装在发热元器件上方。空气总是向阻力小的地方流动，因此元器件在印制电路板上应尽量均匀布置，不可某处空域过大，而另一处却过于紧密。大功率元器件在水平方向应尽量靠印制电路板边沿布置，而在垂直方向要尽力靠上方布置。接地公共端要尽量就近接地于边框，当元器件布置在印制电路板中间有公共地端时，可分别接在一条公共地线上，之后与边框形成一子边框，将单元电路围在其中，既有利于元器件的安装，又可起屏蔽作用。当电路元器件多、较复杂时，尚应考虑能清楚标注元器件字符的地方。(3)印制线路的连接当元器件位置确定后，其外引脚的焊盘亦随之定位，则焊盘间便可用印制线将其连接起来。印制线应尽量短，其
4、线之宽细视其用途而定：对于放大、振荡等电路，印制线可粗些，一般在O51mm线宽；对于数据信号传送的逻辑电路，印制线可细些，但不能小于03mm。而地线应尽量粗些，使其能通过3倍的印制电路板的允许电流，一般应大于3mm线宽。若接地线很细，接地电位将随电流的变化而变化，会导致电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏。为提高抗噪声能力，接地线应尽量构成闭环路。采用平行布线虽能减少导线电感，但会增加线间互感及分布电容，若电路的布局允许，最好采用井字形网状走线结构，它适于双面电路印制板，即印制电路板的一面走横线，另一面则走纵线，之后在交叉孔处用金属化孔相连。为抑制印制板导线间的串扰，在走线时要尽量缩短平
5、行走线，且平行走线间距应尽量大，信号线与地线和电源线尽可能不交叉。对一些干扰有明显敏感的信号线之间可设置一条接地印制线，以便有效地抑制串扰。在设置高频信号走线时，为防止走线产生的辐射，应尽量减少印制导线的不连续I生，导线拐角应大于90。，禁止环状走线。时钟信号引线易产生电磁辐射干扰，应避免长距离地与信号线平行走线。数据总线的走线应每两个信号线之间夹一根信号地线。当遇到走线非交叉不可时，可采用导线(间距大)或裸线(邻近)跳线予以跨接，亦可用电阻、电容跨接。2 2常见的电路板种类为了将电子电路元器件组装在一起，而采用电路板予以固装。常用的电路板有以下几种，应依据电路的简复程度及条件做相应的选择。(
6、1)印制电路板印制电路板是目前应用最广泛的电路板，它是在玻璃纤维板上敷有一层较薄的铜箔，分有单面敷铜板与双面敷铜板。其中，单面敷铜板用于一般电路，且应用最多，而双面敷铜板则用于诸如计算机的复杂电路。印制电路板制作方法较多，而常用的方法是腐蚀法与刀刻法。腐蚀法是根据印制电路版图大小选择尺寸合适的敷铜板，擦拭干净，之后用复写纸将印制线路复写在敷铜板上，再涂以油漆、清漆等将印制线覆盖。待漆类干固后，用三氯化铁溶液进行腐蚀。等未涂漆类的铜箔部分全部腐蚀掉，用清水清洗后，再用汽油将涂漆除去，便露出电路印制线。然后按电路图钻元器件引脚插孔，以便插焊相关元器件。(2)铆钉式电路板铆钉式电路板系早期电路板，它
7、是在酚醛电工绝缘板上按电路钻上小孔，之后把铜质空心铆钉铆入孔中，铆孔中插入相应元器件，在铆钉背面将元器件引脚及其间连接的导线焊牢。铆钉式电路板适于简单电路及练习焊接用，因取材容易，不易损坏。(3)插接式电路板插接式电路板为新型电路试验板，在其面板上设有许多插孔，不必焊接电子元器件，只需将电子元器件插入相应插孔中，用连接线将其连接好即可。它不适宜复杂的电路制作，且应用范围有限，只适于低压电路，价格亦较高。3 印制电路板布线形式印制电路板一般分有单面板、双面板及多层板3种，其中单面板价格低廉，广泛应用于业余制作中。印制电路板布线常用的形式有以下4种：(1)弧线细条形当印制电路板采取弧线细条形布线时
8、，除地线面积较大外，其余连线均呈弧线细条形，它适于直接在敷铜板上用油漆绘制走线。(2)大面积直线形大面积直线形走线，铜箔附着力强，线条均呈直线，适于电路简单的印制电路板，可用刀刻法制作。(3)直线细条形直线细条形在印制电路板中采用较多，其特点为连线横平竖直，且横线与纵线垂直，线条转弯处用弧线或45。斜线连接，线条宽度则视其连线密度与电流大小而定。走线整洁、清爽。(4)大面积接地形走线分布电感、分布电容，在高频电路中将使地线有高阻抗特性，导致电路性能指标破坏，甚至无法工作。当采用大面积接地形走线时可减少分布电容和介质损耗及分布电感，故在高频电路印制线中采用较多。4 4印制电路板草图绘制方法绘制印
9、制电路板草图又称布线。若想绘制出较为理想的印制电路板草图，应按下述方法进行：(1)熟悉电路原理在绘制印制电路板草图前，应详细分析电路工作原理与电路组成，熟悉由几个单元电路组成、信号来龙去脉及工作电流的流向等，按其原理构思布线思路，确保电路电气性能。(2)收集元器件相关资料为正确合理地布线，应搞清印制电路中的元器件、配件的外形尺寸、安装尺寸及引脚排列，以供布线时查阅。(3)确定印制电路板尺寸当某些电子产品外壳形状与大小有一定要求时，或由印制电路板尺寸决定其外壳大小时，必须很好考虑电路板的尺寸，如印制电路板外形尺寸、固定孔等，按图加工一块1：1的样板装入机壳内进行核对与修正。(4)确定固定件位置所
10、谓固定件，是指与面板、机壳相对应、相配合或固定在其上的元器件，位置不能随便改变的如音量电位器、可变电容器、电池极片、显示件等。故固定件应优先确定其位置，即划定所点“地盘”。条件允许应先将有关固定件安装在1：1的样板装入机壳核对，以防元件相碰或空间不适。(5)选择草图比例为了画出高质量的印制电路板草图，一般不采用与实物一致的l：l草图画稿，常采用2：l或5：1的放大草图，绘制好后再拍照缩小为1：1，这样草图中不足之处亦相应缩小。(6)选择适宜的草图纸张为绘制清晰，尽量选用浅色坐标纸进行绘制。当坐标纸大格为10mm10mm，小格为25mm25mm时，其比例为25：1，则大格相当于4mm4mm，小格
11、相当于1mrn1IIlin。其余比例依此类推。(7)布线方法布线时应按下列顺序进行：为了保持印制板草图整洁，将已确定的可供布线的部位原样描至另一张草稿中，待草稿布线经修改完成后再复印到印制板草图上。将需要布线的电路分成若干单元，估算出每个单元部分所占之面积。对照单元电路图，按图形比例把元器件逐一安排在对应的印制板区域内，其原则是优先确定尺寸大的元器件位置，小尺寸元件可见缝插针，但要本着连线短、不交叉的原则进行安排。元器件位置确定后，先画焊盘(即焊接点)，之后画连线。布线时，可依据元器件排列松紧、连线密度和与其他单元的衔接等情况，进行随时调整修正。信号线应短，地线宽度应足够，去耦电容的引线不能过
12、长，高频旁路电容不能带引线。布线尽量避免交叉，非交叉不可采用跨接线。将各单元经修正布线后的草图复印到印制电路板草图相应区域，画好各单元间连线，之后进行核对有误否。若布线正确无误，绘制印制电路板草图即告完成。5布线时应注意的事项对于布线中所遇到的具体问题，应采取相应的解决措施。(1)交叉线的处理对于双面印制电路板，其交叉线可利用正反面布线解决，而在单面板中的交叉线，可采取以下措施：加接跨线或零电阻。跨线是在两线(或几条线)欲交叉处，将一条走线在交叉处断开，用一段长度与元件相仿的短导线，在印制板的反面将其断开的布线相连接，亦可用零电阻代替跨线就更为整洁，并给人无跨线存在之感。元件替代跨线。当某一交
13、叉线与一只20k电阻串联时，可将电阻改为20k与2k串联，其中2kQ电阻安装在跨接处，即可取消跨线。迷宫形布线。在低速数字电路中，为在印制电路板的同一面布线而又不交叉，可采取迷宫形式布线方式，即走线可在两个孔距很近的焊点间穿梭。采用迷宫形布线时，由于走线密度高、线条宽度窄，印制电路板图的比例必须选得适当，否则走线间距过近，因制作不当易造成短路或断路。(2)地线布置由于地线存在一定的电感与电阻，会影响电路生能，对不同类型的电路应分别布置。高频电路。为降低因集肤效应而产生的地线电阻，要求高频电路的接地面积大，对于单面印制板，地线在电路板面积允许情况下应有足够的宽度。高增益、高灵敏电路。对于多级单元
14、组成的高增益、高灵敏电路，要分析地线中的信号流向。各单元应采用“一点接地法”，防止输出电流在地线中的压降反馈到输入端而产生自激。前级接地点为“低电位地”，后级接地点为“高电位地”，偏置电流应从高电位地流向低电位地，否则将引起极大的噪音或者形成自激。功率电路。功率大的电路，是指输出功率大或工作电流大的电路。当大电流通过印制电路板地线时，微量的地线阻抗即能产生较大的压降，对电路越精密其影响越严重。故在布置地线时，应选择正确的接地点，如大容量旁路电容器的电极为接地点，各条支路的接地线单独引至该点，使各条地线上的压降互不干扰。大电流通过的印制电路板地线，可采用浸锡来减小电阻，亦可用金属导线替代。地线面
15、积增大，亦有利于功率元件的散热。(3)其他注意事项为了便于调试与检修，应在需要检测的部位设置测试点，并予以相应字符标志。当单面印制电路板尺寸较大时，考虑热胀冷缩，易拱起变形，使电路产生故障，应采用金属弯角件或围框加固。对于发热严重的元器件，焊点处面积应加大，以利散热，防止焊点部位烧焦。磁性元件应远离变压器等磁性器件，以防强磁场干扰。5 6印制电路板的制版方法印制电路板的常用制版方法有以下几种：(1)墨绘法是使用圆规、鸭嘴笔蘸墨汁绘画圆点或直线。墨汁应砚墨自磨为好，因市售的墨汁干后有光亮，拍照时易反光，影响制版效果。(2)贴带法贴带法是把透明的涤纶薄膜固定在印制板草图上，按图形比例选择尺寸合适的
16、切符，逐一粘贴上去，不用笔、墨，且挺括、干净。待拍照后，画稿上的切符仍可剥下再次使用。切符是带滤色片的黑胶布制成，具良好的遮光特陛，能防止红外线穿透，很适宜照排制版。切符分贴盘及贴带两种，贴盘用来贴焊点及孔位，而贴带则用来贴走线与边框。(3)电脑制版电脑制版无论是其设计或工作效率都是快速的，电脑制版已是最先进的制版方法。电子制作应注意的问题7在电子制作中应注意以下问题：在未熟悉电路工作原理和对有关元器件要求之前，不应盲目仿制，以防半途而废，造成不应有的经济损失。对电路中元器件参数应予以核对，防止原稿错误或印刷失误。有些电阻、电容的参数给出值并非定值，往往变动范围很大，应在调试中通过试验确定，则
17、电路工作更为可靠，尤其那些非关键眭的电阻、电容，其数值变化范围较宽，加之所选用的三极管、集成电路虽型号相同，而厂家有别又在参数上存在一定差异，更不能认定数值一成不变。在组装过程中，不能带电焊接或插拔有关元器件，以防损坏元器件或触电。焊接CMOS集成电路时或高频输入端时，电烙铁应不带电或妥善接地，以防静电损坏集成电路。条件允许应焊相应的集成电路管座，试验、检查、更换均方便。元器件焊接前应进行检测，确定其良好再安装焊接，以防选购中有伪劣元器件导致安装后产生故障。元器件焊接完毕，经检查正确无误后方能通电试验，否则因安装有误电源不通或由于某处短路而导致元器件烧毁。应按电路设计电源电压供电，不能盲目提高
18、电源电压，以防损坏耐压低的元件。必须注意电解电容器的极性安装正确，若电解电容器极性接错，当耐压又较低、容量较大时，通电时间较长会发生爆裂现象，容易造成意外事故。在通电试机时，不要乱搭接电阻、电容、二极管及三极管，以防短路造成元件损坏或产生不应有的故障。一般的厚膜或集成电路的散热片，除特殊外，不应接地或接电源正端。当发现仿制的电路有疑处时，应予以分析或进行自行设计。10焊接时应注意的事宜焊接，是指通过加热使熔化的锡铅焊料，借助焊剂的作用，熔于被焊件的缝隙和涂覆在铜箔表面及进入被焊金属的晶格，在焊接面间形成均匀、光滑、不断裂的合金焊接点，将被焊件牢固地连接在一起。为了获得高质量焊接效果，在焊接时应
19、注意下述事宜：(1)焊料与焊剂的选择焊料与焊剂的质量好坏，将直接影响焊接质量。焊料一般应选用松香焊锡丝。主要成分是63的锡、37的铅，其共熔点为183，流动生好、抗拉强度高。焊剂多为松香型。焊接时焊剂中的松香酸与被焊金属氧化膜起化学反应，破坏了氧化膜，起其净化焊接面的作用。同时熔化了的松香浮在元件点上有保温作用，有利于熔化的焊料扩散，并能防止氧化。(2)焊前元器件及印制板的处理元器件存放期超过半年时，其引线表面将被氧化，形成一层黑色氧化膜，若不将其清除干净，易产生虚焊。 印制电路板焊盘也易氧化，更是产生虚焊的主要原因。在焊前应除去氧化膜或进行搪锡处理。对于有轻微程度氧化的元器件引脚(线)，可用
20、烙铁头加热焊接面使其氧化膜破坏，净化其焊接面。(3)应掌握焊接条件锡焊最佳温度为2505。焊接温度低于240，虚焊点增加；高于260，焊锡易被氧化，产生氧化锡，亦会使焊点接触不良。通常焊接集成电路IC管脚、三极管等元器件，焊接时间应小于3s，焊接其他元器件焊接时间在35s。(4)烙铁选择烙铁的功率大小，要依据被焊件散热面积大小、焊接速度、焊接的连续性以及环境温度等情况作相应选择。一般选用2035W内热式电烙铁为宜。烙铁应清洁、光滑，且有一定几何形状，通常为45度角。当烙铁头因多次修整而缩短时，烙铁头过短将温度增高至260以上，温度过高焊锡易氧化，亦会产生虚焊，应尽量更换新烙铁头。(5)掌握正确
21、焊接方法烙铁应与被焊金属的平面成45度角，焊接时利用烙铁头的端面先预热焊盘和引脚(线)，待其温度上升至焊接温度时，再熔化焊锡焊接。若被焊金属未经烙铁头加热，即用熔锡焊接，极易造成虚焊，应禁止。(6)掌握正确的焊接步骤若想保证焊接质量，应按下述步骤进行焊接：烙铁头先在焊盘与引脚(线)接点处进行预加热。在焊盘和引脚(线)接点处，熔化适量的焊锡。在焊锡熔化的瞬间，锡丝应先行离开，以保彻底熔化及温度。在焊锡渗入焊盘与引脚(线)毛细管后，将烙铁离开。当被焊件的热容量较小时，如三极管、电容、电阻及多股塑胶线等，应将烙铁头与焊锡同时接触焊盘与引脚(线)接点，熔化适量的焊锡。在焊锡渗入焊盘与引脚(线)后，即将
22、烙铁头与焊锡同时移开，待焊点冷却。上述焊接步骤习惯成自然后，便可获得高质量的焊接。(7)烙铁头温度判定方法用直径1.5mm锡丝接触烙铁头，焊锡能在0.50.2s内熔化，焊料在68s内变黄，白烟持续1013s，则烙铁的温度为2505。当烙铁头温度过高，烙铁头接触锡丝即熔化，焊料在46s内变黄，白烟在68s内消失。依此判定烙铁头温度，适时使用。9印制电路板描绘方法为了保证印制电路板的制作质量和加快描绘速度，现将描绘方法介绍如下：(1)松香液描绘法将纯松香研成末，装入容器中，之后按1：3的比例倒入纯酒精搅拌，直至松香全部溶解，再将少许墨色或深绿色颜料粉倒入，搅拌均匀。取一支4号注射针，在针长1cm处
23、剪断，用细磨石将针断面打磨光滑，但不能使针眼堵塞或变形。用1 5毫升注射器抽入带颜色的松香液，安上针头即可在铜箔上顺复写纸的复印痕迹进行描绘了。线宽处可先描绘出轮廓，之后将里面涂满，亦可更换粗针头。当焊盘处已冲有凹痕，只要用针头在凹痕处画一小圈，便可形成很圆的小圈。当松香液大量地从针头滴出时，说明液体过稀，应适量放入松香末；若针头出液困难，表明液体过浓，可加入适量的酒精。描绘好的印制电路板晾干后，即可用三氯化铁溶液腐蚀了。(2)用修正液描绘法使用市售的修正液描绘印制电路板之前，用描图纸描出l：1底图，覆盖在经三氯化铁溶液浸半分钟并水洗晾干的敷铜板上，压上干净玻璃在强光下晒15min。之后用直尺
24、靠在晒出的线条上，把修正液摇匀，嘴向下沿尺边轻轻挤压并移动，白液即流出覆盖在晒出的线条上。当所描绘的线条有粘连毛刺时，可用利刀修正。待描绘与修正完毕的印制电路板晾干后，即可进行腐蚀了。(3)用夹克油描绘法用夹克油描绘印制电路板前，在印制电路图上覆一张蜡纸，用无油墨的圆珠笔在蜡纸上刻出印制电路的轮廓。之后将刻好印制电路的蜡纸覆在已准备干净的敷铜板上，用刷子蘸油墨在蜡纸上刷几遍，使敷铜板上留有一层明显凸起的线迹。取下蜡纸，用毛笔蘸夹克油，将已有了轮廓的印制电路描实。只要细心谨慎，即可描绘出很精致的印制电路图。约经1520min夹克油干了，即可对描绘的印制电路板进行腐蚀了。(4)贴纸法贴纸法制作印制
25、电路板，是选用市售的上面印有卡通人物、下面为不干胶，贴在光滑保护纸上的一种贴纸，将其贴在敷铜板上，可防止三氯化铁溶液腐蚀。在粘制印制电路板前，先将贴纸放在玻璃板上，用锋利的文具刀沿直钢尺依据欲印制电路线的宽度裁成不同的窄条。为防止贴纸在玻璃板上打滑，贴纸下面应垫一层纸。之后，在已复印有印制电路的敷铜板上，根据线条的长短、宽窄，将贴纸条剪成所需长度，用镊子揭去保护纸，按走线一一粘贴压实。拐角处可分段粘贴，且稍重叠部分并压紧。焊盘处可采用方形贴纸。为了保证腐蚀质量，贴好后的贴纸应全部用橡皮压紧压实，对于不整齐处可用锋利刀片加以修正。粘贴修正好的印制电路板，即可放入三氯化铁溶液中进行腐蚀。腐蚀溶液浓
26、度与温度要高一些，腐蚀过程中应该用软毛刷在印制电路板上不断刷扫，线条间距较窄处应多刷扫几遍，以确保整块电路板腐蚀速度相同。在腐蚀中贴纸上层可能会泡掉，但对电路制作效果无影响。印制电路板腐蚀好，揭去贴纸，用无水乙醇将电路板清洗干净、打孔，再用清水洗净晾干，之后涂以松香酒精溶液，即可使用了。亦可将印制电路版图复印在贴纸上，用锋利的刀片与直尺将非电路走线部分贴纸裁切掉，之后揭去护层纸，将裁切的贴纸电路粘贴在敷铜板上压紧压实，便可进行腐蚀了。整张粘贴、裁切稍麻烦，但质量更佳，可因人而异进行选择。8印制电路板的制作印制电路板的制作，一般分为描绘、腐蚀及钻孔3个步骤。(1)描绘选择好面积大小适宜的敷铜板，
27、用碱水除去铜箔面油污，亦可用细砂布打光。之后用复写纸将1：1的印制电路版图复印在铜箔面，再将复印图涂上诸如磁化漆、清漆、稀释的沥青等耐腐蚀涂料，亦可用打字蜡纸改正液、指甲油、记号笔等涂覆。(2)腐蚀对耐腐蚀涂料涂覆的印制板经修整，待其干燥后即可进行腐蚀。腐蚀剂为三氯化铁溶液，它是三氯化铁与水按1：3的比例混合液，溶液温度在3050，放在非金属器皿中。已描绘的印制电路板放入三氯化铁溶液后，应不时地搅动。温度尽量做到适宜，当温度过高时由于腐蚀速度快易使涂覆的涂料皮脱落，导致印制线断裂；温度过低时腐蚀速度过慢。直至未涂涂料的铜箔全部腐蚀掉为止。多次使用过的三氯化铁溶液呈暗绿色，应弃置不用或采用电解法
28、再生后使用。当首次使用过的三氯化铁溶液准备再利用时，应倒入玻璃瓶内予以封装，以防在空气中长时间置放失效。(3)钻孔腐蚀后的电路板，经清水冲洗后再用汽油将其涂覆层涂料清洗掉，再用清水冲干净，之后用细砂布打光铜箔，打充眼。再用手电钻或台钻在焊盘中心钻孔，孔径大小应以欲安装的元器件引脚大小而定，一般在机0mm左右。最后把钻好孔的印制电路板清洗干净并涂上一层松香酒精层。(4)印制电路板的使用元器件应从无铜箔的正面插入，且尽可能地贴近线路板，引脚在有铜箔线的反面露出12mm，多余部分剪掉，之后用锡焊牢。元件在电路板上安装时，依据具体情况可采用立式或卧式。由于铜箔已涂有松香助焊剂，使用时应防止污染铜箔，以免影响焊接质量。