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1、中职 电子整机装配与调试（项目四）1电子课件（高教版）项目四 印刷电路板的设计与制作 印制电路板也叫印制线路板，简称为印制板。印制电路板具有导电线路和绝缘底板的双重作用，是一种电子设备中极其重要的组装部件。技能目标：1 掌握简单印制电路板的设计步骤和设计要求2 能手工设计简单的印制板电路3 了解贴片元件的印制板的设计要求4 掌握描图法制作印制板的方法知识目标：1 了解印制电路板的基本知识2 熟悉印制电路板的设计过程和制作过程3 掌握手工制作印制电路板的过程4 了解印制电路板的CAD 软件任务一 简单印制电路板的设计 印制板设计，是根据设计人员的意图，将电路原理图转换成印制板图、选择材料和确定加
2、工技术要求的过程。印制板设计通常有两种方式：一种是人工设计，另一种是计算机辅助设计。任务分析1 了解电路板的种类和作用2 了解设计印制电路板需要考虑的主要因素3 掌握设计印制电路板的步骤4 掌握印制电路板常用的设计规则5 了解印制电路板的设计要求和注意事项操作分析一、设计印制电路板需要考虑的因素 印制电路板最终是用于具体的电子产品，根据产品的实际情况要考虑设计印制板的设计目标。在设计印制电路板时通常要考虑下列四个方面的因素。1 正确性：2 可靠性：3 合理性：4 经济性：操作分析1 选定印制板的材料、厚度、板面尺寸（1）确定板材：（2）印制板的形状：（3）印制板尺寸：（4）板的厚度：2 印制电
3、路板尺寸图的设计图（1）典型元器件的尺寸。（2）如果使用坐标纸，各元件的安装孔的圆心应在坐标格的交点上。3 根据原理图绘制印刷图草图（1）选定排版方向及主要元器件的位置。（2）绘制不交叉单线草图。（3）绘制排版设计草图。4 正式印制板的设计二、简单印制电路板的设计步骤：知识链接一、印刷电路板的作用和种类 印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板。以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印制电路板是重要的电
4、子部件，是电子元器件的支撑体。1 印制电路板的作用（1）提供各种电子元器件的固定、装配的机械支撑。（2）实现各种电子元器件之间的电气连接。（3）提供阻焊图形和丝印图形。知识链接 2 印制电路板的种类：（1）单面印制电路板在PCB 上，元器件集中在其中的一面，印制导线则集中在另一面，这种PCB板叫做单面板。因为单面板在设计线路时有许多严格的限制（因为只有一面，布线不能交叉而必须绕独自的路径），它适合一些要求不高或简单的制作电路板，单面印制电路板如图4-4 所示。图4-4 单面PCB 印制电路板 知识链接（2）双面印制电路板 在绝缘基板两面均敷有铜箔，可在基板的两面制成印刷电路。也就是说，这种电路
5、板的两面都有布线，不过要用上两面的导线，必须在两面间有适当的电路连接才行，连接两面间电路的的桥梁叫导孔。导孔时在PCB 上充满或涂上金属的小孔，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板的面积大了一倍，而且布线可以相互交错，布线密集度较高，所以能减小产品的体积，它更适合用在比较复杂的电路上。如计算机的主板、电子仪器。双面印制电路板如图4-5 所示。图4-5 双面印制电路板 知识链接（3）柔性印制电路板 柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。简称软板或FPC，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、配线空间限制较少、灵活度高等优点，完全符合电子产
6、品轻、薄、短、小的发展趋势。柔性印刷电路板主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM 等很多产品上。柔性印刷电路板如图4-6 所示。（4）多层印制电路板 在绝缘基板上制成三层以上的电路的印制板称为多层印制板。它是由几层较薄的单面板或双面板粘合而成。层与层之间可以通过埋孔和盲孔进行电路连接。多层印制电路板适用于超级计算机和大型电路使用，多层印制电路板如图4-7 所示。图4-6 柔性印刷电路板 图4-7 多层印制电路板 知识链接 3 采用印制板的主要优点是：（1）由于图形具有重复性（再现性）和一致性，减少了布线和装配的差错，节省了设备的维修、调试和检查时间；（2）设计上可以标准化，利于互
7、换；（3）布线密度高，体积小，重量轻，利于电子设备的小型化；（4）利于机械化、自动化生产，提高了劳动生产率并降低了电子设备的造价。知识链接二、印刷电路板的设计要求 要使电子电路获得最佳性能，印刷电路板的设计遵循以下要求：1 布局要求 首先，要考虑PCB 尺寸大小。PCB 尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；尺寸过小，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 布线要求 布线的原则如下：（1）输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。（2）印制导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强
8、度和流过它们的电流值决定。（3）印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。知识链接 3 焊盘种类与要求（1）焊盘的种类有以下三种：岛形焊盘：如图4-9（a）所示。圆形焊盘：如图4-9（b）所示。方形焊盘：如图4-9（c）所示。（2）焊盘的设计要求：焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D 一般不小于(d+1.2)mm，其中d 为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。（a）岛形焊盘（b）圆形焊盘（c）方形焊盘 图4-9 焊盘的种类 知识链接 4 电路抗干扰要求 印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就
9、PCB 抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。（1）电源线设计（2）地线设计 地线设计的原则是：数字地与模拟地分开。接地线应尽量加粗。接地线构成闭环路。知识链接 5 印刷板图设计中应注意下列几点（1）布线方向：（2）各组件排列，分布要合理和均匀，力求整齐，美观，结构严谨的工艺要求。（3）电阻、二极管的放置方式，分为平放与竖放两种。（4）电位器、IC座的放置原则：电位器；IC座；（5）进出接线端布置相关联的两引线端不要距离太大，一般为2 3/10 英寸左右较合适。进出线端尽可能集中在1 至2 个侧面，不要太过离散。（6）设计布线图时要注意管脚排列顺序，组件脚间距要合理。（7）在保证电路性能要求的前
10、提下，设计时应力求走线合理，少用外接跨线，并按一定的顺序要求走线，力求直观，便于安装和检修。（8）设计布线图时走线尽量少拐弯，力求线条简单明了。（9）布线条宽窄和线条间距要适中，电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相符。（10）设计应按一定的顺序方向进行，例如可以按照由左往右和由上而下的顺序进行。知识链接 随着大规模、超大规模集成电路的应用，印制电路板的布线愈来愈紧密复杂。同时，对各种类型印制电路板的需求也越来越大，要求设计制造印制电路板的周期越来越短，要求质量越来越高。在这种情况下，传统的手工方式设计和制造印制电路板已显的越来越难以适应目前的生产要求，因此，印制电路板的计算机辅助设计（CAD）应运而生。印制电路板的CAD 方法很大程度避免了传统的缺点，大大缩短了设计周期，改进了产品质量。由图4-11 所示可以看出，CAD 方法精简了工艺标准检查，且修改时可以在同一图样上反复进行，从而缩短了制造环节，提高了工作效率。三、印刷电路板CAD 软件简介图4-11 CAD 设计完