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智能电子产品分析与调试实训报告 电子信息工程系 专业班级：电子信息 4131 姓 名：杨 伟 指导老师：樊利军 实训时间：2016-6-12 PCB设计与制板实训报告 1 PCB制板设计的概述 1 1 PCB简介 印刷电路板就是一个载体，是用于焊接实际电子元件，具有电气特性的板子，因而称为 PCB(Printed Circuit Board)。印刷电路板的制作材料主要有绝缘材料（一般是二氧化硅）、金属铜以及焊锡等。制作时，先将印刷电路板建立在一块绝缘基板上，再将电路原理图中的导线制作成铜膜走线，而元件引脚处则被制成过孔和焊盘。根据印刷电路板包含的层数，可分为单面板、双面板和多面板三种。单面板由于成本低而被广泛应用。在印刷电路板设计中，单面板设计是一个重要的组成部分，也是印刷电路板设计的基础。双面板的电路一般比单面板复杂，但是由于两面都能布线，设计并不比单面板困难，深受广大设计人员的喜爱。（1）单面板 单面板是一种一面有敷铜，另一面没有敷铜的电路板，设计者只可在敷铜的一面布线并放置元件。单面板由于其成本低，不用打过孔而被广泛应用。由于单面板走线只能在一面上进行，因此它的设计往往比双面板或多层板复杂得多。（2）双面板 双面板包括顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）两层，底层一般为焊锡层面，双面板的双面都可以敷铜，都可以布线。双面板的电路一般比单面板的电路复杂，但布线比较容易，是制作电路板比较理想的选择。（3）多面板 多面板包含了多个工作层（一般指三层以上），除了上述的顶层和底层以外，还包含了中间层，内部电源或接地层等。电子产品本本身越精密，电路板也就会越显得复杂，如今，多层电路板的应用越来越广泛。本次实训根据我们组队自身的学习情况，实训的时间安排，以及自选电路的复杂程度等多方面的因素综合考虑，我们选择的是制作单面印刷电路板，以求达到最理想的效果。PCB设计与制板实训报告 2 PCB制板的任务和要求 2 1 PCB制板的任务、要求 本次实训我们组队（共 2人），主要任务设计 PCB的设计的原理图和PCB的绘制，做好充分的准备工作，参照有关的指示和老师的指导，按步骤完成整个 PCB的设计过程。2.2要求：（1）正式实训前，做好所有的准备工作；（2）做好组队的的分工，合力完成制板；（3）我们组队的成员都能够熟悉制板需要的设备和制板的过程，做到在下一次制板时，都能独立完成；2.3实习的意义、目的及作用与要求 1.目的：（1）了解 PCB 设计的流程，掌握 PCB 设计的一般设计方法。(2)锻炼理论与实践相结合的能力。(3)提高实际动手操作能力(4)学习团队合作，相互学习的方法。2要求：(1)遵守实习纪律，注意实习安全。(2)按时、按要求完成各项子任务。(3)及时进行总结，书写实习报告。(4)每人必须做一快 PCB 板。3、意义：(1)提高自身能力，完成学习任务。(2 掌握一种 CAD 软件的使用。(3)了解前沿技术。(4)就业的方向之一。3 PCB制板的前期准备 3 1 PCB制板的历程 1绘制原理图 2新建原理图库 3新建元件库封装 4.导入元件封装库及网络列表 5.PCB 元件布局 6.PCB 布线 7.打印 PCB 图 8.制作电路板 PCB设计与制板实训报告 3.2 元件库的设计 1原理图元件库的制作；1）打开新建原理图元件库文件*.LIB 2 2）新建原理图元件 a、放置引脚，圆点是对外的端口。b、画元件外形。c、修改引脚属性。名称引脚数（必须从 1 开始并且连续）隐藏引脚及其他信息 3）修改元件描叙，默认类型、标示、元件封装 4）重命名并保存设计。若还需要新建其他元件，可以工具 新建元件 a、独立元件 b、复合元件含子元件 5）设计中遇到的问题，怎么方法解决的 制作原理图元件库比较简单，因此在制作过程中没有出现什么问题。但是在制作过程中应特别注意，在放置引脚，圆点是对外的端口，并且注意修改引脚数应从 1 开始。接收模块：电源模块：测温模块：PCB设计与制板实训报告 3.3 PCB电路板的制作 1 在已建好的 PCB项目下新建一个 PCB文件，命名并保存；2 回到原理图（已进行电气规则检测）界面，在工具栏中选择“设计（D）设计项目的网络表（N）Protel”生成网络表；3 回到建好的 PCB文件操作界面下，在工具栏中选择“设计(D)Import Changes From.”导入设计的网络表；4 对元件进行调整和布局，设置布线的相关要求，如：布线层设置为底层（Bottom Layer）,对电源线和接地先进行适当的加宽处理，在自动布线的基础上进行手动调整；5 检测电气规则；6 根据实训敷铜板的大小裁板，此处我们用的是 10cm*15cm的规格；7 画好禁止布线层（所处为 Mechanical）；8 添加安装孔，泪滴焊盘，添加字符；9 对其进行敷铜（Bottom Layer，连接到 GND）；10 设好原点，保存。PCB设计与制板实训报告 3 2 生成相关的制板文件（1）Gerber文件 打开已创建好的项目中的 PCB文件，在工具栏中选择“文件（F）输出制造文件（F）Gerber Files”,生成 Gerber文件，保存。（2）Composite文件*参照“1.3 PCB制板”的内容*，同时需要用底片把它打印出来。（3）钻孔文件*参照“1.3 PCB制板”的内容*4 PCB制板的流程（查询网络资料）在此，我把我们制板的步骤依照刷油的顺序，分成三个阶段.第一阶段：1 裁板。实训基地配有裁板机，裁板完后我们的单面敷铜板规格10cm*15cm；2 数控钻孔。利用雕刻软件Create-DCM形成的NC钻孔文件，连接到PCB设计与制板实训报告 雕刻机，实行钻孔；3 抛光。钻孔完后，利用抛光机进行抛光，清洁板材；4 刷兰油。为曝光作准备；5 静置一段时间或烘干。此期间，我们一定要避免把刷了兰油的电路板放在阳光下直射，否则可能会发生反应，导致制板失败。6 覆片。把前面打印出来的底片中的底层信号层（Bottom Layer）裁剪下来，与电路板上的钻孔完全对应，必要时可用透明胶带固定；7 曝光。把有覆片的一面朝下，放入曝光机中，约18S；8 显影。撕掉底片，放入显影机中，显影的温度和时间大约为50 摄氏度、20S；9 脱膜。放入脱膜机中脱膜；10 冲洗；11 腐蚀。去掉多余的铜，留下信号线；12 烘干。烘烤箱的温度大约为152摄氏度；13 抛光。清洁板材。第一阶段完成。第二阶段：1 刷阻焊油墨层。2 刷好后，马上放置于密闭遮光箱中约10min；3 烘干；4 覆阻焊底片。完全对齐；5 曝光。此次曝光的时间需约90S；6 显影冲洗烘干机中热固化。第二阶段完成。第三阶段：1 覆字符油墨；2 烘干 3 覆字符底片。一一对应；4 曝光；此次曝光的时间约为150S；5 显影冲洗烘干机中热固化。PCB设计与制板实训报告 自此，完成制板的全过程。修正阶段：1 对于雕刻机可能没有钻完的孔，实行手动钻孔；2 手动裁板。裁去制板过程中残留的工艺边，留下合适的大小。4 2 制板过程中图片展示 制板过程中相关图片：数控钻孔 手工钻孔机 烘干机 显影之后 PCB设计与制板实训报告 雕刻机控制器 刷油桌面 曝光机 腐蚀机 脱膜后 脱膜后 PCB设计与制板实训报告 腐蚀后 覆字符后 成品正面 成品背面 5 PCB设计实训心得 实训心得 在一学期的课程理论学习和电脑实训中，我们对于 PCB设计的整个原理和框架已能有所把握，对此，我们针对 PCB制板进行了课程实践。在此次 PCB制板实训中，我学到了很多东西，也发现了自己存在的诸多不足，可以确信的是，它使我受益匪浅，固化了已有的知识，灌注了新的思想，提升了各方面的能力。由于事先没有好好准备，以至于在实训开始中，我遇到了很多问题，各种客观因素，导致我比同学们慢了很多，进度跟不上在规定时间内完成。PCB设计与制板实训报告 但是我还是沉下心来，不慌不乱阵脚，一步一步开始。1.包括 PCB项目的创建，原理图的绘制，PCB图的绘制，PCB图的后期处理，制造文件的形成以及相关软件的使用。在 PCB项目创建和原理图绘制之前，我浏览了很多的有关于电子电路的网站，了解了很多的电路原理图，绘制了电路原理图和 PCB图，增加了我们各项操作的熟悉程度。在绘制原理图的过程中，就有很多的所需的元器件，我们根本没有发现它的存在，只能自己一个一个地去绘制，建立自己的元件库和所对应的封装库，这不但加深了我们对软件操作的熟悉程度，也让我们对这些元件有了更深层的理解，包括了它的大小，形状和相关的参数。PCB图的后期处理，对我的意义更是非凡，原本的我对此项的操作并不是很熟悉，在做处理的时候，还要对照老师给出的相关文档才能顺利的完成，经过实训所做的准备，我对它已有比较深入的了解，能流畅地把操作完成。2.从制板电路的选择，PCB项目的建立，原理图的绘制，元件库和封装库的建立，PCB图的绘制，PCB图的后期处理，制造文件的生成到相关软 3.在 PCB电路设计过程当中，涵盖了我们 PCB制板课程学习的全部内容和操作方法，在这个过程当中，检验了我们对平时学习的知识所掌握的程度和相关操作的熟练程度，更难得的是，它让我们意识到了我们学习中存在的不足，对我们课程的学习和提升起到了很大的促进作用。在分析原理图的过程当中，我遇到了很大的阻碍，由于缺乏相关的知识和操作技巧，花费好长时间也浪费很多时间才得以解决，很显然，这是我学识中薄弱的一面；在导入自己元件封装库中的元件的封装时，我导入了很多次了，也尝试了多次，但还是没有达到理想的效果，最后无奈请教同学，也许是元件库中元件的引脚和封装的元件引脚编号出现了问题，我才找到了问题的根源；在原理图的后期处理过程当中，我同样花了很多的时间，最终还是查阅请教了同学的文档资料，才顺利的完成，这让我意识到，在这个方面的薄弱告诉自己一定在今后的学习中不断加强。这次的 PCB设计实训，经过自己慢慢的摸索，老师的指点，以及自己不放弃不急躁的心态，终于把原理绘制成功了。当看到检查报告上没有出现错误报告时，心里真的很高兴，更有种自豪感，因为我做到了，我克服了那些困难，解决了出现的问题。让我从中我所学到的不仅是知识，而是锻炼和提升了我各方面的能力和解决问题的能力。