印刷电路板的设计与制作.ppt
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1、第第4 4章章 印刷电路板的设印刷电路板的设计与制作计与制作 印制电路板印制电路板(PCB,Printed Circuit(PCB,Printed Circuit Board)Board)也叫做印刷电路板,简称印制板。也叫做印刷电路板,简称印制板。它由绝缘底板连接导线和装配焊接电子元它由绝缘底板连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成,具有导线和绝缘底板的器件的焊盘组成,具有导线和绝缘底板的双重作用。双重作用。了解有关电子了解有关电子CAD的国家标准、行业的国家标准、行业标准、企业标准;利用标准、企业标准;利用PROTEL99SE软件,软件,规范化绘制电子线路板规范化绘制电子线路板,使之满足可生
2、产,使之满足可生产性、可测试性以及安规、性、可测试性以及安规、EMC、EMI等等技术规范要求,在产品设计过程中构建产技术规范要求,在产品设计过程中构建产品的工艺、技术、质量、成本优势品的工艺、技术、质量、成本优势。一、本章任务一、本章任务1.1.了解印制电路板设计的工作流程;了解印制电路板设计的工作流程;2.2.掌握印制电路板排版设计的基本原则;掌握印制电路板排版设计的基本原则;3.3.掌握印制电路板的工艺设计规范掌握印制电路板的工艺设计规范;4.4.能够熟练使用电子能够熟练使用电子CADCAD软件软件;5.5.能够创建标准的元件库、封装库;能够创建标准的元件库、封装库;6.6.能够规范化设计
3、电子线路板。能够规范化设计电子线路板。二、学习目标:二、学习目标:首先进行电路方案试验首先进行电路方案试验慎重选用电子元器件慎重选用电子元器件对电路试验的结果进行分析对电路试验的结果进行分析整机的机械结构和使用性能必须确定整机的机械结构和使用性能必须确定(1)印制电路板的设计前提)印制电路板的设计前提三、学习内容三、学习内容1 1、设计印制电路板的准备工作、设计印制电路板的准备工作(2 2)印制电路板的设计目标)印制电路板的设计目标 准确性准确性 可靠性可靠性 工艺性工艺性 经济性经济性(3)板材、形状、尺寸和厚度的确定)板材、形状、尺寸和厚度的确定 确定板材确定板材 印制电路板的形状印制电路
4、板的形状 印制板尺寸印制板尺寸 印制板的厚度印制板的厚度(4)印制板对外连接方式的选择)印制板对外连接方式的选择 导线焊接方式导线焊接方式 线路板对外的焊点尽可能引到 整板的边缘 穿孔焊接 通过线卡或其他紧固件将线与 板固定 接插件连接接插件连接 印制板插座印制板插座 其他接插件其他接插件插针式接插件与印制电路板的连接(1 1)按照信号流向的布局原则)按照信号流向的布局原则(2 2)优先确定特殊元器件的位置)优先确定特殊元器件的位置(3 3)防止电磁干扰的考虑)防止电磁干扰的考虑(4 4)抑制热干扰的考虑)抑制热干扰的考虑(5 5)增加机械强度的考虑)增加机械强度的考虑(6 6)操作性能对元器
5、件的考虑)操作性能对元器件的考虑2 2、印制电路板的排版布局、印制电路板的排版布局(7 7)一般元器件的安装与排列)一般元器件的安装与排列 元器件的安装与布局元器件的安装与布局 元器件在整个版面上分布均匀、疏密一致元器件在整个版面上分布均匀、疏密一致 四周留有一定的空间(四周留有一定的空间(5mm5mm)元器件引脚要单独占用一个焊盘元器件引脚要单独占用一个焊盘 元器件的布设不能上下交叉,避免相互碰接元器件的布设不能上下交叉,避免相互碰接 元器件的安装高度要尽量降低(不超过元器件的安装高度要尽量降低(不超过5mm5mm)确定元器件的轴向方向确定元器件的轴向方向 跨距应稍大于元器件体的轴向尺寸跨距
6、应稍大于元器件体的轴向尺寸元器件的安装固定方式 立式安装 卧式安装 元器件的排列方式 不规则排列 规则排列元器件不规则排列元器件规则排列 元器件的的焊盘定位采用标准格距国际IEC标准中正交网格标准格距为2.54mm我国标准中正交网格标准格距为2.5mm引线跨距引线跨距 2.52.5的整数倍的整数倍焊盘间距应力求统一(焊盘间距应力求统一(特殊情况要应地制宜特殊情况要应地制宜)规则排列中的灵活性3.3.印制电路板上的焊盘印制电路板上的焊盘 引线孔及其周围的铜箔称为焊盘,引线孔及其周围的铜箔称为焊盘,用来固定元器件,实现元器件在电路中用来固定元器件,实现元器件在电路中的电气连接。的电气连接。(1 1
7、)引线孔的直径()引线孔的直径(d d)(2 2)焊盘的外径)焊盘的外径 (D D)Dd+1.3mmDd+1.3mm岛型焊盘岛型焊盘圆型焊盘圆型焊盘方型焊盘方型焊盘灵活设计的焊盘灵活设计的焊盘(3)焊盘的形状)焊盘的形状4.4.印制导线印制导线(1)印制导线的宽度)印制导线的宽度(2)印制导线的间距)印制导线的间距(3)避免导线交叉)避免导线交叉(4)印制导线的走向与形状)印制导线的走向与形状(5)导线的布局顺序)导线的布局顺序尽量做到尽量做到“短、少、疏短、少、疏”1 1、在、在c c:根目录下新建含有名为:根目录下新建含有名为“班级班级-姓名姓名-学号学号”文件夹,将名为文件夹,将名为“班
8、级班级-姓名姓名-学号学号”数据库保存在该文件夹中。再递数据库保存在该文件夹中。再递交作业。交作业。5.PCB的设计2.2.画原理图画原理图串联型直流稳压电源串联型直流稳压电源R1R1RT14-0.125-b-RT14-0.125-b-510510 5 5C1C4C1C4CL10-63V-0.01CL10-63V-0.01R2R2RT14-0.125-b-RT14-0.125-b-270027001010C5C5CD11-25V-1000CD11-25V-1000R3R3RT14-0.125-b-RT14-0.125-b-3903901010C6C6CL10-63V-0.01CL10-63V-
9、0.01R4R4RT14-0.125-b-RT14-0.125-b-820820 5 5C7C7CD11-16V-220CD11-16V-220RpRpWS-1-0.5W-WS-1-0.5W-3903901010T1T13DD01A3DD01AD1D4D1D41n40011n4001T2T23DG63DG6D5D52CW142CW14元器件清单元器件清单(1 1)建立以)建立以“班级班级-学号学号-姓名姓名”命名的工程数据命名的工程数据库文件;库文件;(2 2)图纸幅面为)图纸幅面为A4A4 ,要求,要求使用国标符号使用国标符号,布图,布图均匀美观。均匀美观。(3 3)图纸标题栏要求用)图纸标
10、题栏要求用“特殊字符串特殊字符串”设置制图设置制图者为者为“学生姓名学生姓名”、标题为、标题为“串联型直流稳压电串联型直流稳压电源源”,字体为,字体为华文彩云华文彩云,颜色为,颜色为221221号号色。色。具体要求:具体要求:3.3.画画PCBPCB板板特殊元器件外形结构尺寸或封装图,可查阅特殊元器件外形结构尺寸或封装图,可查阅有关手册、厂商产品说明书和实物测量有关手册、厂商产品说明书和实物测量 考虑器件的散热要求考虑器件的散热要求 要求印制板图板面尺寸大小合适,布要求印制板图板面尺寸大小合适,布局合理,连线无误,疏密一致,标注清晰,局合理,连线无误,疏密一致,标注清晰,设计规范。设计规范。提
11、示:提示:采用单面板,四安装孔:采用单面板,四安装孔:3mm 3mm 距板边距板边4mm 4mm;所有元器件均在所有元器件均在Top OvertlyTop Overtly层画;层画;电源、地线宽为电源、地线宽为3mm3mm,导线线宽为,导线线宽为1mm1mm;焊盘形状:插座采用方形,三极管采用椭圆形,焊盘形状:插座采用方形,三极管采用椭圆形,其余一律为圆形焊盘其余一律为圆形焊盘;普通阻容元件的焊盘用普通阻容元件的焊盘用2mm2mm;孔径为;孔径为0.8mm0.8mm;采用采用 2.5mm2.5mm正交网格格距,即阻容元件焊盘之间正交网格格距,即阻容元件焊盘之间的跨距为的跨距为2.5mm2.5m
12、m的倍数,通常电阻用的倍数,通常电阻用7.5mm7.5mm、1.0mm1.0mm、12.5mm12.5mm等;等;字符高度用字符高度用2mm2mm,线宽用,线宽用;交流输入信号采用导线焊接式,输出采用接插式交流输入信号采用导线焊接式,输出采用接插式(TJC3-2TJC3-2插座)插座)设计要求设计要求板面外型尺寸及固定孔LH4mm3mm常用常用电阻器的阻器的额定功率及其外形尺寸定功率及其外形尺寸 通常通常TO-3是三个引是三个引出端:两根引线和出端:两根引线和管壳。管壳常用螺管壳。管壳常用螺栓固定在散热器上,栓固定在散热器上,不能直接把圆孔焊不能直接把圆孔焊在线路板上的。如在线路板上的。如果需
13、要散热板不带果需要散热板不带电,一般用绝缘材电,一般用绝缘材料隔在管座与散热料隔在管座与散热器之间器之间散热器散热器案例:案例:1 1、数据整理、数据整理2 2、训练体会、训练体会1.1.提交项目实训报告提交项目实训报告2.2.思考题:思考题:在印制电路板的设计中,如何选用工作层?在在印制电路板的设计中,如何选用工作层?在进行单面板和双面板设计时,应选择哪些层?进行单面板和双面板设计时,应选择哪些层?利用利用PROTELPROTEL进行印制板图设计的步骤是什么?进行印制板图设计的步骤是什么?设计印制电路板时,布局的原则是什么?设计印制电路板时,布局的原则是什么?设计印制电路板时,布线的原则是什
14、么?设计印制电路板时,布线的原则是什么?设计设计PCBPCB时,正交网格什么情况下采用英制?时,正交网格什么情况下采用英制?什么情况下采用公制?什么情况下采用公制?作业作业二、制造印制电路板的材料二、制造印制电路板的材料覆铜板覆铜板1、覆铜板的材料与制造、覆铜板的材料与制造2、覆铜板的指标与特点、覆铜板的指标与特点 印 制 电 路 板(PCB,Printed Circuit Board)也叫做印刷电路板,简称印制板。它由绝缘底板连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成,具有导电线路和绝缘底板的双重作用。PCB PCB是采用敷铜箔绝缘层压板是采用敷铜箔绝缘层压板作为基材,用化学蚀刻方法制成符作为基
15、材,用化学蚀刻方法制成符合电路要求的图案,经机械加工达合电路要求的图案,经机械加工达到安装所需要的形状,用以装联各到安装所需要的形状,用以装联各种元器件。种元器件。印制电路板种类印制电路板种类 层数层数:单面、双面、多层单面、双面、多层 机械强度机械强度:刚性、刚性、挠性挠性1.实现电路中各个元器件的电气连接,简化电子产品的装配、焊接、调试工作;2.缩小了整机体积,降低产品成本,提高电子设备的质量和可靠性;3.具有良好的产品一致性,它可以采用标准化设计,有利于在生产过程中实现机械化和自动化。4.便于整机产品的互换与维修。1 1、印制电路板的、印制电路板的优点优点缺点:缺点:制造工艺较复杂,单件
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