《精编》电子技术基本操作技能

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1、电子技术基本操作技能要点 印制板的基本知识 焊接材料与焊接工具 难点 印制板的设计 印制板的制作 手工焊接技术 3.1 印制板的设计与制作 3.1.1 印刷板的基本知识 印制电路板（Print Circuit Board，缩写为PCB，简称印制板）是通过专门工艺，在一定尺寸的绝缘基材敷铜板上，按预定设计印制导线和小孔，可在板上实现元器件之间的相互连接。 1. 印制电路板的种类 （1）单面板、双面板和多面板 单面板 在印制电路板上只有一面有铜箔导线的称为单导印制电路板，简称单面板,见图3-1。单面板的结构简单且成本低廉，因此，广泛应用于各个行业中。但是正因为其过于简单、布线的选择余地小，所以对于

2、比较复杂的电路，设计的难度往往很大，甚至不可能实现。 图3-1 单面板和双面板 双面板 在板子的两面都可以布线，中间利用过孔连接，这样交叉的路线可以在不同的板层通过而不相互接触称为双层印制电路板，简称双面板，见图3-1。同单面板相比双面板应用更为广泛，它具有布线方便、简洁的特点，同样的电路，使用双面板线路长度更短，劳动强度更小，所以，在目前的电路板制作中，使用最普遍的就是双面板。 多面板 多层印制电路板简称多面板，是指四层或四层以上的电路板，见图3-2。它是在双面板已有的顶层和底层基础上，增加了内部电源层、内部接地层以及中间布线层。随着电子工业的迅速发展，在电路比较复杂，且对电路板要求严格时，

3、单面板和双面板很可能就无法实现理想的布线，甚至根本不可能完成。这时，就必须采用多面板布线。 图3-2 多面板 （2）刚性、挠性印制电路板 刚性印制电路板是指由不易变形的刚性基材制成的印制电路板，在使用时处于平展状态。一般电子设备中使用的都是刚性印制电路板。 挠性印制电路板是指可以扭曲和伸缩的基材制成的印制电路板，在使用时可根据安装要求将其弯曲。挠性印制电路板一般用于特殊场合，如：某些无绳电话机的手柄是弧形的，其内部往往采用挠性印制电路板。 2. 印制电路板的材料 印制电路板是在绝缘的基板上，敷以电解铜箔，再经热压而成的。目前，我国常用单、双面板的铜箔厚度为35um，国外开始使用18um、10u

4、m和5um等超薄铜箔具有蚀刻时间短、侧面腐蚀小、易钻孔和节约铜材等优点。 常用的基板有： 酚醛纸质基板 这种基板价格低，但耐潮和耐热性不好，一般用于对耐潮和耐热性要求不高的电气设备中。 环氧酚醛玻璃布基板 这种基板的耐潮和耐热性都较好，但其透明度稍差。 环氧玻璃布基板 它除了具有环氧酚醛布基板的优点外，还有透明度好，便于安装和维修，冲剪和钻孔性能良好等优点，多用于双面板。 聚四氟乙烯玻璃布基板 它具有良好的介电性能和化学稳定性，是一种工作范围宽（-230260），耐调温、高绝缘的基材。 此外，还有耐火的自熄性基板，挠性基板等。 印制电路板常用厚度有：0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.5m

5、m、2.0mm、2.5mm、3.0mm等，印制电路板的电气指标可参阅相关手册。 3. 印制电路板设计的常用术语 元件面 大多数元件都安装在其上的那一面。 焊接面 与元件面相对的另一面。 丝印层 丝印层是印制在元件面上的一种不导电的图形（有时焊接面上也有丝印层），代表一些器件的符号和标号，用于标注元件的安装位置，一般通过丝印的方法，将绝缘的白色涂料印制在元件面上。 阻焊图 它是为了防止需要焊接的印制导线被焊接而绘制的一种图形。在制板过程中，可根据阻焊图的要求将不需要焊接的地方涂一层阻焊剂，只露出需要焊接的部位。使用CAD软件设计PCB时，当焊接面和元件面设计完成后，软件可自动生成阻焊图。 焊盘

6、用于连接和焊接元件的一种导电图形。 金属化孔 金属化孔也称为通孔，孔壁沉积有金属的孔，主要用于层间导电图形的电气连接。 通孔 通孔也称为中继孔，是用于导线转接的一种金属孔。通孔一般只用于电气连接，不用于焊接元件。 坐标网格 两组等距离平行正交而成的网格（或称为格点）。它用于元器件在印制电路板上的定位，一般要求元件的管脚必须位于网格的交点上，导线不一定按网格定位。 3.1.2 印制板的设计 印制电路板设计是电子产品制作的重要环节，其合理与否不仅关系到电路在装配、焊接、调制和检修过程中是否方便，而且直接影响到产品的质量与电气性能。 对于同一张电路原理图，因为思路不同、习惯不一、技巧各异，就会出现各

7、种设计方案，结果具有很大的灵活性和离散性。 对于初学者来说，首先就是掌握电路的原理和一些基本布局、布线原则。然后通过大量的实践，在实践中摸索、领悟并掌握布局、布线原则，积累经验，才能不断的提高印制电路板的设计水平。 1. 印制电路板设计常用标准 印制电路板设计必须符合有关标准，下面列出几个最基本的标准。 （1）网格尺寸 一般分公制和英制两种标准。最基本的坐标网格间距为2.5mm，当需要更小的网格时，采用1.25mm和0.625mm。国外生产的集成电路一般采用英制规范，例如：双列直插式（DIP）的管脚间距为2.45mm（十分之一英寸）。所以，在放置元件时一般可采用英制坐标网格。 （2）孔径和焊盘

8、尺寸 标称孔径和最小焊盘直径如表3-1所示。实际制作中，最小孔径受生产印制电路板厂家具有的工艺水平的限制，就目前而言，一般选0.8mm以上，焊盘尺寸一般也要比表中所列数据稍大些。 表3-1 标称孔径与最小焊盘直径（单位：mm） 标称孔径 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6 2.0 最小焊盘直径 1.0 1.0 1.2 1.4 1.5 1.6 1.8 2.5 3.0 （3）导线宽度 导线宽度没有统一的要求，其最小值应能承受通过这条导线的最大电流值。一般应大于10密耳（1Mil为千分之一英寸）。考虑到美观、整齐，导线宽度应尽量宽一些，一般可取2050密耳。 （4）导线间

9、距 导线之间的间距没有统一的要求，但两条导线之间的最小距离应满足电气安全要求。考虑到工艺方便，导线间距应大于10密耳（Mil），在允许的条件下，导线间距应尽量宽一些，在集成块两管脚之间（100Mil）一般只设计一根导线。当导线平行时，各导线之间的距离应均匀一致。 （5）焊盘形状 常用的焊盘形状有4种：方形、圆形、长圆形和椭圆形。最常用的是圆形焊盘。 2. 印制电路板上的干扰及抑制 （1）电源干扰与抑制 电路的质量直接影响整机的技术指标，而电源的质量除原理设计本身外，工艺布线和印制电路板设计不合理，去耦电容放置的位置不正确，都会产生干扰，特别是交流电源的干扰。一般常用铝电解电容器滤低频干扰，并将

10、其放置在印制电路板电源线上；陶瓷电容器用于滤除干扰，将其装在集成电路的近处；对于每个大规模集成电路（LSI）并联0.010.1F的电容；每几个中规模集成电路（MSI）并联0.010.1F的电容器；每510个小规模集成电路（SSI）并联0.010.1F的电容器；对用作线路驱动器和接收器的集成电路，每个都接入0.1F左右的电容器。 （2）印制导线间的寄生耦合 两条相距相近平行导线，当信号从一条线中通过时，另一条线内也会产生感应信号，此感应信号就是由分布参数产生的干扰源。为了抑制这种干扰，排版前应分析原理图，区别强弱信号线，使弱信号线尽量短，并避免与其他信号线平行。 （3）温度的干扰及抑制 温度升高

11、造成的干扰在印制电路板设计中也应引起注意。对于发热元器件，应优先安排在有利于散热的位置，尽量不要把几个发热元器件放在一起，对于温度敏感的元器件，不宜放在热源附近或设备的上部。 （4）地线的公共阻抗干扰及抑制 由于地线具有一定的电阻和电感，在电路工作时，地线具有一定的阻抗，当地线中有电流流过时，因阻抗的存在，必然在地线上产生压降，这个压降使地线上各点电位都不相等，这就对各级电路带来影响。为克服地线公共阻抗的干扰，在地线布设时应遵循以下几个原则： 地线一般布设在印制电路板最边缘，以便于印制电路板安装在机壳底座或机架上。 对低频信号地线，采用一点接地的原则： a. 串联式一点接地 如图3-3所示，各

12、单元电路一点接地线于公共地线，但各电路离电源远近不同，离电源较远的C回路因地线阻抗大所受的干扰大，而离电源最近的A回路因地线阻抗小所受的干扰最小。由于各电路抗干扰的能力不同，所以在这种地线系统中，除了要设计低阻抗地线外，还应将易受干扰的敏感电路单元尽可能靠近电源。串联式一点接地能有效地避免公共阻抗和接地闭合回路造成的干扰，而且简单经济，在电路中被广泛采用。 b. 并联式一点接地 如图3-4所示。以面积足够大的铜箔作为接地母线，并直接接到电位基准点，需要接地的各部分就近接到该母线上。由于接地母线阻抗很小，故能够把公共阻抗干扰减弱到允许程度。 图3-3 串联式一点接地 图3-4 并联式一点接地 高

13、频电路宜采用多点接地，在高频电路中应尽量扩大印制电路板上地线的面积，这样可以有效减小地线的阻抗；在一块印制电路板上，如果同时布设模拟电路和数字电路，两种电路的地线要完全分开，供电也要完全分开，以抑制它们相互干扰。 3. 印制电路板元器件的布局 在印制电路板的排版设计中，元器件的布局至关重要，这决定了板面的整齐美观程度和印制导线的长短与数量，对整机的可靠性也有一定的影响，对于模拟电路和高频电路尤为重要。布设元器件时应遵循以下几个原则： 在通常情况下，所有元器件均应布置在印制电路板的一面，如果需要绝缘，可在元器件与印制电路板之间垫绝缘薄膜或元器件与印制电路板之间留有12mm的间隙。 在条件允许的情

14、况下，尽量使元器件在整个板面上分布均匀、疏密一致。在保证电气性能的前提下，元器件应相互平行或垂直排列，以求整齐、美观。 重而大的元器件，尽量安置在印制电路板上紧靠固定端的位置，并降低重心。 发热元器件应优先安排在有利于散热且远离高温区。 对电磁感应较灵敏的元器件和电磁辐射较强的元器件在布局时应避免它们之间相互影响。 布局的首要任务就是如何合理地安排元件位置，减少不利因素。目前已有多种CAD印制电路板设计软件具有自动布局功能，但是，CAD软件在布局时只从拓扑结构上考虑元件的位置，未能考虑上述的种种因素，这样的布局有时无法可靠保证电路指标特性。所以，设计人员往往要采用人工布局或进行调整。 4. 印

15、制电路板的布线设计 完成布局之后，接着就是布线设计，在布线设计时如何使布局合理化、整齐、美观，要考虑如下几点： （1）先设计公共通路的导线 公共通路导线主要指地线和电源线。这些线要连接每个单元电路，走线距离最长，所以应先设计它们。 （2）按信号流向布线 在设计导线时，一般按信号的传输走向，逐步设计各个单元电路的导线。 （3）保持良好的导线形状 在设计导线时，良好的导线形状的主要标准是：导线的长度最短；在导线转弯时要避免出现锐角；焊盘和导线的附着力强；地线和电源线应尽量宽一些；除了地线和电源线之外，导线的宽度和线距应整齐、均匀、美观。图3-5列出了一些初学者容易犯的错误，希望初学者在设计导线时应特别注意。 （4）双面板布线 双面板的导线设计与单面板有较大的不同，一般是：同一层面上的导线方向尽量一致，或者都是水平方向布线或者都是垂直方向布线；元件面的导线与焊接面的导线相互垂直；两