《电子产品生产工艺 教学课件 ppt 作者 李宗宝 3《电子产品生产工艺》第三章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子产品生产工艺 教学课件 ppt 作者 李宗宝 3《电子产品生产工艺》第三章（135页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 印制电路板的制作工艺,电子产品生产工艺,3.1 任务驱动：直流稳压电源电路板手工制作装接,印制电路板是在覆铜板上完成印制导线和导电图形工艺加工的成品板，是实现电子元器件之间电气连接的电子部件，同时为电子元器件和机电部件提供了必要的机械支撑。印制电路板作为一种互连工艺，革新了电子产品的结构工艺和组装工艺。 通过直流集成稳压电源电路板的制作装接，引出印制电路板的制作工艺。通过实际对直流集成稳压电源电路板的手工制作任务的实施完成，使学生掌握印制电路板的制作工艺理论知识和技能知识，能进行印制电路板的手工制作。,3.1 任务驱动：直流稳压电源电路板手工制作装接,1知识目标： 1）掌握半导体集成电
2、路的识别与检测知识； 2）掌握印制电路板种类和特点； 3）掌握印制电路板设计方法 4）掌握制作印制电路板工艺方法 2技能目标： 1）能够手工进行印制电路板的设计 2）能够手工完成印制电路板的制作 3）进一步熟练通孔插装元器件的装接,3.1 任务驱动：直流稳压电源电路板手工制作装接,1根据电原理图和元件明细进行手工设计印制电路板，变压器不在印制板上。 2根据设计好的印制电路板图，制作直流稳压电源印制电路板。 3对元器件进行检测、整形；进行元器件的正确插装；用手工焊接工具进行焊接；装接后进行检查。,3.2 任务资讯,集成电路的英文名称为Integreted Circuites，缩写为IC。各种集成
3、电路如图3-2所示。,3.2 任务资讯,图3-2 各种集成电路图,3.2 任务资讯,（1）集成电路的定义 在一块极小的硅单晶片上，利用半导体工艺或薄、厚膜工艺制作许多二极管、晶体管、电阻器、电容器等元件，并按某种电路形式互连，封装在一起的完成一定功能的电子电路称为集成电路。集成电路实现了元件、电路和系统的三结合。,3.2 任务资讯,（2）集成电路的特点 集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如DVD、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通信、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设
4、备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备体积减小，设备稳定工作时间大大提高。,3.2 任务资讯,3.2 任务资讯,国产半导体集成电路的型号由五部分组成，各部分的符号及表示的意义如表3-1所示。 例如：CT4020ED为低功耗肖特基TTL双4输入与非门，其中，C表示符合国家标准，T表示TTL电路，4020表示低功耗肖特基系列双4输入与非门，E表示-4085，D表示陶瓷双列直插封装。,3.2 任务资讯,表3-1 集成电路命名各部分的意义,3.2 任务资讯,集成电路通常有单列直插式、双列直插式、四边带引脚的扁平式等几种封装形式，不论哪种集成电路外壳上都有供识别管脚排序定位（或称第一脚）的标记
5、。使定位标记朝左下方，则处于最左下方的管脚是第脚，再按逆时针方向依次数管脚，便是第脚、第脚等等。,3.2 任务资讯,（1）单列直插式封装 单列直插式封装（SIP）一般是正面（印有型号商标的一面）朝识别者，引脚朝下，以缺口、凹槽或色点作为引脚参考标记，引脚编号顺序一般从左向右排列。,3.2 任务资讯,（2）双列直插式封装 双列直插式封装（DIP）的一般规律是集成电路引脚朝下，以缺口或色点等标记为参考标记，引脚编号顺序从参考标记对应的引脚开始按逆时针方向排列。,3.2 任务资讯,（3）四边带引脚的扁平式封装 四边带引脚的扁平型封装（UFP）的管脚识别方法同双列直插式封装。 集成电路封装形式如图3-
6、3所示。,3.2 任务资讯,图3-3 集成电路封装形式图,3.2 任务资讯,（4）进口电路的管脚识别方法 有些进口电路的管脚排序是反向的。这类的型号后面带有后缀字母“”。型号后面无“”的是正向型管脚，有“”的是反向型管脚，如图3-4所示。,图3-4 进口IC管脚顺序图,3.2 任务资讯,三端集成稳压器是将功率调整管、取样电阻以及基准稳压、误差放大、启动和保护电路等全部集成在一个芯片上而形成的。具有体积小，可靠性高，通用性强，使用方便和成本低等优点。 三端集成稳压器按性能和用途可分为三端固定正输出稳压器（如7800系列），三端固定负输出稳压器（如7900系列）、三端可调正输出稳压器和三端可调负输
7、出稳压器等四种。,3.2 任务资讯,（1）三端固定式集成稳压器的分类,3.2 任务资讯,（2）三端固定式集成稳压器的应用 输入端电容C1用以改善纹波电压，输出端电容C2用以改善负载的瞬态响应，一般输出端不需要接入大容量电解电容器。如图3-6所示。,b）W7900的应用电路,图3-6 三端固定集成稳压器的应用,3.2 任务资讯,检测集成电路一般有不在电路中、在电路中检测和代换法的三种方法。不在电路中检测有两种方法，一种是使用万用表检测，一种是专用测量集成电路的仪器，这里重点介绍使用万用表检测的方法。,3.2 任务资讯,（1）不在电路中检测 此方法是在IC未焊入电路时进行的，一般情况下可用万用表测
8、量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值，并和完好的IC进行比较。,3.2 任务资讯,（2）在电路中检测 通过万用表检测IC各引脚在路（IC在电路中）直流电阻、对地交直流电压以及总工作电流的检测方法。,3.2 任务资讯,）在路直流电阻检测法。 这是一种用万用表欧姆挡，直接在线路板上测量IC各引脚和外围元件的正反向直流电阻值，并与正常数据相比较，来发现和确定故障的方法。测量时要注意以下三点：,3.2 任务资讯,）直流工作电压测量法。 这是一种在通电情况下，用万用表直流电压挡对直流供电电压、外围元件的工作电压进行测量；检测IC各引脚对地直流电压值，并与正常值相比较，进而压缩故障范围，找出损坏的元
9、件。测量时要注意以下8点：,3.2 任务资讯,）直流工作电压测量法。,3.2 任务资讯,）交流工作电压测量法。 为了掌握IC交流信号的变化情况，可以用带有dB插孔的万用表对IC的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡，正表笔插入dB插孔；对于无dB插孔的万用表，需要在正表笔串接一只0.10.5F隔直电容。该法适用于工作频率比较低的IC，如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同，波形不同，所以所测的数据是近似值，只能供参考。,3.2 任务资讯,）总电流测量法。 该法是通过检测IC电源进线的总电流，来判断IC好坏的一种方法。由于IC内部绝大多数为直接耦合，IC损
10、坏时（如某一个结击穿或开路）会引起后级饱和与截止，使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断IC的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降，用欧姆定律计算出总电流值。,3.2 任务资讯,印制电路板（缩写PCBPrinted Circuit Board）。是由绝缘底板、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。简称印制板 PCB是在覆铜板上完成印制线路工艺加工的成品板，它起电路元件和器件之间的电气连接的作用。,3.2 任务资讯,印制板的主要材料是覆铜板，而覆铜板是由基板、铜箔和粘合剂构成。覆铜板是把一定厚度（3550m）的铜箔通过粘接剂热压在一定厚度的绝缘基
11、板上而构成。覆铜板通常厚度有1.0mm、1.5mm和2.0mm。 覆铜板的种类很多，按基材的品种可分为纸基板、玻璃布板和合成纤维板；按粘结剂树脂来分有酚醛、环氧酚醛、聚脂和聚四氟乙烯等。,3.2 任务资讯,1）实现电路中各个元器件的电气连接，代替复杂的布线，减少接线工作量和连线的差错，简化了装配、焊接和调试的工作，降低了产品成本，提高了劳动生产率。 2）布线密度高，缩小了整机体积，有利于电子产品的小型化。 3）具有良好的产品一致性，可以采用标准化设计，有利于实现机械化和自动化生产，有利于提高电子产品的质量和可靠性。 4）可以使整块经过装配调试的印制电路板作为一个备件，便于电子整机产品的互换与维
12、修。,3.2 任务资讯,印制电路板按其结构可分为如下5种：,3.2 任务资讯,一块完整的PCB是由焊盘、过孔、安装孔、定位孔、印制线、元件面、焊接面、阻焊层和丝印层等组成。,1）焊盘。对覆铜箔进行处理而得到的元器件连接点。 2）过孔。在双面PCB上将上下两层印制线连接起来且内部充满或涂有金属的小孔。,3.2 任务资讯,3）安装孔。用于固定大型元器件和PCB板的小孔。 4）定位孔。用于PCB加工和检测定位的小孔，可用安装孔代替。 5）印制线。将覆铜板上的铜箔按要求经过蚀刻处理而留下的网状细小的线路，提供元器件电路连接的。 6）元件面。PCB上用来安装元器件的一面，单面PCB无印制线的一面，双面P
13、CB印有元器件图形标记的一面。,3.2 任务资讯,7）焊接面。PCB上用来焊接元器件引脚的一面，一般不作标记。 8）阻焊层。PCB上的绿色或棕色层面，是绝缘的防护层。 9）丝印层。PCB上印出文字与符号（白色）的层面，采用丝印的方法。,3.2 任务资讯,a）元件面,b）焊接面,图3-7 电路板元件面和焊接面图,a）阻焊层,b）丝印层（白色字符）,图3-8 阻焊层、丝印层图,3.2 任务资讯,印制电路板设计是将电原理图转换成印制电路板图的过程。通常设计有两种方法，一种是人工设计，另一种是计算机辅助设计（CAD）。对于简单不需批量生产的电路板，可采用人工设计。,3.2 任务资讯,1）确定印制电路板
14、的尺寸、形状、材料，确定印制电路板与外部的连接，确定元件的安装方法。 2）在印制电路板上布设导线和元件，确定印制导线的宽度、间距和焊盘的直径和孔径。 3）把用手工或计算机设计好的PCB图保存好，下一步进行印制电路板的制作。,3.2 任务资讯,（1）整体布局原则 在进行印制电路板布局之前必须对电路原理图有深刻的理解，只有在彻底理解电路原理的基础上，才能做到正确、合理的布局。在进行布局时，要考虑到避免各级电路之间和元件之间的相互干扰，这些干扰包括电场干扰电容耦合干扰、磁场干扰电感耦合干扰、高频和低频间干扰、高压和低压间干扰，还有热干扰等。,3.2 任务资讯,在进行布局时，还要满足设计指标、符合生产
15、加工和装配工艺的要求，要考虑到电路调试和维护维修的方便。对电路中的所用器件的电气特性和物理特征要充分了解，如元件的额定功率、电压、电流、工作频率，元件的物理特性，如体积、宽度、高度、外形等。印制电路板的整体布局还要考虑到整个板的重心平稳、元件疏密恰当、排列美观大方。,3.2 任务资讯,印制电路板上的元件一般分为规则排列和不规则排列。,1）规则排列也叫整齐排列 即把元器件按一定规律或一定方向排列，这种排列由于受元件位置和方向的限制，印制电路板导线的布线距离就长而且复杂，电路间的干扰也大，一般只在电路工作在低电压、低频（1MHz以下）的情况下使用。规则排列的优点是整齐美观，且便于进行机械化打孔及装
16、配。,3.2 任务资讯,2）不规则排列也叫就近排列 由于不受元件位置和方向的限制，按照电路的电气连接就近布局，布线距离短而简捷，电路间的干扰少，有利于减少分布参数，适合高频（30MHz以上）电路的布局。不规则排列的缺点是外观不整齐，也不便于进行机械化打孔及装配。,3.2 任务资讯,（2）元器件布局原则,3.2 任务资讯,（3）印制导线的布设 印制导线的布设应遵循以下原则：,3.2 任务资讯,1）地线的布设：,一般将公共地线布置在印制电路板的边缘，便于将印制电路板安装在机架上，也便于与机架（地）相连接。导线与印制电路板的边缘应留有一定的距离（不小于板厚），这不仅便于安装导轨和进行机械加工，而且还提高了电路的绝缘性能。,3.2 任务资讯,1）地线的布设：,在各级电路的内部，应防止因局部电流而产生的地阻抗干扰，采用一点接地是最好的办法。如图3-9a所示为在电路各级间分别采取一点接地的原理示意图。但在实际布线时并不一定能绝对做到，而是尽量使它们安排在一个公共区域之内，如图3-9b所示。,a）
