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1、PCB线路板制作,印制电路板的概念,印制板的由来: 元器件相互连接需要一个载体 印制板的作用： 依照电路原理图上的元器件、集成电路、开关、连接器和其他相关元器件之间的相互关系和连接，将他们用导线的连接形式相互连接到一起。,内容一：印制电路板（PCB）的设计与制作,印制电路板（PCB）的设计与制作,原理图,印制板图,元器件外形,e b c,Rb1,V,Re1,Rc,C3,C2,C1,Rb2,例如:,C2,印制电路板发展过程,印制电路板随着电子元器件的发展而发展，由此可以分为下面几个发展阶段： 电子管分立器件 导线连接 半导体分立器件 单面印刷板 集 成 电 路 双面印刷板 超大规模集成电路 多层
2、印刷板,印制电路板（PCB）的设计与制作,电子管体积大、重量重、耗电高,使用导线连接。,印制电路板（PCB）的设计与制作,相对于电子管，半导体器件体积小、重量轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板,单面板,印制电路板（PCB）的设计与制作,集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面板已经不能满足布线的要求，由此出现了双面板双面布线。,印制电路板（PCB）的设计与制作,随着超大规模集成电路、BGA等元器件的出现，双面板也不能适应布线的要求，出现了多层板。目前技术上可以作出50层以上的电路板，当前产品大规模使用的是48层板,印制电路板（PCB）的设计与制作,印制电路板（PCB）的设计与制作,PCB设计,
3、（一）准备工作 （二）布线设计 （三）常见错误,印制电路板（PCB）的设计与制作,（一）准备工作,1.确定板材、板厚、形状、尺寸 2.确定与板外元器件连接方式 3.确认元器件安装方式 4.阅读分析原理图,印制电路板（PCB）的设计与制作,印制电路板的制作原材料是覆铜板。覆铜板又分为单面板和双面板，其结构如下：,基板（材料、厚度有多种规格） 常用的有1mm，1.5mm，2.0mm,热压铜箔(厚度3550m),单 面 板,印制电路板（PCB）的设计与制作,1.确定板材、板厚、形状、尺寸,双 面 板,热压铜箔(厚度35m),热压铜箔(厚度35m),基板（材料、厚度有多种规格）,印制电路板（PCB）的
4、设计与制作,2. 确定对外连接方式,印制板对外连接方式有两种： （1）直接焊接 优点：简单、廉价、可靠，不易维修,印制电路板（PCB）的设计与制作,（2）接插式 优点： 维修、调试、组装方便；产品成本提高，对印制板制造精度及工艺要求高。,印制电路板（PCB）的设计与制作,3. 确认元器件安装方式,表面贴装 通孔插装,印制电路板（PCB）的设计与制作,4. 阅读分析原理图,线路中是否有高压、大电流、高频电路， 对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm； 印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算； 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。,印制电路板（PCB）的设计与制作,了解电
5、路中所有元器件的形状、尺寸、引线 不同型号、规格元器件尺寸差异很大，需要了解其体积大小，设计电路板时要注意留有足够的安装空间；对于IC要注意引脚的排列顺序及各引脚的功能。,印制电路板（PCB）的设计与制作,了解所有附加材料 原理图中没有体现而设计时必备的器材，如：散热器、连接器、紧固装置,印制电路板（PCB）的设计与制作,（二）布线设计（插装）,1. 元件面布设要求 2. 印制导线设计要求 3. 焊盘设计要求,印制电路板（PCB）的设计与制作,1.元件面布设要求, 整齐、均匀、疏密一致 整个印制板要留有边框，通常510mm 元器件不得交叉重叠 单脚单焊盘。每个引脚有一个焊盘对应，不允许共用焊盘
6、 干扰器件放置应尽量减小干扰 布局时要通过改变元器件的位置、方向以实现合理布局。,印制电路板（PCB）的设计与制作,2.印制导线设计要求,导线应尽可能少、短、不交叉 导线宽度： 导线宽度通常由载流量和可制造性决定，一般要求PCB设计的导线宽度0.2mm，由于制作工艺的限制，设计时导线不易过细。 布线时，遇到折线要走45 导线间距，一般 0.2mm 电源线和地线尽量粗。与其它布线要有明显区别。 对于双面板，正反面的走线不要平行，应垂直布设。,印制电路板（PCB）的设计与制作,3.焊盘设计要求,灵活掌握焊盘形状： 对于IC器件，可以将圆形焊盘改为长圆形，以增大焊盘间的距离便于走线。,可靠性： 焊盘
7、间距要足够大，通常0.2mm，如间距过小，可以改变焊盘的形状以得到足够的焊盘间距,印制电路板（PCB）的设计与制作,板面允许的情况下，导线尽量粗一些。 导线与导线之间的间距不要过近。 导线与焊盘的间距不得过近。 板面允许的情况下，焊盘尽量大一些。,初学者设计时需掌握的基本原则是：,印制电路板（PCB）的设计与制作,（三）常见错误,可挽回性错误 多余连接切断 丢失连线导线连接 不可挽回性错误 IC引脚顺序错误 元件安装方向、外形尺寸、引脚方向错误。,印制电路板（PCB）的设计与制作,制板方式,物理制板 化学制板,热转印制板,感光板制板,小工业制板,雕刻机制板,物理制板,指利用雕刻、铣刻的方法，把
8、一张空白线路板上多余的 不必要覆铜部分铣去，只留下需要保留的线路和焊盘，以此 来完成一张线路板的制作。,线路板雕刻机是一种机电、软硬件互相 结合的高新科技产品，它利用PCB线路 设计软件（如PROTEL）生成的PCB文 件信息，转换为加工文件，直接输出给 雕刻机，来控制雕刻机自动完成雕刻、 钻孔、切边等工作。,物理制板雕刻机制板,雕刻机制板流程,裁板,雕刻,清洗,孔金属化,钻孔,涂阻焊油墨,出片,烘干,爆光,显影,镀锡,裁板 钻孔，用数控钻床可以准确快速的钻完孔。 孔金属化，在做双面板时通过电镀让孔壁镀上铜使两面的覆铜相连接。为了防止犬骨现像，建议采用脉冲换向电镀。 清洗，为了清处板子表面的液
9、体。 雕刻，将板子上的线路刻出来。可以做成隔离也可以做成镂空。 出片，将焊盘层打印（或光绘）到硫酸纸。 涂阻焊油墨，在刮油墨时，一定要均匀。 烘干，将阻焊油墨烘干，温度80度。 曝光，将胶片对应板子上的焊盘一起爆光。 显影，将爆光后的板子通过显影露出盘。 镀锡，分为化学镀锡和喷锡。在这里建议用化学镀锡。,热转印制板,热转印制板步骤,1、裁板，为了节省蚀刻时间，应把板子裁成合适大小。 2、打印，将设计好的PCB线路打印到专用的热转印纸上（打印在整个流程中是比较重要的一步）。 3、热转印，将热转印纸上的线路转印到覆铜板上（温度一般在130度左右）。 4、腐蚀，将覆铜板上没有油墨覆盖的铜腐蚀掉。腐蚀
10、液可以是三氯化铁配水，可以是工业用的酸性腐蚀液。 5、钻孔，在对应的焊盘的中心打上合适大小的孔。,裁板,打印,热转印,腐蚀,钻孔,感光板制板,感光板制板步骤,裁板，为了节省材料，先把板子裁成合适大小。 出片，通过打印机把所需的图片打印到菲林纸或是硫酸纸上。 爆光，把打印的图片和感光板放在一起通过爆光机进行爆光（爆光时间根据紫外线强度设定）。 显影，将爆光后感光板上的图型保留在板子上其它部分露出铜箔。 蚀刻，将露出的铜箔蚀刻掉。这样线路就出来了。 钻孔，在对应的焊盘上打上对应的孔。,裁板,出片,爆光,显影,蚀刻,钻孔,小工业制板步骤（单面板18道工序）,裁板,刷板,打孔,显影,加反片曝光,烘干,
11、涂曝光油墨,出片,涂阻焊油墨,脱膜,酸性腐蚀,显影,加焊盘片曝光,烘干,镀锡,做字符丝网,涂字符油墨,烘干,裁板,打孔,加正片曝光,显影,镀铅,烘干,涂曝光油墨,出片,孔金属化,刷板,脱膜,褪铅,碱性腐蚀,涂阻焊油墨,烘干,加焊盘片曝光,做字符丝网,镀锡,显影,涂字符油墨,烘干,小工业制板步骤（双面板21道工序）,一般购买的覆铜板，不是我们所需要的大小，或者板子的边缘不整齐，这时就要用裁板机对板子做简单的处理。 提示：裁割的板材大小必须比我们设计的成品板材要大一些，要做板材预留，一般四边各留1cm为宜。,1.裁板,2.钻孔,在做打完孔后刷板是为了清洗板子及孔里的粉末。 腐蚀以后刷板可以使做出来
12、的板子更有光泽。,3.刷板（清洗）,目的：把表面的油污和氧化层处理干净。,5.出片,底片质量的好坏，直接影响曝光质量，因此，底片图形线路要求清晰、无针孔、沙眼，不能有任何发晕、虚边等现象，要黑白反差大。 光绘机：精度和出片效果都比较好。 打印机：打印的胶片相对于光绘来说，主要有分辨率不高，胶片受热易产生形变，炭粉浓度不够造成底片对比度不够，易产生后期曝光过度等问题。,目的：打印出设计好的PCB图反片。,正片：双面板用。 反片：单面板用。,6.涂曝光油墨,方法：丝网印刷。,优点：设备要求低，操作简单 容易，成本低。 缺点：不易双面同时涂覆，生产效率低。,要求：丝印后的油墨一定要平整均匀、无针孔、
13、气泡。皮膜厚度干燥后 应达到815。,7.烘干,方法：通过加温使液态曝光油墨膜面达到干燥，以方便底片接触，完成曝光显影。,该工序操作应注意 ： 干燥必须完全，否则易粘底片而致曝光不良。 烘干后，板子应经风冷或自然冷却后再进行曝光。 烘干后，涂膜到显影搁置时间最多不超过12小时。,8.曝光,原理：曝光油墨经紫外线照射后会发生交联聚合反应，受光照部分成膜硬化而不被显影液所影响。,当曝光过度时，易形成散光折射，线宽减小，显影困难。 当曝光不足时，显影易出现针孔、发毛、脱落等缺陷。,方法：将打印的反片膜面朝下，紧贴感光板，在曝光箱曝光。曝光时间为 150秒左右。,9.显影,显影机是在曝光后对没有曝光的区域进行显影。留下已感光硬化的图形部分。主要用于显影线路，焊盘及字符线路。,12.腐蚀,腐蚀机里的溶液分为碱性和酸性,目的：去掉不需要的铜,碱性液：不和铅发生反应，用来做双面板。 酸性液：做单面板。,11.脱膜,目的：露出不需要的铜。,14.涂阻焊油墨,阻焊层的增加，我们采用双组分阻焊油墨来得到。使用时，先将油墨和配套的固化剂按3：1的比例混合后搅拌均匀。其后，我们采用类似线路油墨的方法，丝印、曝光、显影后得到涂敷有阻焊层的线路板，区别的地方就是曝光使用的胶片，我们使用只有焊盘的底片来完成。,15.烘干,16.焊盘曝光,17.显影,18.镀锡,19.字符丝印,20.烘干,
