资源描述
,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,应用电子技术专业教学资源建设,宁波职业技术学院,PCB,板制作与调试,课程教学资源建设,建设院校:,主要参与单位,宁波职业技术学院,杭州职业技术学院,宁波华祐微电脑有限公司,宁波思朗智能科技开发有限公司,一、任务目标,1,能力目标:能将简单实物板(单面板)转换成原理图和印制板图,能实施组装、调试,能分析制作中出现的故障并排除各类故障。,2,知识目标:能熟练表述实物剖析的过程和方法,能说出常用仪器的使用要点。,3,素质目标:能培养仔细做事的习惯;培养科学使用仪器的习惯。,话筒放大器实物板,剖析与制作,任务实施,图,8-0,图,7-0(a),是我们要解剖的实物照片,其中图,7-1,(,b,)是实物正面,图,7-1,(,c,)是实物的反面,解剖要求完成四个方面任务:,图,7-0(a),图,7-0(b),1,、根据实物板绘制出与实物一样的印制板文件(有时在不影响设计要求时可以做些调整)。,2,、根据实物绘制出原理图文件。,3,、根据以上原理图和印制板图文件产生相应的报表文件。,4,、重新制作样板,并进行调试,研究、分析、解决制作中的技术问题。,1,、实物到印制板转换,从实物得到印制板文件,业界又称抄板,一般有两种方法,一种是手工测量后绘制,就是精确测量元件在实际印制板中位置,然后“依样画葫芦”将元件封装放置在设计图纸相应位置上,最后依照实物进行连线和其他标注等,这种方法在早期使用广泛,目前也继续在使用。实施是否成功建立在细心和功夫上,操作的关键是元件位置的测量以及绘图时如何将元件封装重新精确定位,对于双面板或者难度大的板子更是如此。,另外一种方法相对比较先进,先用扫描仪将实物板子扫描后产生图像文件(黑白,BMP,文件),然后再通过特殊软件转换成印制板文件(即,BMP,文件转,PCB,文件),将,PCB,文件导入到设计文件中,最后按照导入的扫描图像放置元件封装和铜箔线,连线过程好比“描红”,这种方法在转换软件出来后开始广泛使用,效率相对较高。实施是否成功,取决于图像是否清晰、扫描文件与实物比例是否一致,对于双面板,上、下层的比例非常重要,否则无法重合,造成错位,当然后期的“描红”也极需耐心。,下面介绍第一种方法的实施,这里我们称做“手工测绘法”,下面以话筒板为例详细讲解步骤与操作方法,有关文件建立等内容在此省略。,图,7-1,1,)测量、规划印制板:测量话筒放大器实物板的尺寸,并在电脑中画出同样大小的设计图边框。如图,7-1,所示,具体方法可参考任务,2-1,的“规划印制板边框(尺寸)”部分。,1,、实物到印制板转换,测绘法,2,)测量元件的坐标:以实物板左下角为坐标原点,测量某个元件在板子中的坐标位置,然后在设计图中取得相应的封装,放置在同样坐标的位置。,放置好元件后的图纸如下图,7-6,所示。,图,7-6,1,、实物到印制板转换,测绘法,3,)连线:按照原来实物板的连线,将元件之间连接好。注意线宽、距离原则上要跟原来一样,在不影响安全和性能情况下,走线可以作必要调整。,4,)检查:通过以上我们已经将实物板“抄板”完成,将文字标注等放上,检查是否有遗漏和错误。,图,7-7,1,、实物到印制板转换,测绘法,下面以单面板为例介绍第二种抄板法,我们称之为“扫描法”。步骤如下:,1,、实物到印制板转换,扫描法,1,)做好记录:首先在本子上记录好所有元器件的型号,/,参数以及位置以备后用,尤其是二极管,三极管及,IC,缺口的方向。最好用数码相机拍两张元器件位置的照片,对于密度高,元件紧凑或元件体积小的,更应该做好记录。,2,)处理板子:拆掉所有器件,并且将焊盘孔里的锡用吸锡器等去掉。用酒精等洗板液将,PCB,板清洗干净,如图,7-8,所示。,图,7-8,3,)扫描板子:将板子放入扫描仪,用黑白方式将铜箔层扫入。这一步非常关键,是扫描抄板是否成功的关键所在。扫描仪扫描的时候需要稍调低一些扫描的像素,以便得到的文件小,以利后期操作。,4,)格式转换:用特殊软件将底层的,BMP,格式的文件,BOT.BMP,转为,PROTEL,格式文件“话筒放大器,.PCB”,(双面板的话再把,TOP,层的,BMP,转化为,TOP.PCB,),方法如下:(提示:读者可以从网络上去下载“,BMP to PCB“,软件)。,。,图,7-9,1,、实物到印制板转换,扫描法,5,)文件导入:建立设计(项目文件),将转换成的“话筒放大器,.PCB”,导入进来(可以参考任务,1-1,文件管理部分),双击此文件进入,PCB,设计环境。,6,)显示中间层:因为转换后的层是“,2”,(中间层),打开,PCB,文件我们可以发现这是一张“空”的图纸,上面什么都看不到,如图,7-11,所示。其实这张图纸并不是空的,在图,7-11,左下角我们发现层切换标签栏并没有中间层,所以我们看到的这张图纸是“空”的,按键盘上的“,L”,键打开层管理对话框,将 前面的框内打钩,如图,7-12,所示,就可将隐藏的中间层显示,如图,7-13,所示。,图,7-11,1,、实物到印制板转换,扫描法,7,)镜像处理:因为扫描的是印制板的反面,所以要对其进行镜像处理。按快捷键“,S-A”,全选后,如图,7-14(a),所示,点击键盘“,X”,键进行镜像处理,按“,X-A”,撤销选中,如图,7-14(b),所示。,图,7-12,图,7-13,1,、实物到印制板转换,扫描法,8,)更换中间层颜色:在默认设计情况下,顶层是红色的、顶层丝印层是黄色的,底层是蓝色的,导入的扫描图最好能与上述三种颜色不同,否则会因颜色相同影响正常的操作。,关于中间层颜色可以在左下角修改,如图,7-15,所示,一般改为较明显的颜色(本项目中我们将其改为浅绿色),双击颜色修改区域,修改后如图,7-17,所示。,图,7-14(b),图,7-14(a),图,7-15,颜色修改,1,、实物到印制板转换,扫描法,9,)放置封装:接着按照焊盘和实际元件位置开始放置封装,放置后的如图,7-18,所示。,图,7-17,图,7-18,1,、实物到印制板转换,扫描法,图,7-19,10,)手工布线:将工作层切换到底层(,BottomLayer,),按照扫描得到的铜箔线路进行“描线”,如图,7-19,所示。,1,、实物到印制板转换,扫描法,11,)隐藏中间层上的图形:直到所有的线路都补齐为止,将原来导入的中间层隐藏起来。方法是在空白处单击“,L”,键,弹出如图,7-20,所示,把 中间层的前面的钩去掉。,12,)删除中间层的内容:把绘制的图全选后,转移到与扫描图不重叠的地方,如图,7-21,所示,(,注:下图已经把隐藏的,Midlayer1,层重新钩上了,.),,最后删除,Midlayer1,层所有线,(,即原来扫描得到的线,),。,图,7-21,图,7-20,1,、实物到印制板转换,扫描法,删除中间层:启动图,7-22,中,Design,下面的层管理命令,见图,7-23,(,a,)所示。点击图,7-23,(,a,)中的层管理器,然后点删除中间层如图,7-23(b),所示。,图,7-22,层管理,图,7-23(a),图,7-23(b),提示:中间层内容不删除,该层是不能被删除的。,1,、实物到印制板转换,扫描法,结果:最后如图,7-24,所示。,图,7-24,1,、实物到印制板转换,扫描法,以下我们介绍完成这项工作的一般方法,拿到一块实物板后,首先我们要分析这块板子的结构,并从以下几个方面入手:,1,)寻找电源输入接口:电源是原理图绘制的关键,也是图纸的纲,所谓纲举才能目张。,在电路板内部,寻找电源供给线也是非常重要,电源和信号是整个图纸的主干线,其他都是分支线。电源确定后,可以减少很多画图中的不合理甚至错误,比如,与电源相接的电阻、电容,不管,PCB,里是横着还是竖放,画成原理图后基本上应竖着放置,否则,会破坏图纸的结构,以致无法识别。,2,、实物到原理图转换,寻找电源接口,结合本任务,我们按照这个思路来寻找电源回路:从印制板标记上,可以看出电源供电的插座是实物中的,2CZ4,,图,7-25,。另外一个特点是,电源的地线往往比较粗,这也是寻找电源的一个重要途径。,信号输出,电源输入,信号输入,信号输入,信号输出,图,7-25,电路内部的电源供给线可以从以下两个方面进行查找,一个方面是找板子中较大的电解电容,一般情况,最大电解电容是电源的去藕电容(退藕电容),而且旁边一般并联一个高频电容(如,104,等),这是电路设计的通法。,另外我们可以从芯片入手,板子中用到的,LM17358,,,JRC4558,,这些都是通用双运放,其供电管脚为:,8,号脚电源正(,Vcc,),号脚电源负极或接地(,ss,或,Gnd,),由此倒退可以找到内部电路的供电线路。,确定电源后,我们可以将跟电源相接的电阻和电容在原理图中垂直放置,符合电路的习惯画法,如图,7-26,所示的局部电路让人一看就知道,R9,、,C8,、,C9,是电源退藕电路。,图,7-26,2,、实物到原理图转换,寻找电源接口,2,)寻找输入,/,输出端:根据板子的布局和整体结构,以及所了解的功能,确定输出、输入端。好在目前的板子标注比较详细,为判断输入,/,输出端提供了很有用的信息和依据。另外芯片的输入、输出管脚也是寻找输入、输出的重要依据,确定了输出、输入后,也就大致可以确定了电路中信号的走向。,3,)寻找信号线:不管是放大器、振荡器,还是一般的控制电路,总是存在信号,寻找信号传递的路径对整个图纸是否成功也是关键所在的,有了信号传递路线,电路的整个结构和框架基本形成,而且不会走样,信号线的寻找要输入端开始。,2,、实物到原理图转换,寻找信号接口,4,)参阅器件的典型应用:除了上面电源和信号线,要想绘制出“好看”的电路图,必须非常注重局部电路,也就是局部电路的绘制要与典型电路挂起钩来,这样的话电路不会走样。,经过以上剖析,我们经过整理,得到了原理图文件如图,7-28,所示。,3,、技术报表生成,图,7-28,有了这些文件我们来实施技术报表的生成,以供其它部门使用。技术报表这里主要是材料表,即,BOM,表。在原理图中产生,BOM,表的方法已经在任务,1-2,中交代,读者可以参阅这些内容。这里主要是从,PCB,设计图中产生材料表。具体如下:,打开印制板文件。,执行如图,7-29,所示中,FileCAM Manager,命令,出现如,7-30,的界面。,图,7-29,3,、技术报表生成,依次按,NEXT,直到结束,最后按,FINISH,完成。,图,7-30,这时材料表格未出现,需要按键盘中“,F9”,,材料表就产生了。如图,7-32,。,图,7-32,3,、技术报表生成,印制板的制作有多种方法,可以采用物理工艺,即雕刻的方法,由于设备贵一般学校不具备条件;另外一种方法是采用化学工艺,即蚀刻的方法。由于设备不同,其制作的流程和工艺也就不尽相同,这里我们介绍简单的“热转印,+,腐蚀”的方法,,4,、制作调试,制板,1,)打印图纸:用激光打印机(如,HP LaserJet1022,激光打印机)将设计图纸的底层(,BottomLayer,)打印到热转印纸上。,2,)热转印:将热转印纸的打印面紧贴在敷铜板上,经过热转印机(温度设置在,145,度左右)将设计图转印到敷铜板上。,3,)腐蚀:用化学反应法将多余铜箔腐蚀(化学药品:三氯化铁或者盐酸,+,双氧水)。,4,)清洗、打孔:将印制板用清水漂洗,保证化学药品完全洗掉,然后用小型台钻打孔,常用钻头规格有:,0.8mm,用
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