CB的结构设计与制造工艺

,年,12,月,18,日,电子产品（设备）结构设计与制造工艺,电子产品（设备）结构设计与制造工艺,印制线路板的结构设计及制造工艺,印制线路板的结构设计及制造工艺,第七章 印制线路板的结构设计及制造工艺,印制电路板,PCB,（,printed circuit boards,）,7.1,印制电路板结构设计的一般原则,7.2,印制电路板的制造工艺及检测,7.3,印制电路板的组装工艺,年12月18日,印制线路板的结构设计及制造工艺,第七章 印制线路板的结构设计及制造工艺,印制电路板,PCB,（,printed circuit boards,）,7.1,印制电路板结构设计的一般原则,一、印制电路板的结构布局设计,1,印制电路板的热设计,2.,印制电路板的减振缓冲设计,3.,印制电路板的抗电磁干扰设计,4.,印制电路板的板面设计,年12月18日,（,1,）元器件应平行或垂直于板面，并和主要板边平行或垂直。在板面上分布均匀整齐，一般不得将元件重叠安放；,（,2,）元件的标记或型号应朝向便于观察的一面,；,（,3,）,由于板面尺寸限制，或由于屏蔽要求而必须将电路分成几块时，应使每一块印制板成为独立的功能电路，并使,引出线为最少；,（,4,）可调元件的布局应考虑整机的结构要求,；,（,5,）板面过小时可采用拼板、加工艺边。,印制线路板的结构设计,年12月18日,二、,印制电路板布线的一般原则,1.,电源线设计根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。,印制线路板的结构设计,年12月18日,2.,地线设计,公共地线应布置在板的最边缘；,数字地与模拟地应尽量分开；,印制板上每级电路的地线一般应自成封闭回路。以保证每级电路的地电流主要在本级地回路中流通，减小级间地电流耦合；,（,4,）,大面积地线要镂空。,印制线路板的结构设计,年12月18日,3.,信号线设计,低频导线靠近印制板边布置；,高电位导线和低电位导线应尽量远离，最好的布线是使相邻的导线间的电位差最小；,避免长距离平行走线，印制电路板上的布线应短而直；,不同性质的,电路,导线,分开，它们的供电系统也要完全分开；,采用,合适的外接,形式。,印制线路板的结构设计,年12月18日,外接形式有：,导线引出、插接端和接插件（如图）,输入、输出远离，以免发生反馈耦合。引出线要相对集中设置。布线时使输入输出电路分列于电路板的两边，并用地线隔开,。,印制线路板的结构设计,年12月18日,三、印制导线的尺寸和图形,1.,宽度,印制导线的最小宽度取决于导线的载流量和允许温升,。,当铜箔厚度为,0.05mm,，通过的电流,：,1A/mm,。,2.,间距,导线的最小间距主要,取决于,导线间绝缘电阻和击穿电压。,印制线路板的结构设计,年12月18日,一般导线间距等于导线宽度,（,1,）低频低压电路的导线间距取决于焊接工艺。,（,2,）高压电路的导线间距取决于工作电压和基板的抗电强度。,（,3,）高频电路主要考虑分布电容的影响。,印制线路板的结构设计,年12月18日,3.,印制导线的图形,元器件在印制板上有两种排列方式：不规则排列、规则排列,。,导线的宽度宜一致，地线可适当加宽。,导线不应有急弯和尖角，转弯和过渡部分宜用半径不小于,2mm,的圆弧连接或用,45,度角连线，且应避免分支线。,当导线宽度超过,3mm,时，最好在导线中间开槽成两根并联线,大面积铜箔时，应做成栅格状（镂空）。,印制线路板的结构设计,年12月18日,4.,焊盘,焊盘中心孔,d,要比器件引线直径稍大一些（,0.2 0.4 mm,）。,焊盘外径,D(d+1.2)mm,，其中,d,为引线插孔直径，焊盘最小直径可取,D,min,=(d+0.5)mm,。,焊盘的形状有：岛形焊盘、圆形焊盘、方形焊盘、椭圆焊盘和灵活设计的焊盘,5.,过（金属化）孔,0.6mm,0.5mm0.30mm0.20mm0.100.05mm,印制线路板的结构设计,年12月18日,4.,焊盘,焊盘中心孔,d,要比器件引线直径稍大一些（,0.2 0.4 mm,）。,焊盘外径,D(d+1.2)mm,，其中,d,为引线插孔直径，焊盘最小直径可取,D,min,=(d+0.5)mm,。,印制线路板的结构设计,年12月18日,4.,焊盘,焊盘中心孔,d,要比器件引线直径稍大一些（,0.2 0.4 mm,）。,焊盘外径,D(d+1.2)mm,，其中,d,为引线插孔直径，焊盘最小直径可取,D,min,=(d+0.5)mm,。,焊盘的形状有：岛形焊盘、圆形焊盘、方形焊盘、椭圆焊盘和灵活设计的焊盘,5.,过（金属化）孔,0.6mm,0.5mm0.30mm0.20mm0.100.05mm,印制线路板的结构设计,年12月18日,四 印制板设计步骤和方法,1.,设计印制板应具备的条件,已知印制电路板板面需要容纳的电路，以及该电路内各种元器件的型号、规格和主要尺寸。,明确各元器件和导线在布局、布线时的特殊要求。,确定印制板在整机,(,或分机,),中的位置及其连接形式。,印制线路板的结构设计,年12月18日,2,.,印制板的设计步骤和方法,（,1,）选定印制板的材料、板厚和板面尺寸。,（,2,）设计印制电路板坐标尺寸图。,（,3,）根据电原理图绘制排版连线图。,设计的排版设计草图,排版连线图,（,4,）画出印制电路板照相底图,印制电路板装配图。,丝印图（字符图,）,印制线路板的结构设计,年12月18日,印制电路板的制造及检测,7.2,印制电路板的制造工艺及检测,减成法,(,铜箔蚀刻法,),和加成法,(,添加法,),一、,印制电路板的制造工艺流程,1.,单面板,照相底图,照相制版,蚀刻,机加工,图形固化,印阻焊剂,表面涂,(,镀,),覆,图形转移,修边,印字符,年12月18日,2,.,双面板,3.,多层板,照相底图,照相制版,图形转移,蚀刻,孔的金属化,印制插头的电镀,印阻焊剂、印字符涂覆,印制板的机械加工,修边,表面涂,(,镀,),覆,印制电路板的制造及检测,年12月18日,金属化孔,:,孔金属化就是在孔内电镀一层金属，形成一个金属筒，与印制导线连接起来。,其,作用是实现不同层面间印制导线间的互连,。,阻焊剂,或称,阻焊油墨,:,阻焊膜,是印制板最外面的“衣服”。它的作用是防止电路腐蚀，防止由于潮湿引起的电路绝缘性能下降，防止焊锡粘附在不需要的部分，,防止相邻导电图形间发生桥接,防止铜对焊锡槽的污染，,提高,印制板,的电气性能,具有,保,护,印制板功能等,.,印制电路板的制造及检测,年12月18日,二、,印制电路板的质量检验,1,目视检验,表面缺陷 表面缺陷包括凹痕、麻坑、划痕、表面粗糙、空洞、针孔等；,其它缺陷,焊盘的重合性 检验孔是否在焊盘中心。,导线图形的完整性 测量导线图形的完整性。外形尺寸。,印制电路板的制造及检测,年12月18日,2.,电性能测试,对多层印制电路板要进行连通性试验，检验印制电路图形是否是连通的。,3.,绝缘电阻,测量印制板绝缘部件对外加直流电压所呈现出的一种电阻。,印制电路板的制造及检测,年12月18日,4.,可焊性,可焊性是用来测量元器件连接到印制板上时，焊接对印制图形的润湿能力,.,一般用：润湿、半润湿、不润湿来表示。,5.,镀层的附着力,金镀层、铜镀层,6.,敷,(,镀,),铜层厚度,铜箔厚度、金属化孔壁（铜镀层）厚度,印制电路板的制造及检测,年12月18日,印制电路板的组装工艺,7.3,印制电路板的组装工艺,一、,印制电路板的分类,按结构分：,刚性印制板、挠（,柔,）性印制电路板、刚挠（,柔,）结合印制板；,单面板、双面板、多层板,年12月18日,印制电路板的组装工艺,二、,印制板电路板组装工艺的基本要求,印制基板的两面分别叫元件面和焊接面。,1.,元器件引线的成形,预加工处理,由于生产工艺的限制和包装、贮存、运输等中间环节时间较长，元器件表面易产生氧化膜，使引线可焊性下降。引线的预加工处理包括引线的校直、表面清洁、搪锡三个步骤。,引线成形的基本要求,为将元器件迅速而准确地插入印制板上的孔内，要根据焊点之间的距离，将引线做成需要形状。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,基本要求如下：,元件引线开始弯曲处，离元件端面的最小距离大于,1.5mm,。,弯曲半经大于等于引线直经的两倍，两根引线打弯后要相互平行。,焊接时怕热元件，应将引线绕成环状或用卷发式成形方法，将引线增长，提高散装面积热能力。,元件标称值及文字标记应处于便于查看的位置，便于检查和维修。,成形后无机械损伤。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,成形方法,在自动化生产中，成形工序在流水线上用专用工具和成形模具成形。如采用电动、气动等专用引线成形机。少量元器件可采用手工，用尖嘴钳或镊子钳等工具成形。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,2.,元器件的安装的技术要求,元器件的标志方向按图纸要求，安装后应能看清元件上标志。若装配图上没指明方向，则应按从左到右、从下到上的顺序能读出标志。,有极性的元器件可加彩色套管以示区别。如晶体管的管脚和电解电容的正负端。,晶体管管脚引线一般留,3,5mm,，管脚过长降低晶体管的稳定性，过短时，焊接过热会损坏晶体管。集成电路安装时要先将引线脚与孔位对准，防止弄断或弄偏引出脚。,安装高度应符合规定要求，同一规格的元器件应尽量安装在同一高度。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,安装顺序一般为先低后高，先轻后重、先易后难、先一般元器件后特殊元器件。,在印制板上元器件分布均匀、整齐。元器件外壳与引线不得相碰，并保证,1mm,左右间隙，必要时应套绝缘套管。,一些特殊元器件应做特殊处理。静电损坏器件；发热元件；较大元器件（重量大于,28g,）。,元器件插好后，其引线外形处理有弯头和切断成形两种。一般弯脚的弯折方向都应与铜箔走线方向相同。如无印制导线只有焊盘时，可朝距印制导线远的地方打弯。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,三、,印制电路板装配工艺,1,元器件的安装方法,一般有以下几种形式：,贴板安装 元器件贴紧印制基板面，安装间隙小于,1mm,。若元器件外壳是金属的，安装面又有印制导线时，应加垫绝缘衬垫或套绝缘套管。,优点是：元器件稳定性好、受振动时不易脱落。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,悬空安装 元器件插装后距印制板面,3,8mm,高。这种方法有利于元器件散热。,垂直安装 元器件垂直于印制基板面插装，这种方法有利于提高元器件的组装密度，拆卸方便，但不抗振。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,埋头安装,(,嵌入式安装,),将元器件的壳体埋于印制基板的嵌入孔内，这种方法有利于元器件抗振，并降低了安装高度。,支架固定安装 用金属支架将元器件固定在印制基板上，这种方法适用于重量较大的元器件，如小型继电器、变压器、阻流圈等。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,有高度限制时的安装 将元器件的垂直插入后，再朝水平方向弯曲。对大型元件要特殊处理，以保证有足够机械强度，经得起振动和冲击。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,三、,印制电路板装配工艺,四、,印制电路板组装工艺流程,年12月18日,印制电路板的组装工艺,四、,印制电路板组装工艺流程,1.,自动插装工艺流程,年12月18日,印制电路板的组装工艺,2.,手工插入与半自动插装工艺流程,手工插入与半自动插入时，所有操作按次序用人工完成。,半自动插装机自动地向操作员提供正确的元件，并且利用光束指示元件在电路板上的插入位置和方向。,年12月18日,印制电路板的组装工艺,3.,机器人插装工艺流程,机器人插入的操作包括：机器人手臂向元件运动、抓住元件、把它重新定向（如果需要的话）、移到电路板的正确位置然后插入。机器人一般仅仅用来插入那些需要人工插入的非标准元件，或者形状奇特不能采用专用的机械插入那些元件。,年12月18日,谢谢大家！,年12月18日,