1、第四章 印制板及其設(shè)計(jì)與制作,-2-,4.1 印制電路板的結(jié)構(gòu),印制有電路的平面絕緣板稱為印制電路板。 印制電路板材料：酚醛紙質(zhì)敷銅板、環(huán)氧酚醛玻璃布敷銅板、環(huán)氧玻璃布敷銅板。 環(huán)氧樹脂與銅箔有極好的粘合力，因此銅箔有好的附著強(qiáng)度和受潮氣的影響較小，且工作溫度較高，可在 260的熔錫中不起泡。 軍用和超高頻電路板常用聚四氟乙烯玻璃布敷銅板（介質(zhì)損耗小，膨脹系數(shù)與銅相似)。,-3-,單層板（single Layer PCB） 雙層板（Double Layer PCB）（Top Layer,Bottom Layer） 多層板（Multi Layer PCB） 軟印制,多層板（Multi Layer

2、 PCB）：除了有頂層（Top Layer）和底層之外還有中間層，中間層可以是導(dǎo)線層、信號(hào)層、電源層或接地層，層與層之間的連接通過孔實(shí)現(xiàn)。,4.2.1. PCB走線規(guī)則 將去耦電路設(shè)計(jì)在各相關(guān)集成塊和電路附近，而 不要將其集中在電源部分。 低頻的的數(shù)字信號(hào)線，10-20mil就可以了。高頻信號(hào)線要走等長的蛇形線。 電源、地線，一般來說根據(jù)系統(tǒng)的功耗需求而定。一般數(shù)字系統(tǒng)基本上走30-120mil。 高頻數(shù)字電路走線細(xì)一些、短一些好 大電流信號(hào)、高電壓信號(hào)與小信號(hào)之間應(yīng)該注意隔離（在2時(shí)板上要距離2.5mm，為避免爬電，還在印制線路板上的高低壓之間開槽。220V時(shí)0.66mm）一般工作電壓與安全

3、距離以200V/mm來計(jì)算。,4.2 印制電路板的排版設(shè)計(jì),大面積敷銅要用網(wǎng)格狀的，以防止焊板子產(chǎn)生氣泡和因?yàn)闊釕?yīng)力作用而彎曲。 高精度轉(zhuǎn)換電路中，如果地線上有高頻分量存在將會(huì)產(chǎn)生一定的溫漂，影響放大器的工作?？梢栽诎遄拥慕羌油伺弘娙?，一腳和板子上的地連，一腳與機(jī)殼相連，放大器及也就穩(wěn)定了。 高精度轉(zhuǎn)換電路和大于100K的信號(hào)，可走蛇行線。 需要說明的是蛇形走線，因?yàn)閼?yīng)用場(chǎng)合不同其作用也是不同的，它的作用有三點(diǎn)： 1)、阻抗匹配 2)、濾波電感。 3)、濾波電容。 對(duì)一些重要信號(hào)，頻率可達(dá)上百，要求必須嚴(yán)格等長，以消除時(shí)滯造成的隱患，這時(shí)，蛇形走線技術(shù)是唯一的解決辦法。,兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、

4、斜交、或彎曲走線，避 免相互平行，以減小寄生耦合。數(shù)字信號(hào)走線和模擬信 號(hào)走線垂直以減小交叉耦合。 旁路電容到相應(yīng)IC的走線線寬25mil，并盡量避免使用過孔。 高頻信號(hào)走線避免使用90度角彎轉(zhuǎn)，應(yīng)使用平滑圓弧或大于90度角 同是地址線或者數(shù)據(jù)線，走線長度差異不要太大，否則短線部分要人為走彎線作補(bǔ)償。 高頻電路的地線一般采用大面積覆蓋接地。,對(duì)各部分電路內(nèi)部電源走向，采取從末級(jí)到前級(jí)供電（末級(jí)交流信號(hào)電流最大），并將電源濾波電容安排在末級(jí)附近。 每個(gè)集成電路的電源和地線之間都要加一個(gè)去耦電容。 1） 一方面是本集成電路的儲(chǔ)能電容，提供和吸收該集成電路開門和關(guān)門瞬間的充放電電能。 2）另一方面，

5、旁路掉該器件產(chǎn)生的高頻噪聲。 典型的去耦電容為 0.1F，約有5nH的分布電感，可以對(duì)10MHz以下的噪聲有較好作用。一般選擇 0.010.1F的電容都可以。,-9-,4.2.2 印制電路板上的干擾與抑制 一. 共阻抗干擾與抑制 當(dāng)元器件共用信號(hào)線或電源線時(shí)，之間就會(huì)通過公共阻抗產(chǎn)生相互干擾。 共用電源則稱共電源阻抗干擾，共用地線稱共地線阻抗干擾。 1. 地線的共阻抗干擾 前級(jí)與后級(jí)的電路接地，地線中阻抗（電阻、電感）的存在。,有一長10cm,寬1.0mm,銅箔厚度為0.05mm,則導(dǎo)線電阻為0.04,若為1A電流會(huì)產(chǎn)生0.04V的電壓降。 高頻，地線的共阻抗干擾以感抗為主，若導(dǎo)線長度遠(yuǎn)大于寬

6、度，自感量L： 長10cm的導(dǎo)線便有0.08uH的電感量,當(dāng)通過30M的電流時(shí),感抗為:,即便有10mA的電流，也會(huì)產(chǎn)生0.16V的高頻電壓降。,三. 接點(diǎn)的形式 1）圓形接點(diǎn) 2）島狀接點(diǎn)：減少了接點(diǎn)與印制導(dǎo)線的長度，多用在高頻電路中。,四. 對(duì)印制導(dǎo)線的要求 常用OZ（盎司）作為銅皮厚度的單位，1OZ銅厚的定義為1平方英尺面積內(nèi)銅箔的重量為一盎， 1OZ銅厚對(duì)應(yīng)的物理厚度為35um；2OZ銅厚為70um。最厚的(150um)，開關(guān)電源走大電流的就2OZ、 一般雙面板是1oz,多層板內(nèi)層一般是1/2oz 1/3oz 最常用：18um，35um，50um，70um,不同厚度，不同寬度的銅箔的載

7、流量見下表:,注： 通過大電流時(shí)，銅箔寬度的載流量應(yīng)參考表中的數(shù)值降額50%去選擇考慮。,35um銅皮t=10 50um銅皮t=10 70um銅皮t=10,印制導(dǎo)線最大電流密度300A/mm2，對(duì)于50m的導(dǎo)線，最大允許電流2A/mm計(jì)算，一般half處理。實(shí)際上電流密度常取0.10.2A/mm。（按杭州例子計(jì)算） 一般雙面電路板的銅箔厚度為35um，線條寬度為1mm時(shí)，那末線條的橫切面的面積為0.035平方毫米，通常取電流密度30A/平方毫米，所以，每毫米線寬可以流過1A電流。,4.2.2 印制電路板的排版格式 一. 元件的安裝方式 立式安裝：元件的軸向垂直于印制板面。所占面積小， 散熱差，

8、容易碰撞。 臥式安裝：元件的軸向平行于印制板面。所占面積 大，易焊接，牢固性好。 二. 元件的排列方式 不規(guī)則排列：元件在印制板上任意方向排列。減少印制 導(dǎo)線長度，減小分布電容和接線電感，用在甚高頻電路中。 坐標(biāo)排列：元件的軸向和印制板的四邊平行或垂直排列。美觀整齊，約用在50MHZ以下電路。,坐標(biāo)格排列：等距正交的網(wǎng)格。國際電工委員會(huì)（IEC）規(guī)定格距為2.54mm(0.1inch),即1個(gè)IC間距。除了元件的軸向和印制板的四邊平行或垂直外，元件的穿線孔必須在網(wǎng)格的交點(diǎn)上。,電子電路設(shè)計(jì),-17-,4.3 印制板圖的繪制,1. 采用矩形或方形，四角最好圓弧。 2. 當(dāng)板外元件允許直接相連時(shí)，

9、導(dǎo)線應(yīng)不返回板內(nèi)。 3. 門電路多余的輸入端可與有用端并聯(lián)使用，也可將與 門和與非門電路的閑置端通過電阻接高電平或直接接電源。而 將或門和或非門通過電阻接低電平或直接接地。 一般輸出不可直接并聯(lián)，但74LS05（不同于74LS04）是反 向開路門（OC門），輸出可以直接并聯(lián)。,-18-,-19-,印制板的手工制作 1. 復(fù)制印制板圖 在排版草圖下墊一張復(fù)寫紙，將草圖復(fù)印到敷銅板的銅 箔面上。 2. 掩膜 是指在復(fù)制好電路圖的敷銅板上需要保留的部分覆蓋上 一層保護(hù)膜從而在爛板過程中被保留下來。 方法有三種：漆膜法，膠紙法，噴漆法,電子電路設(shè)計(jì),電子電路設(shè)計(jì),3. 腐蝕 取1份三氯化鐵固體與2份水

10、混合（重量比），并使溶液為40，然后將板放進(jìn)去浸沒，并不時(shí)攪動(dòng)溶液，夾取板時(shí)應(yīng)用竹夾，不宜用金屬夾。腐蝕后,用細(xì)砂紙將漆膜擦去。 4. 鉆孔 5. 修板：用砂紙或小平銼將焊接面打磨一遍。若有銅斑或短路，用小刀修去。,-22-,4.4 印制電路與元件焊 1. 一般用20W或25W烙鐵（最高不超過35W），出現(xiàn)豁口時(shí)，用銼刀修整。 2. 焊接時(shí)，將烙鐵頭頂住電路板上銅箔（焊盤）與元件的引線，接著很快把焊錫絲接觸烙鐵頭頂端。 3. 焊點(diǎn)應(yīng)圓而光滑，在交接處，焊錫、焊孔（銅箔或焊片）和元件引線三者較好的熔合在一起（圖4.35a)。 4. 虛焊點(diǎn)：從表面上看，焊錫也把導(dǎo)線包住了，但焊點(diǎn)內(nèi)部并未完全熔合，稱為虛焊點(diǎn)(圖4.35b)。,4.5 制作自激多諧振蕩器（P156） 自激多諧振蕩器是一種阻容耦合式的矩形波發(fā)生器，矩形波含有豐富的奇次諧波，由此得名。 有兩極倒相放大器及相互間用電阻電容耦合在一起形成正反饋回路而構(gòu)成。,倒相放大器1：VT1，限流電阻R1，耦合元件R3，C