当前位置:首页 > 电子/通信 > 电子设计/PCB > 电路仿真与电磁兼容(第八章PCB实例)地大测控宋老师
电子电路仿真与电磁兼容主讲人:宋恒力2第八章常用元器件的使用与PCB设计实例8.18.18.18.1常用元器件的使用8.2PCB8.2PCB8.2PCB8.2PCB有关概念8.3PCB8.3PCB8.3PCB8.3PCB设计实例8.48.48.48.4练习与思考38.1常用元器件的使用返回48.2PCB有关概念不少初学者感到Protel软件本身简单易学,容易上手,但较难理解的反倒是软件以外的一些概念和术语。国内出版了该软件的使用手册等等,但遗憾的是,这些读物往往都是针对软件使用方法本身而编写的,对读者颇感困惑的PCB工艺中有关概念鲜有解释58.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史印制电路基本概念在上世纪初已有人在专利中提出过,1947年美国航空局和美国标准局发起了印制电路首次技术讨论会,当时列出了26种不同的印制电路制造方法.并归纳为六类:涂料法、喷涂法、化学沉积法、真空蒸发法、模压法和粉压法.68.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史当时这些方法都未能实现大规模工业化生产,,,,直到五十年代初期,,,,由于铜箔和层压板的粘合问题得到解决,,,,覆铜层压板性能稳定可靠,,,,并实现了大规模工业化生产,,,,铜箔蚀刻法,,,,成为印制板制造技术的主流,,,,一直发展至今。78.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史我国从五十年代中期开始了单面印制板的研制....首先应用于半导体收音机中....六十年代已能大批量地生产单面板,,,,小批量生产双面金属化孔印制,,,,并在少数几个单位开始研制多层板....七十年代在国内推广了图形电镀蚀刻法工艺,,,,但由于受到各种干扰,,,,印制电路专用材料和专用设备没有及时跟上,,,,整个生产技术水平落后于国外先进水平....88.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史到了八十年代,,,,由于改革开放政策的批引,,,,不仅引进了大量具有国外八十年代先进水平的单面、双面、多层印制板生产线,,,,而且经过十多年消化、吸收,,,,较快地提高了我国印制电路生产技术水平。表面安装技术和九十年代多芯片组装技术的迅速发展推动了印制板生产技术的继续进步,,,,一批新材料、新设备、新测试仪器相继涌现....印制电路生产动手术进一步向高密度,,,,细导线,,,,多层,,,,高可靠性、低成本和自动化连续生产的方向发展....98.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史1990199019901990年以来香港、台湾地区及日本等外国PCBPCBPCBPCB厂商纷纷来到我国合资或独资设厂,使我国PCBPCBPCBPCB生产产量猛增,发展很快。108.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史在生产技术上,由于大量引进了国外先进设备和先进生产技术,大大缩短了和国外的差距,取得了很大的进步。但我国的PCBPCBPCBPCB企业大都规模较小,人均年销售额和工业全员劳动生产率较低,技术水平较低。118.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史主机板、显示卡等等的计算机零件,它们最重要的部份,莫过于印刷电路板(PrintedcircuitboardPrintedcircuitboardPrintedcircuitboardPrintedcircuitboard,PCBPCBPCBPCB)我们可以由它身上测得各项实际的规格以及测试数据,不过另一方面,也可以仔细研究它,看看许多设计者将他们的艺术才能,都发挥在这精密的制造过程上。PCBPCBPCBPCB本身可说是电子设计之美,以及纯熟技术的结合。128.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB发展史138.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB的种类1111、单面板(Single-SidedBoardsSingle-SidedBoardsSingle-SidedBoardsSingle-SidedBoards)148.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB的种类2222、双面板(Double-SidedBoardsDouble-SidedBoardsDouble-SidedBoardsDouble-SidedBoards)。158.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB的种类3333、多层板(Multi-LayerBoardsMulti-LayerBoardsMulti-LayerBoardsMulti-LayerBoards)大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCBPCBPCBPCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果仔细观察主机板,也许可以看出来。168.2PCB有关概念过孔178.2PCB有关概念零件封装技术188.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB制造流程PCBPCBPCBPCB的制造过程由玻璃环氧树脂(GlassGlassGlassGlassEpoxyEpoxyEpoxyEpoxy)或类似材质制成的「基板」开始。一、影像(成形/导线制作)制作的第一步是建立出零件间联机的布线。我们采用负片转印(SubtractivetransferSubtractivetransferSubtractivetransferSubtractivetransfer)方式将工作底片表现在金属导体上。这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。198.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB制造流程二、钻孔与电镀如果制作的是多层PCBPCBPCBPCB板,并且里头包含埋孔或是盲孔的话,每一层板子在黏合前必须要先钻孔与电镀。如果不经过这个步骤,那么就没办法互相连接了。在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后,孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术,Plated-Plated-Plated-Plated-Through-HoletechnologyThrough-HoletechnologyThrough-HoletechnologyThrough-Holetechnology,PTHPTHPTHPTH)208.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB制造流程三、多层PCBPCBPCBPCB压合各单片层必须要压合才能制造出多层板。压合动作包括在各层间加入绝缘层,以及将彼此黏牢等。如果有透过好几层的导孔,那么每层都必须要重复处理。多层板的外侧两面上的布线,则通常在多层板压合后才处理。218.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB制造流程四、处理阻焊层、网版印刷面和金手指电镀接下来将阻焊漆覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到电镀部份外了。网版印刷面则印在其上,以标示各零件的位置,它不能够覆盖在任何布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。金手指部份通常会镀上金,这样在插入扩充槽时,才能确保高品质的电流连接。228.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB制造流程五、测试测试PCBPCBPCBPCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。238.2PCB有关概念PCBPCBPCBPCB制造流程六、零件安装与焊接最后一项步骤就是安装与焊接各零件了。无论是THTTHTTHTTHT与SMTSMTSMTSMT零件都利用机器设备来安装放置在PCBPCBPCBPCB上。七、PCBPCBPCBPCB的最终测试248.2PCB有关概念印制板技术水平的标志印制板的技术水平的标志是以大批量生产的双面孔金属化印制板,在2.502.502.502.50或2.54mm2.54mm2.54mm2.54mm标准网格交点上的两个焊盘之间,能布设导线的根数作为标志。258.2PCB有关概念印制板技术水平的标志低密度印制板:在两个焊盘之间布设一根导线,其导线宽度大于0000.3mm.3mm.3mm.3mm。 中密度印制板:在两个焊盘之间布设两根导线,,,,其导线宽度约为0.2mm0.2mm0.2mm0.2mm。268.2PCB有关概念印制板技术水平的标志高密度印制板:在两个焊盘之间布设三根导线,,,,其导线宽度为0000.1--.1--.1--.1--0000.15mm.15mm.15mm.15mm。 超高密度印制板:若在两个焊盘之间布设四根导线,线宽为0.05--0.08mm0.05--0.08mm0.05--0.08mm0.05--0.08mm。 278.2PCB有关概念““““层(layerlayerlayerlayer)””””的概念1111、SignalLayerSignalLayerSignalLayerSignalLayer信号层:包括:TopLayerTopLayerTopLayerTopLayer(顶层)、BottomLayerBottomLayerBottomLayerBottomLayer(底层)、MidMidMidMidLayerLayerLayerLayer(中间层)。2222、InternalPlanesInternalPlanesInternalPlanesInternalPlanes3333、MechanicalLayerMechanicalLayerMechanicalLayerMechanicalLayer(机械层)4444、MasksLayersMasksLayersMasksLayersMasksLayers(面层)5555、SilkscreenLayersSilkscreenLayersSilkscreenLayersSilkscreenLayers(丝印层)6666、其他工作层:Keep-OutLayerKeep-OutLayerKeep-OutLayerKeep-OutLayer(禁止布线层),MultiMultiMultiMulti––––LayerLayerLayerLayer(多层)返回288.3PCB设计实例1.规划电路板2.设置参数3.装入网络表及元件的封装4.元件的布局5.自动布线7.文件输出6.手工调整298.3PCB设计实例第一步:规划电路板在绘制印刷电路板之前,用户要对电路板有一个初步的规划,比如1.1.1.1.电路板采用多大的物理尺寸?2.2.2.2.采用几层电路板,是单面板还是双面板、还是多层板?3.3.3.3.元器件采用什么封装形式?308.3PCB设计实例第二步:设置参数参数的设置是电路板设计的非常重要的步骤,比如1.1.1.1.设置元器件的布置参数2.2.2.2.板层参数3.3.3.3.布线参数等318.3PCB设计实例第三步:装入网络表及元件封装1.1.1.1.网络表是电路板自动布线的灵魂,也是电路原理图设计系统与印刷电路板设计系统的接口。只有将网络表装入之后,才可能完成对电路板的自动布线。2.2.2.2.元器件的封装就是元器件的外形,对于每个装入的元器件必须有相应的外形封装,才能保证电路板的布线的顺利进行。328.3PCB设计实例第四步:元件的布局1.1.1.1.元器件的布局是印刷电路板设计非常重要的一环,它既可以让PROTELPROTELPROTELPROTEL自动布局,也可以人工布局。2.2.2.2.只有规划好电路板的大小,装入了网络表之后,才可以进行元件的布局。3.3.3.3.只有布局合理,才能进行下一步的布线工作。338.3PCB设计实例第五步:自动布线PROTELPROTELPROTELPROTEL采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。只要将有关的参数设置得当,元件的布局合理,自动布线的成功率达100%100%100%100%348.3PCB设计实例第六步:手工调整1.1.1.1.在自动布线结束之后,往往存在一些令人不满意的地方,需要人工调整。2.2.2.2.到目前为止,还没有一种自动布线软件能够完美到不需人工调整的地步。358.3PCB设计实例第七步:文件输出完成电路板的布线后,保存完成的电路线路图文件,然后利用各种图形输出设备,输出电路板的布线图。返回368.4练习与思考画双面板需要打开哪些设
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