第三课PCB图绘制(1)

1、实验三1PCB实验目的1. 了解PCB制作的过程2. 了解PCB的一些基本属于3. 使用Proteus的ARSE设计PCB实验原理：1 印制电路板的发展印制电路板(Printed Circuit Board)简称PCB,又称印制板,是电子产品的重要部件之一。印制电路就是按照预先设计的电路,利用印刷法在绝缘基板的表面或其内部形成的用于元器件之间连接的导电图形。用印制电路板制造的电子产品具有可靠性高、一致性好、机械强度高、重量轻、体积小、易于标准化等优点。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信设备、电子雷达系统,只要存在电子元器件,它们之间的电气互连就要使用印制板。在电子产品的研

2、制过程中,影响电子产品成功的最基本因素之一就是该产品的印制板的设计和制造。单面敷铜板的发明,成为电路板设计与制作新时代的标志。布线设计和制作技术都已发展成熟。先在敷铜板上用模板印制防腐蚀膜图,然后再腐蚀刻线,这种技术就像在纸上印刷那样简便,印制电路板在电子设备中为集成电路等各种电子元器件固定、装配提供机械支撑,实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘,提供所要求的电气特性。为自动焊接提供阻焊图形,为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。印制电路板的制作方法,但从理论上大体分为三种:1)减成法:先用化学法或丝网印法或电镀法在覆铜箔板的铜表面上,将一定的电路图形转移上去(这些图形

3、由一定的抗蚀材料组成),然后再用化学腐蚀的方法,将不必要的部分蚀刻掉,留下所需要的电路图形。2)半加成法:如果要制作更加精细的线路,可采用半加成法。这种工艺是先用感光抗蚀剂在板面形成图形,然后进行图形电镀,再经过退膜和差分蚀刻工艺,就能得到我们需要的精细线路。半加成法的基材多选用5µm及其以下的薄铜箔,可以使用较厚的抗蚀层,能够制作20µm以下的线路。3)加成法:加成法是利用绝缘基材直接加工形成导体电路图形的方法。加成法工艺流程:层压板下料涂催化性粘接剂负像图形转移(贴干膜曝光显影)粗化化学镀铜去干膜精细线路,由于加成法使用的是化学方法来加厚铜,所以,生产效率低。目前的制作

4、中还是以减成法为基本工艺。印制电路板制作方法4.1 热转印法这是高校经常使用的简易的电路板制作工艺,其主要工艺流程是:用打印机在热转印纸上打印电路图形将带有图形的热转印纸覆在覆铜板上经过热转印机撕掉热转印纸用药水腐蚀出图形用台钻手工钻孔用砂纸将线路表面的碳粉打磨掉。这种工艺的优点是:制作单面板速度较快,成本比较低廉,易于实现。缺点是:1)不能自动完成钻孔,线路及孔的焊盘已经腐蚀成型,如何将孔打在焊盘的中心，只能通过一台手工的台钻,完全凭视觉将钻头尖与焊盘的中心对正,如果PCB的孔比较多,这将是一个非常烦琐的过程,对于复杂的板来说基本上是不可行的;2)只能做非常简单的电路,如线宽、间距一般为0.

5、25mm以上,与目前的PCB制作工业水平差距非常大;3)将两面线路同时转印到覆铜版上是不可能的,更不能作到两面线路的对正,所以无法作出双面线路板;4)不能完成双面板的孔金属化;5)不能解决阻焊问题,一般作出的只是裸板,容易出现焊接短路问题;不能解决可焊性的问题,铜表面氧化后焊接困难,需要用化学药水将铜表面的氧化物去除后才能焊接。4.2 目前工业水平的PCB制作流程目前PCB工厂普遍采用的工艺流程是:钻孔印刷板用化学镀铜完成孔金属化刷板贴干膜曝光(采用正像的显影图形电镀铜图形电镀锡去膜腐蚀成线路退锡刷板印油墨烘烤曝光显影烘烤印字符烘烤热风整平(或化学镀锡、化学镍金、OSP等处理)铣外型通断测试。

6、这种工艺是目前PCB生产厂家应用最多最广泛的方法,该方法优点非常多,适合精密电路板的制作,一般线宽间距能达到0.12mm(可作到0.1mm);适合企业大批量生产;批量生产下成本不高4.3 机械制板工艺这种工艺适合高精度双面电路板的制作,主要工艺流程是:电路板刻制机随机软件直接读取设计数据并自动计算刻制机自动钻孔采用先进的直接电镀工艺完成孔的导电用刻制机自动完成双面线路的铣制用刻制机自动完PCB的外型切割。这种工艺的优点是:1)制作单件、样品的速度比较快,适合高校师生科研、教学以及参加各类电子大赛等;2)制作电路的精度比较高,一般机型均可制作0.1mm的线宽和间距,与目前工业化制作PCB处于同一

7、水平;3)系统可扩展性比较好,可以选择增加阻焊、字符功能,也可升级为多层板的制作系统,同时也可制作带埋孔和盲孔的多层板;4)随机的Circuit CAM是一个真正的CAM软件,与PCB工厂常用的CAM软件作用是一样的,起到接受设计数据和数据处理的作用。这个软件可以安装在每个学生的电脑上,可以用来让学生了解用Protel、Power PCB等电路板EDA设计软件设计的PCB数据在PCB工厂是怎样进行数据转化、数据输出、数据处理的,数据处理后每种数据是如何使用的、数据是如何转化成各种制造数据的。PCB设计常用软件 原理图、PCB设计： Protel or CAD PADS(PADS Logic、P

8、ADS Layout、PADS Router) 板框图形设计： Auto CAD 添加和编辑元件到设计： 从元件库中调出元件到设计界面， 建立和编辑元件间的连线： 将从元件库中调出到设计界面上的元件按电气连接关系进行电性能连线 修改设计数据： 检查设计中的错误，进行修改。 定义设计规则： 定义设计线宽、线距、网络、板层数等设计规则 定义设计规则： 如果线宽、线距、网络、半层数等设计规则在system中已经定义，在此就不必重复定义了。 在此需要对设计的“全局参数进行设置”，设置内容包括：尺寸单位、布线参数、泪滴、栅格、花孔等。 需要在焊盘设置中对Via过孔进行尺寸、类型设置，以便在设计中选择使用

9、。 元件布局调整： 利用Auto Place自带的打散命令，将堆在一起的元件给分散开来。 手动调节所有元件到合适位置。 自动布线： 打开Auto Router进行全自动布线。 手动布线调整： 根据情况可选择手动增加布线、动态布线、自动布线、草图布线、总线布线方式进行调整布线。要注意除了“手动增加布线”方式外，其他几种布线方式需要在DRC打开状态下方可使用实验内容1. 设置ARES工作环境。启动ARES 设置捕获栅格切换PCB设计长度单位为公制1， 长度单位的转换国际单位 : mm英制单位：inch/th1 inch=25.4 mm1 inch=1000 th (乇)2，使用View菜单切换不同

10、的单位制。-【m】快捷键-m本系统的默认单位为英制单位inch英寸，也可以使用公制单位：mm毫米 操作：切换单位(敲M按键)，移动鼠标位置，并注意右下角坐标单位和坐标值的变化。 默认的坐标Origin2. 规划板框大小尺寸： 关键词：二维图形工具，边缘层，重新定义坐标原点。规划板的形状和大小，一般为长方形，本设计板的大小为：48mm × 38mm。设置捕获栅格为1mm在图纸中设置一个原点在界面左下角，有一个下拉框按钮，选Board Edge从原点处开始画长方形，观察坐标，坐标显示为48mm,38mm ，时再次单击鼠标左键确定。为了确保尺寸正确，我们要在使用标尺工具测量。 接着我们把元件封装放到板中选择元件模式然后把元件逐个放置到右边的板中 设置显示图层，把指示矢量去掉 把元件摆放好叫“布局”，在移动过程中可以旋转，但是不能使用镜像X,Y-mirror旋转元件只能用这三个，否则X,Y-mirror.会让元件翻转到对面层。 参照原理图的元件布局把元件摆好3. 开始PCB布线首先在设计规则里改布线的