中职 电子整机装配与调试（项目四）3电子课件 （）

中职电子整机装配与调试（项目四）3电子课件（高教版）项目四印刷电路板的设计与制作印制电路板也叫印制线路板，简称为印制板。印制电路板具有导电线路和绝缘底板的双重作用，是一种电子设备中极其重要的组装部件。技能目标：1．掌握简单印制电路板的设计步骤和设计要求2．能手工设计简单的印制板电路3．了解贴片元件的印制板的设计要求4．掌握描图法制作印制板的方法知识目标：1．了解印制电路板的基本知识2．熟悉印制电路板的设计过程和制作过程3．掌握手工制作印制电路板的过程4．了解印制电路板的CAD软件任务三SMT印制电路板的设计SMT工艺是利用钎料或焊膏在元件与电路板之间构成机械与电气两方面的连接，其主要优点在于尺寸小、重量轻、互连性好；高频电路的性能好，寄生阻抗显著降低；抗冲击力与振动性能好。采用SMT工艺时引线不需穿过电路板，可避免产生由引线接受的、或者由辐射而得来的干扰信号，进而提高电路的信噪比。任务分析1．掌握SMT元件的封装2．了解SMT线路板设计的步骤3．了解SMT线路板的设计要求操作分析标准零件是在SMT发展过程中逐步形成的，主要是针对用量比较大的零件。目前主要有以下几种：电阻（R）、排阻（RA或RN）、电感（L）、陶瓷电容（C）、排容（CP）、钽质电容（C）、二极管（D）、晶体管（Q），在PCB上可根据代码来判定其零件类型，一般说来，零件代码与实际装着的零件是相对应的。1．零件规格零件规格即零件的外形尺寸，SMT发展至今，已经形成了一个标准零件系列，各家零件供货商皆是按这一标准制造。标准件的尺寸规格有英制与公制两种表示方法，如用英制表示法有1206、0805、0603、0402等。前两位表示元件的长，12表示为0.12inch，后两位表示元件的宽，06表示0.06inch。对应公制表示法是3216、2012、1608、1005等。英制和公制的换算关系为：1inch=25.4mm2．常用元件封装（1）电阻：最为常见的有0805、0603两类。（2）元件封装的大小和元件的标称功率有关。（3）电容：（4）二极管：一、SMT元件的封装操作分析3．IC类零件常见的基本IC类型有：（1）SOP：零件两面有脚，脚向外张开（一般称为鸥翼型引脚）.（2）SOJ：零件两面有脚，脚向零件底部弯曲（J型引脚）。（3）QFP：零件四边有脚，零件脚向外张开。（4）PLCC：零件四边有脚，零件脚向零件底部弯曲。（5）BGA：零件表面无脚，其脚成球状矩阵排列于零件底部。4．零件极性识别在SMT零件中，可分为有极性零件与无极性零件两大类。无极性零件：电阻、电容、排阻、排容、电感有极性零件：二极管、钽质电容、IC其中无极性零件在生产中不需进行极性的识别，在此不赘述；但有极性零件的极性对产品有致命的影响，所以下面将对有极性零件进行详尽的描述。（1）二极管：①玻璃封装：红色玻璃管一端为正极(黑色一端为负极)。②柱体封装：有白色横线一端为负极。（2）钽质电容:零件表面标有横线一端为正极。（3）集成电路：一般是在集成电路面上一个角标注一个向下凹的小圆点，或在一端标示一小缺口来表示其管脚排列顺序。操作分析SMT印刷电路板的设计步骤和通孔元件印刷电路板的设计步骤几乎一样，但SMT元件较小且管脚位置固定，所以SMT元件焊盘的位置要求要远高于通孔元件的焊盘要求，再加上SMT元件较小且排列密集，线路板的布线很密集，简单电路可以手工设计。随着CAD技术的普及，SMT线路板的设计几乎都由计算机来完成。手工绘制线路板的步骤可参考任务一简单线路板的设计的步骤，但一定注意元件焊盘的位置要准确，否则线路板将无法使用。这里仅介绍CAD绘图的步骤和注意事项。二、SMT印刷电路板的设计步骤1．绘制原理图。2．组件库的创建。3．建立原理图与印制板上组件的网络连接关系。4．布局和布线。参考任务一中知识链接三的相关知识。5．设计的扫尾工作（覆铜、保存、打印输出等）。操作分析印制电路板的设计过程中要考虑以下问题：要确保电路原理图组件图形与实物相一致，还要确保电路原理图中网络连接的正确性。印制电路板整机系统安装的要求，主要考虑安装孔、插头、定位孔、基准点等都要满足要求，各种组件的摆放位置和准确地安装在规定的位置，同时要便于安装、系统调试、以及通风散热。印制电路板的可制造性上和它的工艺性上的要求，要熟悉设计规范和满足生产工艺要求，使设计出的印制电路板能顺利地进行生产。要考虑元器件在生产上便于安装、调试、返修，同时印制电路板上的图形、焊盘、过孔等要标准，确保元器件之间不会碰撞，又能方便地安装。设计出印制电路板的目的主要是应用，因此我们要考虑它的实用性和可靠性，同时减少印制电路板的板层和面积，从而来降低成本。适当大一些的焊盘、通孔、走线等有利于可靠性的提高，减少过孔，优化走线，使其疏密均匀，一致性好，使板面的整体布局美观一些。知识链接

SMT印刷电路板的设计要求一、PCB材料选择印刷电路板基材主要有二大类：有机类基板材料和无机类基板材料，使用最多的是有机类基板材料。层数不同使用的PCB基材也不同，比如3～4层板要用预制复合材料，双面板则大多使用玻璃－环氧树脂材料。无铅化电子组装过程中，由于温度升高，印刷电路板受热时发生弯曲的程度加大，故在SMT中要求尽量采用弯曲程度小的板材，如FR-4等类型的基板。由于基板受热后的胀缩应力对元件产生的影响，会造成电极剥离，降低可靠性，故选材时还应该注意材料膨胀系数，尤其在元件大于3.2×1.6mm时要特别注意。

二、PCB导通孔及元器件布局1．元器件布局2．元器件方向操作分析三、PCB线路及焊盘设计1．线路电气设计要求（1）引脚间距内过线原则。（2）印制板线条的宽度要求尽量一致，这样有利于阻抗匹配。（3）尽量走短线。（4）电源线、地线设计原则。2．焊盘设计焊盘设计时应遵循以下几点：（1）对于同一个器件，凡是对称使用的焊盘，设计时应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致；（2）