(电子产品案例实践)第6章印刷电路板制作

第6章印刷电路板制作6.1输出文件6.2制作印刷电路板的工艺流程6.3手工制作小音箱单面电路板小结6.1输出文件

1.输出元件清单

翻开完整的原理图文件Sheet1.Sch，有两种方法输出元件清单。

1)通过Edit|ExporttoSpread菜单生成元件清单

在原理图编辑器中，选择菜单Edit|ExporttoSpread，弹出原理图输出向导窗口，如图6.1所示。图6.1原理图输出向导窗口点击Next按钮，选择需要输出的内容。由于需要输出元件的属性，因此在复选框中选中Part。窗口中共显示有31个元件，如图6.2所示。图6.2选择需要输出的内容再次点击Next按钮，进入需要输出元件属性的选择窗口。由于我们要显示元件的根本属性，因此选择输出元件的Description、Designator、FootPrint和PartType属性，如图6.3所示。

如果需要输出元件的其他属性，可以点击复选框增加输出属性。属性选择完毕后，点击Next按钮，弹出结束框提示输出设置完毕，此时点击Finish按钮，就自动生成Sheet1.xls电子表单，如图6.4所示。图6.3选择需要输出元件的属性图6.4输出的电子表单Sheet1.xls图6.5解除电子表单文件的保护2)通过Reports|BillofMaterial菜单输出元件列表

如图6.6所示，对于层次原理图我们可以选择Project输出元件清单。但对于小音箱电路来说，仅有Sheet1.Sch原理图文件，因此选择Sheet选项输出原理图中的元件清单即可，点击Next按钮进入清单项选择项窗口，如图6.7所示。图6.6通过菜单Reports输出元件列表图6.7元件清单项选择项窗口图6.8元件清单栏目名称设置窗口图6.9输出的电子表单

2.输出电路板文件

当进入PCB制板厂进行电路板加工时，一般不会提交整个ddb设计数据库，通常只要输出需要制板的PCB文件即可。点击主菜单栏中的箭头标签，如图6.10所示。图6.10主菜单栏的箭头标签图6.11Preferences设置窗口图6.12自动保存设置窗口6.2制作印刷电路板的工艺流程

1.刚性印刷板的基板

工业制作印刷电路板分刚性印刷板、挠性印刷板和刚性挠性相结合的印刷板，以下介绍的都是刚性印刷板电路的制作。印刷线路板使用的主要原材料有三种，分别是铜箔、基材和树脂；辅助材料包括保护性涂覆层、组装印刷电路时使用的焊料、打印标志用的油墨或油漆等。2.刚性印刷板制作工艺

刚性印刷板的根本制作工艺可以分为减成法、加成法和半加成法三大类型。图6.13采用减成法形成导体图形的工艺流程图图6.14采用加成法形成导体图形的工艺流程图图6.15采用半加成法形成导体图形的工艺流程图3.单面刚性印刷板

图6.16是单面刚性印刷电路板的结构和照片。因为单面刚性印刷板仅在绝缘基板的一侧外表上形成导电图形，所以只需腐蚀单面覆铜板就可以制成单面印刷板，经过焊接电子元件后就构成单面印刷电路了。图6.16单面刚性印刷电路板的结构和照片图6.17单面刚性印刷板的制作工艺过程示意图

4.双面刚性印刷板

双面刚性印刷电路板，又称双层刚性印刷电路板，简称双面板。图6.18所示是双面板的结构和照片。它是通过腐蚀双面覆铜板在绝缘基板的上下两面形成导体图形的印刷电路板，因而允许制作导体图形交错的电路，组装密度也明显高于单面板。图6.18双面板的结构和照片图6.19双面板的制作工艺示意图5.各工序制作工艺

1)预处理

预处理就是通过机械研磨和化学清洗的方法处理双面板的铜箔外表。机械研磨可除掉铜箔外表的凹凸、大的划痕和污垢等几何缺陷，化学清洗主要用于去掉氧化膜、油污和指痕等化学污染物。2)钻孔

数控钻床完成钻孔工序。这里的钻孔是指钻焊盘的孔，钻孔的位置、精度与孔的直径、钻头直径、钻头转速、钻进速度、钻头更换有关，而且与周围的最近焊盘的距离、尺寸有关。一般数控钻孔的控制数据由计算机辅助设计CAD中的计算机辅助制造加工(CAM)系统提供。3)镀铜

要实现印刷电路板不同电气层之间的电气连接，常见的方法是将焊盘孔内的内壁镀铜。首先进行孔内壁的清洁处理，然后实施孔内化学镀铜，最后实现孔内电镀镀铜。

处理孔内壁的树脂残渣的原理一般是，首先经过高压水流清洗和超声波清洗等物理清洗，然后再进行化学清洗。4)形成导电图形

首先要在铜箔外表形成光致抗蚀层，光致抗蚀材料的作用是经过曝光和显影后，将需要制作导体图形局部的铜箔外表保护起来，也就是说，将该局部的光致抗蚀材料保存下来；而将需要腐蚀掉的铜箔外表的光致抗蚀材料除去，以便通过后续工序的腐蚀，形成需要的导体图形。5)阻焊保护层

在将印刷电路板组装成印刷电路的过程中，为了防止焊料在焊接时无规那么地流动，以及维持导体图形之间的绝缘特性，并保护非焊接部位的导体以及作为球栅阵列封装中模块的衬料，都需要在印刷电路板外层导体图形局部的外表覆盖上保护用的树脂层，这种树脂层被称为阻焊保护层。6)丝网印刷

利用丝网印刷板上图文局部网孔透油墨，非图文局部网孔不透墨的根本原理进行丝网印刷。印刷时在丝网印刷板一端上倒入油墨，用刮印刮板在丝网印刷板上的油墨部位施加一定压力，同时朝丝网印刷板另一端移动。油墨在移动中被刮板从图文局部的网孔中挤压到承印物上，刮板刮过整个板面后抬起，同时丝网印刷板也抬起，至此为一个印刷行程。

丝网印刷在印刷电路板制作中的应用主要有以下三个方面：PCB外表阻焊层的印刷：PCB图形转移过程和抗蚀抗电镀层的印刷；PCB外表标记符号的印刷。7)外形加工工艺

为了适应部件结构或者整机总装结构的需要，印刷电路板最后还应当进行最后的机械加工。图6.20绘出了几种常见的印刷电路板外形加工形状，它们包括V形槽、口形槽、楔形端面、定位孔和装配螺丝孔等。外形加工完成后，印刷电路板加工就完成了。经过电路板检查工序并合格后，就可以送去进行组装。图6.20常见的印刷电路板外形加工形状6.印刷电路板的成品检查

1)电导通检查与电性能检查

提供电连接功能是对印刷电路板的根本要求，因此对其导体图形的导通性能以及绝缘性能、阻抗特性、耐电压特性、高频特性、交调失真特性、电磁屏蔽特性等应当全部检查。检查过程可以是自动的，也可以是手工的。图6.21印刷电路板的检测方式2)外观检查、尺寸检查和机械检查

印刷电路板外观检查中一些常见的缺陷如图6.22所示。图6.22印刷电路板外观检查中一些常见的缺陷6.3手工制作小音箱单面电路板

1.打印电路板文件

1)生成打印预览文件

翻开PCB2.PCB文件，点击主工具栏中的打印小图标，或者选择File|Print/Preview…菜单，生成PreviewPCB2.PPC打印预览文件，如图6.23所示。图6.23生成打印预览文件2)设置打印机属性

在BrowsePCBPrint栏下，鼠标右键点击第一行的打印机名称，选择弹出菜单中的Properties菜单项选择项，出现PCBPrintOptions(PCB打印机属性设置窗口)，如图6.24所示。图6.24打印机属性设置窗口3)设置打印PCB格式

在BrowsePCBPrint栏下，鼠标右键点击第二行“MultilayerCompositePrint〞，选择弹出菜单中的Properties菜单项选择项，出现PrintoutProperties(打印输出属性设置窗口)，如图6.25所示。图6.25打印输出属性设置窗口图6.26打印完毕的PCB4)打印

因为我们用感光板制作小音箱电路，所以一定要用透明的纸打印PCB。最好是选择透明的菲林并用激光打印机来打印，这样打印出来的效果非常好，完全满足一般的电路板制作要求。打印在透明菲林上的PCB结果如图6.27所示。图6.27打印在透明菲林上的PCB结果

2.曝光

没使用过的感光板铜皮面会有一层白色不透明的保护膜。用刀子将曝光板裁成所需要的大小，并把毛边刮掉，再将保护膜撕掉。去掉保护膜的感光板铜皮面被一层绿色的化学物质所覆盖，这层绿色的东西就是感光膜，如图6.28所示。图6.28感光板及保护膜图6.29感光板放置图6.30曝光机曝光3.显像

曝光的下一步是显像，显像需要用显像液。电路板曝光后要尽快进行显像工作，因此最好在电路板曝光的同时配制显像液。

我们用到的显像剂是粉末状的，在一个塑料盆中首先参加显像剂，然后按1∶20的比例加水摇匀，使显影剂充分溶解在水中配制成显影液，如图6.31所示。特别要注意不能用金属材料的盆，不要用纯洁水，用一般自来水配制显影液即可。图6.31将显像剂倒入盆中，加水摇动使显像剂充分溶解图6.32线路渐渐显露

4.蚀刻电路板

将三氯化铁放入塑料盆中，按250g三氯化铁配1500～2000cc水的比例进行调配，如图6.33所示。用热水可加快蚀刻速度，节约时间。图6.33调配三氯化铁图6.34蚀刻的过程中要不停地晃动盆子图6.35蚀刻好的电路板5.钻孔

用小电钻对零件孔或需要钻孔的地方进行钻孔，如图6.36所示，钻孔后的电路板就可以进行零件装配焊接了。感光板可以直接焊接，绿色的感光膜不必去除，如需去除可用酒精或天那水等进行擦洗。

至此，全部的工作均已完成，一块漂亮的电路板就呈现在眼前了，如图6.37所示。用感光板制作电路板比较简单实用，而且做出来的板比较美观，精度高。缺乏之处是本钱略高，感光板不易买到等，但这不失为一种手工制作电路板的好方法。图6.36钻孔图6.37电路板的正面

6.检查电路板

小音箱单面板制作完成以后，为了保证正确的电气连接，我们需要经过最后一步的电路板检查工序。如6.2节中所说，电路板检查包括外观、尺寸和电气的检查。小结

1.读者在学习6.2节制作印刷电路板工艺流程的内容时，建议与5.1节的印刷电路板的层概念结合起来学习，这两节内容是相对应的。例如：基材就是MechanicalLayers(机械层)；正面和反面的铜电气线就是TopLayer(顶层信号层)和BottomLayer(底层信号层)；然后在需要焊接的铜上涂PasteMask(助焊层)；在所有不要焊接的地方涂SolderMask(阻焊层)