电路设计与制作（含活页式实训工单） 课件 项目5 任务1 PCB加工工艺认知

项目5电路PCB设计项目引入电路PCB设计任务是一个涉及电子电路设计和PCB布局的项目，旨在为一个电路设计并开发一个电路板。该电路板包含了所有必要的元件、连接和电路路径，以实现特定功能或满足特定需求。在完成这个任务时，需要考虑一些关键问题，例如选用合适的元件、布局和连接，以及确保PCB符合设计规范和标准。此外，还需要进行必要的测试和验证工作，以确保电路PCB的性能和功能符合预期。项目以隔离控制器电路为例，实践完成从原理图到PCB布板的设计工作。学习目标知识目标掌握电子元件的选型、布局和连接；了解PCB的尺寸、材料和层数的选择；熟悉常见的PCB设计软件的使用方法等。技能目标能够独立完成电路PCB设计；能够解决电路PCB设计中出现的问题；灵活运用现有的工具和知识进行创新性的设计。素养目标培养学生勇于创新的精神，不断尝试新的方法和技术，追求更好的设计方案；培养学生团结协作的意识，与他人合作完成设计任务，共同进步；注重保护环境，采用低功耗、高效率和可持续发展的设计方案，践行绿色发展理念。项目5电路PCB设计任务1PCB加工工艺认知任务描述本任务旨在让学生了解PCB（PrintedCircuitBoard，印刷电路板）的制造过程中所涉及到的一些关键技术和工艺。通过任务可以了解PCB制造的基本流程、常用的材料和工具，以及如何进行PCB布线和元件安装等方面的知识。任务中还能了解PCB加工中可能遇到的一些常见问题以及其解决方法。掌握这些知识将有助于读者更好地理解和运用PCB技术，从而设计和生产出更高质量的电路板。知识储备一、什么是PCB制造印刷电路板，缩写为PCB（PrintedCircuitBoard），由电子印刷制成，其不仅是重要的电子元件，也是电子元件的支撑和电子元件电气连接的载体，实际如图5-1所示。一、什么是PCB制造目前，几乎所有的集成电路等元件都会使用PCB实现各个元件之间的电气互连，实际应用中，从电子手表到军用武器系统，均有涉及PCB。PCB的组成部分主要为绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘，减少了传统方式布线的工作量，使电子产品的组装和焊接更简单，同时，也缩小了产品的体积，产品成本有所降低，最重要的是，提高了设备的质量与可靠性。制作PCB时，采用标准化设计，使得产品具有良好的一致性，生产过程也更机械化和自动化。除此以外，整块PCB可以作为一个独立的元件，有利用后续的维修与更换。二、PCB加工工艺1.电子产品中的PCBPCB是承载电路元件连接的地基，在此可以完成包括集成电路芯片在内的各种电子元件的连接，组成具有特定功能的模块或产品，如图5-2所示。若产品的功能出现问题时，首先就要考虑PCB是否可靠。此外，由于PCB的加工工艺较为复杂，在生产时需要进行严格质量控制。2.PCB演变德国发明家阿尔伯特·汉森（AlbertHanson）在1903年申请了一项英国专利，如图5-3所示，首次提出了“线路”这个理念，线路导体由金属箔切割而成，然后粘于石蜡纸上，石蜡纸上还粘贴了一层石蜡纸，最终成为如今PCB的构造雏形。课堂思考AlbertHanson的专利中，线路交叉处设置过孔，这里过孔的作用是什么？3.PCB分类PCB在材料、层数和工艺上多样化，可以满足不同电子产品及其特殊需求。因此，PCB的种类也繁多。根据常用的方法可以简要介绍并帮助理解PCB的分类及其制造过程。（1）以材料分为有机材料与无机材料。有机材料包含酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyimide、BT等。无机材料有铝基板、铜基板、陶瓷基板等皆属之，主要取其散熱功能。（2）以成品软硬区分为硬板、软板、软硬结合板。（3）以结构分单面板、双面板、多层板。4.PCB工艺流程首先了解多层板的工艺流程，选择其中的图形电镀工艺及相关具体过程，如图5-4所示。4.PCB工艺流程内层线路的具体流程：开料→前处理→压膜→曝光→前处理→DES→冲孔层压钻孔的具体流程：棕化→铆合→叠板→压合→后处理→钻孔孔金属化的具体流程：去毛刺→去胶渣→化学铜→一次铜4.PCB工艺流程外层干膜的具体流程：前处理→压膜→曝光→显影外层线路的具体流程：二次镀铜→镀锡→退膜→线路蚀刻→退锡丝印的具体流程：火山灰磨板→阻焊→显影→字符→固化4.PCB工艺流程表面工艺：传统的PCB都附有铜层，若铜层被氧化或者损坏，会极大影响后续的焊接。为避免出现此问题，常