印制线路板制作工艺编号:印制电路板制作工艺(总页数 34页 )名称型号编写/日期校对/日期标准化/日期质量会签/日期审核/日期批准/日期XXXXXXXXXX修理厂图1 印制线路板接地布局方式确定印制板尺寸的方法是:先把决定要安装在一块印制板上的集成块和其他元件,全部按布局要求排列在一张纸上。
排列时,要随时调整使形成印制板的长宽比符合或接近实际要求的长宽比。
各个元件之间应空开一定的间隙,一般为5-15mm,有特殊要求的电路还应放宽。
间隔太小,将使布线困难,元件不易散热,调试维修不方便;间隙太大,印制板的尺寸就大,由印制导线电阻、分布电容和电感等引起的干扰也就会增加。
待全部元件都放置完毕,印制板的大致尺寸就知道了。
如形成的印制板长宽比与实际要求有出人,可在不破坏布局的前提下,对长宽比进行适当的调整。
2.3 印制线路板的布线元器件布局工作完成后,就可用铅笔在代表印制板的纸上画出各个元器件的轮廓,然后根据电路原理图安排、绘制各个元器件间的连接线,即布线设计。
布线设计是印制板设计中一项较费时的工作,灵活性很大,并无一成不变的标准图案可供使用。
2.3.1 公共线(地线)一般是布置在印制板最边缘,以便于印制板安装在机壳底座或机架上,也便于与机架(地)相连接。
电源。
滤波、控制高频电路的印制导线,其长度和宽度要小,导线间距要大,以减小分布电容的影响。
图2 印制导线交叉、平行的处理办法2.3.5 对外连接用插接形式的印制板,为便于安装往往将输人、输出、馈电线和地线等均平行安排在板子的一边,如图5-3(a)所示,①、⑤、○11脚接地;⑩脚接电源;④脚输出;⑥脚输人。
为减小导线间的寄生耦合,布线时应使输人线与输出线远离,并且输人电路的其他引线应与输出电路的其他引线分别布于两边,输人与输出之间用地线隔开。
此外,输人线与电源线间的距离要远一些,间距不应小于1mm。
对于不用插接形式的印制板,为便于转接(外连接),各个接出脚也应放在印制板的同一边,如图3(b)所示。
2.3.6 印制板上每一级电路的接地元件就近接地。
地线短,引线电感小。
当频率较高时,为减小地线阻抗,地线应有足够的宽度。
频率越高,连接线也应愈宽,以减小引线电感。
最好采用大面积接地,如图1(b)所示。
即大面积铜箔均为地线。
如果应用的是双面印制板,则可在印制线路的反面,将相当于正面印制导线部分的铜箔去除,其余部分作为地线,这称作全地线印制板。
大面积接地还具有一定的屏蔽作用。
但是,大面积接地将使元件对地的分布电容增大。
若是某个元件对地分布电容的增大影响到电气性能的话,则可把这只元件对应部分的铜箔除去。
图3 印制板与外连接的布线方式图4 印制导线屏蔽方法图5 印制导线的转弯与分支的作法2.4.2 焊盘(印制接点)的设计要求焊盘亦称“印制接点”,是指印制在安装孔周围的铜箔,供元件引线和跨接线焊接用。
2.4.2.1 焊盘的图形。
在焊接元件和机械加工时,为了增加印制导线与基板的粘贴强度,必须将导线的焊接点加宽成圆环形。
常见的焊盘图形好与不好的情况对比见图6。
例1:左边设计好,元件引线孔的直径为整个焊盘直径的1/2~1/3。
右边焊点面积不对称。
例2:左边印制导线宽度等于焊盘直径1/3-2/3为好;而右边的焊盘与印制导线连接不平滑或所用焊盘与印制导线一般粗,所以设计欠妥。
例3:左边好,在于围绕焊点圆形一致;右边不好,是由于焊盘上下不对称。
例4:右边不好,是由于焊盘与印制导线连接平直。
例5:右边外面三个焊盘设计欠妥。
图6 焊盘好与不好比较例6:右边焊盘不圆。
设计焊盘图形主要考虑的是铜箔的牢固性,以及对各种分布参数的影响,其次才是考虑美观。
由于业余读者各自环境不同,所以对印制板的制作可因地制宜,以满足主要参数为目标。
2.4.2.2 焊盘孔的直径取决于元件引线直径。
我国生产的元件,焊盘孔直径最小可为0.8mm,一般约为1mm。
设计前最好把元件引线(俗称元件图7 穿线法仿制线路板3.2 刀刻法制作线路板在制作少量的线路板时,用小刀刻制简便易行。
刻制线路板常用的工具是:小刀,尖嘴钳,钢板尺。
小刀可用断锯条在砂轮机上磨制,如图8(a)所示,在刀柄上缠上塑料带或医用白胶布,以便把握持刀柄。
刻制线路板的操作步骤如下:第一步:设计、绘制刻制线路底图。
首先根据电子装置外壳把整个线路板的尺寸定下来,然后定下原理图中的元件、电池等的位置。
在设计较复杂的线路板时,如图9(a)所示的稳压电路,就要以原理图中的三极管为核心,以各三极管和所连接的元件在原理图中的位置为依据,在各元件连接处留出一块铜箔作为接线用。
接着就可画出刻制线路板的草图,如图9(b)所示。
为了便于刀刻,应刻把接线用的铜箔面积加大,再稍加整理就可画出图9(C)所示的刀刻线路板了。
也可以用白纸蒙在图9(b)上,用红色圆珠笔将需要保留的线路尽可能描粗,将需要刀刻去的部分绘窄一些,而且只描绘线路不描绘元件,这样一张刀刻线路底图就描绘出来了。
图8 刀刻法制作线路板在我们设计刻制线路板草图时,如遇到几条线不需相连但又不得不交叉到一起时,可以采用以下几种方法来解决。
方法一:利用元器件本身引线(管脚)跨接到线路(导线条)中来避免交叉,如图9(b)中的R2、R4、R3、VD6等就是这样连接的;方法二:可以利用某些元件的外壳来连通两条电路,避免几条导线的交叉,如利用变压器的铁壳;方法三:若是上述两个方法都不能采用的,可以用外加一条有塑料绝缘皮的导线来加以解决。
第二步:刀刻在描好的刀刻线路底图的敷铜板上,用直径(1~1.5)mm的小麻花钻头将板上的元件安装孔打好。
持小刀沿复写线条刻出痕迹,力求刻断铜箔,再用刀尖将痕迹中间的窄铜箔(即需要刻去的铜箔)挑出一个头,然后用尖嘴钳夹住,将铜箔撕下,如图8(b)所示。
刻痕时,所用的小刀刀尖要锐利,操作时要小心刀尖打滑划破线路铜箱或划破左手。
线路板刻好后,用细砂纸将铜箔表面氧化层和污垢擦掉,便可进行电镀、化学镀、涂刷助焊剂等工艺。
刻好的电路板,元器件也可以焊在有铜箔的那面上。
这样,可以不用在线路板上打孔,而且可以很直观地照着焊接图焊接元件,不易出错。
简单的线路,可采用这种方法。
图9 刀刻线路板底图设计例图4.蚀刻法制作印制线路板4.1 用鸭嘴笔描绘印制线路保护膜印制线路板通常是采用蚀刻法制成的。
蚀刻法是在敷铜板上涂覆线路图保护膜,然后用化学方法,将无保护膜的铜箔腐蚀掉。
用鸭嘴笔蘸上虫胶绘图液,绘制出的印制线路保护膜干燥快、附着力强,质硬耐磨,并且仅溶于无水酒精,不溶于水、汽油。
香蕉水等溶剂,在蚀刻液三氯化铁溶液中加温腐蚀不会脱落。
虫胶绘图液的配方:虫胶片25%,无水酒精75%(重量比),甲基紫适量。
把虫胶片陆续投人无水酒精中浸泡,待全部虫胶片都投人后,最好每隔几个小时用玻璃棒搅动一会。
3~4天后虫胶全部溶解,最后放人适量的甲基紫即可使用。
这种绘图液质地纯洁,粘度低,色泽鲜艳醒目,有利于绘制各种复杂和要求高的印制线路保护膜。
采用废旧一次性注射器,将它稍加改造,就能像鸭嘴笔那样用于绘制线路图保护膜,而且还用不着像鸭嘴笔那样老去添加绘图液,提高了绘制速度。
图10为注射器改作描图笔示意图。
改制方法是:把针头截去(10~15)mm,用什锦挫修整截口以保护针孔圆整,并用细油石将截口端面研磨光滑后作“笔尖”,并在针管6mL刻度左右用0.5mm钻头钻一个透气孔。
把红色硝基喷漆用香蕉水以1:1比例稀释后作为绘图液。
使用时,推杆下行,把针管中的气体排净,针头插人绘图液,提升推杆上行,针管内形成负压,绘图液徐徐吸进针管,最大吸液量为6mL,此时推杆活塞正好把透气孔堵严,针管内的绘图液不会从针头流出。
需要描绘印制线路时,只需轻轻提升推杆让透气孔露出,这时就可描绘。
如果工作暂停,只需让推杆下行把透气孔堵严即可。
图5-10注射器改作描图笔绘图时应注意以下事项:描绘时,吸足了绘图液的注射器借助直尺可画出宽度为1mm左右的直线条,线条均匀,随画随干。
特别适合用于描绘集成电路用的又细又密的印制线路图形。
若是图形绘错,可用软布蘸香蕉水把绘图液擦掉。
4.4 用感光剂晒制印制线路保护膜第一步:基板铜箔清洁处理。
用棉纱或棉布沾去污粉擦拭基板铜箔,除掉氧化层,然后用清水冲洗干净。
操作中注意不要划伤铜箔表面。
第二步:干燥板面。
将清洗后的敷铜板用电吹风吹干,注意不要用手去摸铜箔,因为手上的油腻、汗渍会造成新的污染。
第三步:喷涂感光剂。
喷涂前将感光剂充分摇晃,然后趁敷铜板干燥后的余热喷涂感光剂。
喷涂不可在强光及多灰尘的条件下进行,也不可喷涂过厚,以绿色薄层完全遮盖基板为佳。
要求一次性完成喷涂。
第四步:烘干。
将喷涂后的基板放在阴凉处(5~10)分钟,待表面干燥后,用电吹风在基板背后吹热风15分钟,使感光剂与铜箔完全粘合、干透。
若是双面基板,可将此工艺复用。
在进行此项工艺时,一定要保持基板面清洁,不可在强光下进行,亦不可用手去摸感光剂。
板面自然干燥后,必须经过电吹风热处理,否则感光膜会脱落。
图11 印制线路板曝光示意图第五步:曝光。
把用描图纸绘制的1:1印制线路图贴在感光膜上,用一块与基板大小相同的3mm厚的玻璃板盖在印制线路图上,再用票夹夹住玻璃板与基板,使印制线路图紧靠感光膜。
取20W日光钉子本条固定法。
绷网前,首先在丝网四周边上缝上一条宽60100mm的细帆布,把缝有帆布的丝网平铺在框架上,先在框架一侧边把丝网拉伸开,并用钉子钉牢,再以同样方法钉对边,然后钉第三边,再拉紧、拉匀,钉最后一边。
若发现丝网网格明显歪斜,可随时拨出钉子校正,直到满意后,用木条把帆布压人框架槽内,使丝网绷紧,再用钉子钉牢木条。
图12 仿丝网漏印不管选用哪种方法绷网,丝网在固定到框架上之前应先在沸水中煮(5~10)mm,清水漂洗后,趁湿绷紧为宜。
绷网时应做到绷紧、绷平、绷均匀,网眼不能呈菱形,张力应保持在标准数值范围之内,张力太大有可能撕破丝网,或操作起来很费力;张力太小,漏印时丝网反弹力不够,使漏印出的图形模糊。
第三步:丝印橡皮刮刀的制作丝印中的主要工具之一丝印橡皮刮刀,它所采用的橡皮材料的质量及成型加工手段直接关系着印制图形的质量。
其制作方法如下:橡皮采用(10~12)mm厚的聚胺酯耐油橡胶板(即氨基甲酸橡胶),硬度为(75~85)左右。
这种橡皮软硬适中,对于印制精细图形效果较好。
行处理。
可用毛笔蘸漆进行填补、修饰。
如果线条有毛边或凸出的地方,可用刻刀刮削掉。
在认真修版之后,即可进行蚀刻了。
蚀刻,有人亦叫“烂版”。
这是通过三氯化铁腐蚀液的化学反应,把经过印刷的敷铜板的非保护部分的铜箔腐蚀掉。
蚀刻操作步骤如下:4.6.1 配制腐蚀液化工商店一般有固体状态的三氯化铁出售,可以用一份三氯化铁,加两份水配制而成。
配制时,用陶瓷缸,先放三氯化铁后放水,并不断搅拌。