印制板的设计与制作工艺
pcb制作工艺
pcb制作工艺PCB（PrintedCircuitBoard），即印刷电路板，是一种电子元件连接底板，采用覆铜工艺、印刷技术将电子元件固定在其上，并将信号线连接起来，实现深层次的复杂电路的小型和集成的九轴模块，是电子产品的构成要素。
那么，究竟该如何制作PCB，以及其中的工艺是怎样的呢？一、PCB制作工艺：1、设计制作：PCB设计原理其实是类似于游戏中的拼图，根据用户需要，合理布局PCB元件，并根据电路画出PCB线路图形，这样就可以将要制作的PCB放在一起进行印制。
2、蜕皮处理：处理完设计之后，会将要制作的PCB物料PCB板和接点连接以及元件就绪，然后可以进行蜕皮处理，蜕皮处理是一种特殊的制作技术，可以使PCB的表面光滑无瑕疵，并且具有良好的抗腐蚀性。
3、铜箔处理：经过蜕皮处理后，PCB板面就可以贴上铜箔。
铜箔可以使PCB板具有更好的导电性，而且可以防止PCB板上的元件被湿润。
4、钻孔处理：当铜箔处理完成之后，就可以进行PCB钻孔处理，PCB钻孔处理就是把PCB板上的电线，电路板上的接口，以及PCB板上元件的固定接口，全部钻孔出来，方便以后的连接和安装。
5、焊接处理：当PCB钻孔处理完成之后，就可以进行PCB焊接处理，有了正确的焊接技术，可以使PCB元件紧密可靠地固定在PCB板上。
6、测试处理：最后一步就是测试，在完成所有PCB制作处理之后，就可以进行测试，以确保PCB板的功能可靠。
二、PCB制作注意事项1、设计时，应该尽量减少PCB板的面积，以减少PCB板的成本。
同时，在设计时也要注意电路的连接，合理排列电路，以达到最佳效果。
2、在制作PCB时，应该尽可能地采用精密设备，以保证PCB板的定位、形状、精度等，去除板面不平整的现象，以保证PCB板的质量。
3、在PCB制作中，各种工艺都要尽量减少处理次数，注意元件安装的精度、散热、信号传输质量，合理布局以及管道和元件的连接，以保证PCB板的质量和性能。
《印制板设计教程》课件
CHAPTER
02
印制板设计软件介绍
常用设计软件介绍
Altium Designer
功能强大，支持多种设计 需求，广泛应用于电子设 计领域。
Autodesk EAGLE
易学易用，适合初学者和 小型项目设计。
Fritzing
面向创客和教育领域，提 供可视化原理图和电路板 设计。
软件界面及基本操作
01
详细描述
多层板设计通常用于高密度电子设备中，如手机、电脑、服务器等。其设计过 程需要考虑电路布局、层间信号连接、电源和接地等方面，以确保多层板在电 气性能、机械强度和热稳定性等方面达到要求。
案例二：高速电路板设计
总结词
高速电路板设计主要关注信号的完整性和传输质量，具有高频率、低噪声和低延 迟等特点。
元件选型
选择质量可靠、性能稳定的元件，以提高印制板的可靠性。
冗余设计
在关键部位采用冗余设计，提高印制板的容错能力和可靠性。
环境适应性设计
考虑印制板的工作环境和使用条件，采取相应的防护措施，提高印制 板的适应性和可靠性。
CHAPTER
05
印制板设计案例分析
案例一：多层板设计
总结词
多层板设计是印制板设计中的一种常见类型，具有较高的集成度和信号完整性 要求。
FPGA板设计通常用于实现数字信号处理、图像处理、人工智能等领域的应用。其设计 过程包括硬件描述语言编程、逻辑单元配置和布线布局等环节，以实现特定的功能和性 能要求。FPGA板设计还涉及到硬件加速和并行处理等方面的技术，以提高系统性能和
能效。
CHAPTER
06
印制板制作工艺与材料
印制板制作工艺简介
印制板设计的基本原则
01
印制电路板的设计与制作培训课件
4.元器件排列方式 不规那么排列：指元器件轴线方向不一致，在板上的排 列顺序无规那么。其优点是印制导线短而少，减小了印 制电路板间的分布参数，抑制了干扰。尤其是对于高频 电路有利。但看起来杂乱无章，不太美观。
规那么排列：是指元器件轴线方向排列一致，并与印 制电路板的四周垂直或平行。其优点是元器件排列标 准，板面美观整齐，安装、调试、维修方便。但导线 布设较为复杂，印制导线相应增多。
一、设计印制电路板的准备工作
1.印制电路板的设计前提 ➢确定设计方案，完成电路设计； ➢元器件的选择； ➢仿真验证； ➢电路方案试验； ➢对电路试验结果的分析及对电路设计的改进； ➢考虑整机的机械结构和安装使用。
2. 印制电路板的设计目标 ➢ 准确性：元器件和印制导线的连接关系必须符合印制
板的电气原理图。 ➢ 可靠性：印制电路板的可靠性是影响电子设备可靠性
5. 元器件焊盘的定位 ➢焊盘的中心（即引线孔的中心）距离印制板的边缘不 能太近，一般距离应在2.5mm以上，至少应该大于板 的厚度。 ➢焊盘的位置一般要求落在正交网格的交点上，如图415所示。在国际IEC标准中，正交网格的标准格距为 2.54mm（0.1in）；国内的标准是2.5mm。
§4.3 印制电路板上的焊盘及导线
四、印制导线的抗干扰和屏蔽
1. 地线布置引起的干扰
原因：
I1
I2
如印制导线AB长为10cm
要尽可能防止异形孔，以便降低加工本钱。
2. 焊盘的外径
密度的单面电路板： Dmin＝d+1mm
双面电路板： Dmin≥2d
D
3. 焊盘的形状
岛形焊盘：
适用于元器件密集、不规那 么排列的电子产品。由于焊盘 面积大，抗剥离强度增大，可 以降低覆铜板的档次。
最全的印制工艺流程
最全的印制工艺流程印制工艺流程是指电子产品PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）的生产过程。
以下是一个较全面的印制工艺流程：1. 设计和校验：根据产品需求，设计PCB图纸，并进行校验和审查。
2. 印制电路板（inner layer process）：a. 制作内层：将玻璃纤维布涂覆铜箔，经过光刻和蚀刻等步骤制作内层电路。
b. 研磨和清洗：将制作完的内层电路板进行研磨和清洗，去除多余的铜箔和杂质。
3. 确定层次结构（layer stackup）：根据产品需求，确认PCB的层数和层次结构。
4. 添加电解铜（electroless copper deposition）：将内层电路板浸泡在含有铜盐和化学催化剂的溶液中，使其与铜箔表面反应生成电解铜。
5. 涂覆光敏胶（photoresist application）：在电解铜上涂覆光敏胶，用于后续的光刻。
6. 光刻（photolithography）：将PCB放置在UV曝光机中，通过光刻技术将光敏胶暴露在特定的区域，形成所需的电路图案。
7. 蚀刻（etching）：将暴露的部分光敏胶通过蚀刻液腐蚀掉，暴露出铜箔。
8. 去光敏胶（photoresist stripping）：将剩余的光敏胶去除，暴露出裸露的铜箔。
9. 添加金属（metallization）：在暴露的铜箔表面添加一层金属保护，通常使用镀金、镀锡、镀铅等方法。
10. 添加覆铜膜（outer layer process）：将外层铜箔通过热压贴合或化学镀铜的方式固定在内层上。
11. 图案印刷（silk screening）：在PCB表面印刷所需文字、图案和标识。
12. 钻孔（drilling）：在PCB上钻孔，用于安装元件和进行连线。
13. 表面处理（surface finish）：对PCB表面进行处理，提供良好的焊接性能和耐腐蚀能力，常见的方法有HASL（Hot Air Solder Leveling），ENIG （Electroless Nickel Immersion Gold），OSP（Organic Solderability Preservative）等。
印制电路板的设计与制作
印制电路板的设计和制作本章主要介绍印制电路板的元件布局及布线原那么；应用ＰＲＯＴＥＬ设计印制电路板的根本步骤及设计例如；印制电路板的手工制作和专业制作的方法，并以实验室常用的ＶＰ１０８Ｋ电路板制作系统为例，介绍了ＰＣＢ的制作步骤和方法。
章末附有印制电路板的设计和制作训练。
现代印制电路板〔简称ＰＣＢ，以下ＰＣＢ即指印制电路板〕的设计大多使用电脑专业设计软件进展，ＰＣＢ的制作也是通过专业制作厂家完成的。
因此，大批量的ＰＣＢ生产常常是用户自己设计好印制板，将文档资料交给印制板生产厂家，由其完成ＰＣＢ板的制作。
ＰＲＯＴＥＬ就是一种被广泛使用的印制板设计软件，它设计出的印制板文档可以广泛地被各专业印制板生产厂家所承受。
因此本章首先介绍使用ＰＲＯＴＥＬ进展印制板设计的一般步骤，给出一个设计例如，然后简单介绍手工制作印制板的一般方法，最后介绍适合于实验室的印制电路板制作设备ＶＰ１０８Ｋ。
１２１印制电路板的设计原那么印制电路板的设计是一项很重要的工艺环节，假设设计不当，会直接影响整机的电路性能，也直接影响整机的质量水平。
它是电子装配人员学习电子技术和制作电子装置的根本功之一，是实践性十分强的技术工作。
印制电路板的设计是根据电路原理图进展的，所以必须研究电路中各元件的排列，确定它们在印制电路板上的最正确位置。
在确定元件的位置时，还应考虑各元件的尺寸、质量、物理构造、放置方式、电气连接关系、散热及抗电磁干扰的能力等因素。
可先草拟几种方案，经比拟后确定最正确方案，并按正确比例画出设计图样。
画图在早期主要靠手工完成，十分繁琐，目前大多用计算机完成，但前述的设计原那么既可适用于手工画图设计，也可适用于计算机设计。
对于印制电路板来说，一般情况下，总是将元件放在一面，我们把放置元件的一面称为元件面。
印制板的另一面用于布置印制导线〔对于双面板，元件面也要放置导线〕和进展焊接，我们把布置导线的这一面叫做印制面或焊接面。
如果电路较复杂，元件面和焊接面容不下所有的导线，就要做成多面板。
印制板设计工艺标准
4.3.
4.3.6.1
4.3.6.2 V
4.3.6.2.1
4
（
（
（
（
（6）板厚为1.6mm的印制板，开槽示意图如图17所示：
4.3.6.2.3线路板拼板时尽量采用V型槽代替1mm镂空连接，以节约加工和材料成本，线路板拼板之间禁止使用邮票孔进行连接，不推荐使用连筋进行连接。
4.3.6.2.4对于只有THC器件，没有SMD器件的线路板，可采用单板或拼板设计方式，印制板外形尺寸要求：X≤330mm；Y≤250mm。
4.3.5.3.2在距V形槽20mm区域内不能有高于30mm的器件。
4.3.5.3.3
4.3.5.3.4若由于电路板尺寸大小或器件过密等原因只能将贴片电容放置距离印制板V型槽6mm范围之内则应符合以下要求：
（a）电容尽量与V型槽以平行方向放置，如图15（a）所示。
（b）当贴装器件只能与V形槽以垂直方向放置时，应在器件所对应的V形槽处打一个长方孔或通槽（长度＝2×器件宽），如图15（b）所示。
传送带方向；推荐贴片IC的长轴平行于洄流焊炉的传送带方向；推荐0805及以上封装的贴片二极管、阻容类元件的长轴也垂直于洄流焊炉的传送带方向，如图25所示。
回流焊锡炉传送带方向
4.3.15.2波峰焊工艺的元器件排布方向
4.3.15.2.1
4.3.15.2.2
的前后端
4.3.15.2.3对于两面都设计有插装器件的印制板应考虑其中一面插装器件的管脚与另一面插装器件的位置关系；合理放置器件，以免造成冲突不方便焊接维修。
thcmelfqfpchipicsot编号版号印制板设计工艺标准更改标记43印制板整体要求431印制板的组装方式及工艺流程设计4311印制板的组装方式设计人员根据实际情况从图1图4中选用不同的组装方式4312工艺流程设计43121纯表面组装工艺流程单面表面组装工艺流程如图1施加焊膏贴装元器件43122表面贴装和插装混装工艺流程单面混装smd和thc都在同一面如图2单面混装smd和thc分别在pcb的两面如图3面施加贴装胶贴装smd胶固化翻转pcb面施加贴装胶贴装smd胶固化翻转pcb面施加焊膏贴装smd面波峰焊
印制板制作工艺规程
3.3工艺方面
3.3.1布线方向
从焊接面看,元件的排列方位尽量可能保持与原理图一致,布线方向最好与电路图走线方向一致,以便调试与维修.
3.3.2元件分布
所有直插件采用卧式,设计布线图时应注意管脚的排列顺序,元件之间间距要合理.
b)元器件离板边距离应大于5mm,这样可避免波峰焊接时链爪碰到元器件.
c)晶振及晶体应放置于印制板的中心位置,不可在印制电路板板边处,这样一来可以避免分板时产生的震动而造成的损坏.
d)如果SMD元件排列在板边位置,SMD元件的纵向排列坐标应与分板槽平行.SMD元件排列不易太密,零件焊盘与零件焊盘纵向之间的距离不能小于2.5mm.
3.1.2印制板尺寸大小的确定要尽量从本公司印制板尺寸大小系列中选取,尽量不增加尺寸规则，以减少工装数量和生产设备调节次数.
3.1.3受波峰焊接机的限制,印制板最大宽度不得超过300mm;最大长度不得超高400mm.
3.1.4如果板面过小应将多个板面合并成一件。应注意保留零件空位，如：排插、连接器、开关等零件的突出位.同时加宽印制板的板边,其宽度大约10mm（含邮票孔或V型分板槽）.
3.2.4元件排列
磁性元件(电感、变压器、晶振等)不宜放在一起,避免其彼此之间产生干扰；另点电容方面应注意其的分布状况.一般来讲旁路电容应分布在接地线旁边,这样可以减少其线性;偶合/协振一般应排放在其本身电路的最近位置.
3.2.5针对无背板机盘,其负48V、220V等高压电源线的走线和过孔应距离板边缘≥10mm处,这样可以避免因老室防静电机架绝缘电阻不够大的问题.强电流线(公共地线、功放电源引线等)应尽量宽些,以降低其分布电阻及其压降，减少其寄生偶合而产生的自激.
印制板设计工艺标准
4.3.5.2.1
4.3.5.2.2红胶工艺的印制板还需满足Bottom层贴装器件的外形距印制板传输边距离不小于7mm。
4.3.5.2.3插装器件高度不高于60mm。
4.3.5.3 V型槽的工艺限制条件
4.3.5.3.1器件边缘距离印制板V形槽应≥2mm，避免切板时对V型槽周围器件造成损害。
4.3.4.3印制板垂直传输边方向的后端建议为直边，不能为斜边、尖角或圆弧。如果因设计要求必须是异形线路板时，则缺口在垂直传输边方向的宽度不能超过10mm。
4.3.4.4印制板四周应设计成圆角，如图9所示。
V-CUT测试点（防呆点）由线路板生产厂家自行设计，我公司在线路板打孔图中进行标注要求，描述方法：要求增加V-CUT测试点。
温度参数
承受时间
备注
1
洄流焊锡机
240℃～250℃
30S～60S
器件应同时满足温度参数与承受时间。
2
波峰焊锡机
255℃～275℃
10S
4.3.10.2新采用的贴片器件应提供给生产技术部确认现有设备是否满足贴片工艺要求。
4.3.10.3大批量生产时，SMD器件的包装必须选用编带形式或托盘形式。
4.3.10.4当SMD器件和THC器件性能一致，价格相符时尽量选用SMD器件。
4.2.2THC：Through Hole Components通孔插装元件。
4.2.3
4.2.4QFP：Quad Flat Package方型扁平式封装，零件四边有脚，零件脚向外张开。
4.2.5Chip：矩形片状元件（rectangular chip component），两端无引线，有焊端，外形为薄片矩形的表面组装元件。
A面施加焊膏贴装SMD洄流焊A面插装THC B面波峰焊。
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普通电阻器 电位器
2. 图形转移
将PCB版图打印到热转印纸再转移到覆 铜板上的过程称之为图形转移。具体方法 有:
①丝网漏印法 ②曝光制版法
丝网漏印
3. 腐蚀技术
腐蚀主要是指利用化学方法，对印制电路 板上未涂有抗蚀剂的铜箔进行腐蚀，并在印 制板上留下精确线路图形的过程。实验室常 用的腐蚀方法有以下两种：
（1）三氯化铁腐蚀法 （2）盐酸+双氧水腐蚀法
4. 印制电路板的机械加工
印制电路板机械加工包含的环节： 根据总装的要求，对己腐蚀好的印制电路
板进行剪切、修整，然后用电钻在蚀刻完 毕的印制板上打孔。
5. 印制电路板的质量检验
检验的主要项目有： 目视检验； 连通性试验； 绝缘电阻的检测； 可焊性；
二、元件选择
2. 1 电抗元件
1．电抗元件的标称值
（10）美工刀 1把
（11）钢直尺 1把
1.3.2 印制电路板的设计步骤
(1) 选定印制板的材料、厚度和板面尺寸 (2) 印制电路板坐标尺寸图的设计 (3) 根据电原理图绘制排版联机图
1.3.3 印制板的制作
印制板制作的必要环节包括： 底图胶片制版 图形转移 腐蚀刻板 印制电路板的机械加工 印制电路板的质量检验
E6
1.0
1.5
2.2
3.3
4.7
6.8
2.电抗元件的标注
标称值一般用色标法、直标法和文字符号描述法来表示。
（1）直标法
直标法是按照各类电子元器件的命名规则，将主要信息用字
母和数字标注在元器件表面上，这种标注方法只适用于体积
较大的元器件。
材料 类型 功率
RJ – 1 -1W 4.7kΩ 2007.1
印制板的设计与制作工 艺
2020/8/13
电子电路的加工和调试基础
❖ 印制板的设计与制作工艺 ❖ 元件选择 ❖ 电子产品的装配工艺 ❖ 焊接工艺 ❖ 调试工艺
一、印刷板的设计与制作工艺
1.1 印制电路板知识基础
印制电路板也叫做印刷线路板，简称印制板。电路 板是电子电路的载体，它由绝缘底板、连接导线和 装配焊接电子元器件的焊盘组成，具有导电线路和 绝缘底板的双重作用。
用色标法表示大小为470× Ω，精度为 的电阻
各环颜色表示的意义
颜 黑棕 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 金 银 无
色
色
表示 0 1 2 3 4 5
6
7 8 9－ －
数值
-1
-2
表示
误差 （% ）
1 2
0.5 0.2 0.1
5 10 20
3. 电阻器
电阻器是组成电路的基本元件之一。在电路 中，电阻器用来稳定和调节电流、电压，组成分 流器和分压器，在电路中起到限流、降压、去 耦、偏置、负载、匹配、取样等作用。还可以用 来调节时间常数、抑制寄生振荡等。
可调电阻器 微调电阻器 敏感电阻器
使用印制电路板的电子设备具有可靠性高、一致性 好和稳定性好；机械强度高、抗振动、抗冲击性强 ；设备的体积小、重量轻；便于标准化、便于维修 等优点。
1.2 印制电路板的分类及制作方法 按结构分类：
❖ 1.单面印制板 ❖ 2.双面印制板 ❖ 3.多层印制板 ❖ 4.挠性印制板
按敷铜板材料分类：
❖ 1.酚醛纸基敷铜板 ❖ 2.环氧酚醛玻璃布敷铜板 ❖ 3.环氧双氰铵玻璃布敷铜板 ❖ 4.聚四氟乙烯敷铜板
系列 允许偏差
E24、E12、E6系列的具体规定
标称容量值
1.1 1.3 1.6 2.0 2.4 3.0 3.6 4.3 5.1 6.2 7.5
E24
1.0
9.1
1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2
E12
1.0 1.1 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2
1. PCB版图的设计
PCB版图的设计可以采用POWER PCB、 protel等多种制版软件进行。
绘制印制板图时应注意的几个问题： （1）印制导线与焊盘的连接应平滑过度； （2）印制导线的公共地线不应闭合； （3）印制导线的转弯处最好呈圆弧形； （4）印制导线的接点处直径不能过大，最好是孔径的2～3倍； （5）印制导线宽度应尽可能地将均匀一致； （6）印制导线与印制板的边缘应留有一定的距离； （7）高频电路应避免用外接导线跨接； （8）在布线时需注意，为了避免转印过程中出现断线等情况，在设计 时尽可能采用不小于0.5mm的线宽规则。
制作流程： 第一步：激光打印PCB板
第二步：转印过程
第三步 腐蚀，完成整个制版
1.3.1 制作电路板所需材料和设备
（1）热转印机 1台
（2）热转印纸 1张
（3）油性记号笔 （4）腐蚀机及腐蚀剂
1支 1套
（5）单面覆铜板 1张 （6）高速电钻 1台
（7）手动剪板机
1台
（8）钢锯
1只
（9）木工用细砂纸 1张
（1） 电阻器的额定功率
电阻器的额定功率系指电阻器在直流或交流电路 中，在正常大气压力（86～106kPa）及额定温度条件 下，能长期连续负荷而不损坏或不显著改变其性能所允许 消耗的最大功率
在电路图中表示电阻器额定功率的图形符号 ：
1/4W 1/2W 1W 2W 5W 10W
（2） 电阻器的分类
标称阻值 生产日期
精度
采用直标法的电阻元件
（2）色标法
在元件上用不同颜色的色环表示元件的标称值和偏差。 现在常见的有4环和5环的电子元件。对于4环元件，前两 环表示数字的有效值，第三环表示10的倍率，第四环表示 元件的偏差；而对于5环元件，前三环表示数字的有效值 ，第四环表示10的倍率，第五环表示元件的偏差。最常用 这种方法的是电阻、部分电容和部分电感元件。
敷铜板的选用规则：
1.环氧酚醛玻璃布敷铜板适用于高频、超高频电路； 2.聚四氟乙烯敷铜板适用于微波、高频电路； 3.酚醛纸基敷铜板简称酚醛板适用于低频电路；
制作方法：
❖ 1、丝网印刷法 ❖ 2、雕刻法 ❖ 3、手绘法 ❖ 4、帖图法 ❖ 5、使用预涂布感光敷铜板 ❖ 6、热转印法（实验室常见）
1.3 印制电路板系统设计加工流程