印制電路板的制作

劉誠(chéng) 文軍 謝言清 劉恒淼

摘 要 近年來(lái)隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展尤其是微電子技術(shù)的發(fā)展，讓集成電路的應(yīng)用更加廣泛，同時(shí)對(duì)印制電路板的制造工藝與精度也提出了更多的要求。印制電路板的類(lèi)型開(kāi)始從單雙面板轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬影濉傂园宓龋≈凭€條也更加精細(xì)。本文結(jié)合筆者工作研究，分析了印制電路板的制作流程。

【關(guān)鍵詞】印制電路板 布局 布線 制作

1 印制電路板概述

在各種電子設(shè)備中基本上都會(huì)存在各種印制電路板，其大小、功能以及復(fù)雜程度都有所差異，而各種電子設(shè)備的日益復(fù)雜化，要求的零件與線路在電路板上也更加密集。印制電路板即是以原理圖為準(zhǔn)，來(lái)確保電路設(shè)計(jì)者所需功能的最終實(shí)現(xiàn)。

在對(duì)電路板進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)電子制作中的全部元件的引腳尺寸、結(jié)構(gòu)封裝形式進(jìn)行清楚明確的標(biāo)注，尤其是對(duì)于相同型號(hào)的原件，常常會(huì)由于生產(chǎn)商家的不同而在數(shù)值或者引腳排列方面存在差異；同時(shí)按照設(shè)計(jì)出的電路原理圖來(lái)對(duì)元件的總體方框圖進(jìn)行模擬，按照總體方框圖和具體電性要求給出電路板草圖。在對(duì)相關(guān)元件的引腳以及處于電路板上的具體位置的過(guò)程中，需要更加重視各個(gè)元件體積和相互距離、相近元件與邊緣的尺寸，輸入輸出和電源線，易輻射、易干擾的信號(hào)線等。

2 印制電路板的基板

印制電路板基板選擇敷設(shè)銅箔的絕緣板，通常稱(chēng)之為敷銅板。按照絕緣板基板的具體材料可分為下面四種類(lèi)型：

第一是酚醛紙質(zhì)基板。此基板的成本相對(duì)較低但電性能以及機(jī)械強(qiáng)度不足，耐潮性與耐熱性都不是很好，通常用于一些要求不高的設(shè)備或者低頻電路中。第二是環(huán)氧酚醛玻璃布基板。此基板的耐潮性與耐熱性有明顯提升，電性能與機(jī)械性能都比較好，但因?yàn)橥该鞫炔桓咔覂r(jià)格相對(duì)昂貴，因此常常用在一些高頻電路以及軍工產(chǎn)品中，尤其是對(duì)于安裝密度與布線目的都非常高的數(shù)字電路。第三是環(huán)氧玻璃布基板，此基板的電性能與機(jī)械性能都很高且成本相對(duì)較低，同時(shí)便于后期的維護(hù)與安裝，通常應(yīng)用于很多電子設(shè)備。第四是聚四氟乙烯玻璃布基板，此基板的化學(xué)穩(wěn)定性高，工作溫度為-230℃到260℃，屬于一種耐高溫且高絕緣的基板材料。

3 元器件布局和布線的一般要求

3.1 元器件布局的要求

（1）保證器件優(yōu)先，應(yīng)當(dāng)明確主集成電路以及晶體管等重要器件的具體位置。

（2）單面為主，涉及到的元器件都需要布置在同一面，若空間不足則一般選擇貼片電阻、電容、IC的方式布局于底層。

（3）排列整齊，在確保電氣性能的基礎(chǔ)上，元器件需要相對(duì)緊湊的排列，布局上應(yīng)當(dāng)相互平行或者垂直，避免出現(xiàn)重疊，輸入與輸出元器件盡可能遠(yuǎn)距離設(shè)置。元器件在面板上必須要布置均勻，疏密均勻。

（4）注意電壓，部分元器件與導(dǎo)線往往會(huì)出現(xiàn)相對(duì)較高的電位差，因此可適當(dāng)增加其距離，避免由于放電或者擊穿而導(dǎo)致短路。

3.2 布線的一般要求

布線一般來(lái)說(shuō)可選擇單面、雙面以及多層布線，通常優(yōu)先使用單面。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)順序進(jìn)行，元器件布局排列盡量與原圖相同，布線方向盡可能和電路圖走線保持高度一致。輸入輸出端導(dǎo)線禁止相鄰平行，一般來(lái)說(shuō)可在輸入和輸出端的導(dǎo)線間設(shè)置地線，防止相互出現(xiàn)反饋耦合。印制板導(dǎo)線寬度應(yīng)當(dāng)是根據(jù)導(dǎo)線和絕緣基板之間的粘附強(qiáng)度以及通過(guò)其的電流大小來(lái)決定。針對(duì)集成電路來(lái)說(shuō)一般可以使用0.2到0.3mm的寬度，而導(dǎo)線如遇拐彎時(shí)通常選擇圓弧形，避免在高頻電路中對(duì)電器特性帶來(lái)影響。

4 印制電路板的制作

4.1 元器件引線成型

為確保各個(gè)元件能夠在印制電路板中相對(duì)整齊和規(guī)范的排列，避免虛焊問(wèn)題，元器件引線成型是十分關(guān)鍵的工作。通常可使用尖嘴鉗進(jìn)行操作。元器件引線成型可選擇基本成型法、打彎成型法、垂直插裝法或者集成電路成型法等。

4.2 元器件引線及導(dǎo)線端頭焊前處理

為確保焊接作業(yè)質(zhì)量，在對(duì)元器件進(jìn)行焊接之前應(yīng)當(dāng)清理引線上存在的雜質(zhì)，必要時(shí)可進(jìn)行浸錫處理。若導(dǎo)線有絕緣層，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要的長(zhǎng)度進(jìn)行截?cái)啵鶕?jù)其具體連接情況來(lái)確定剝頭長(zhǎng)度，多股導(dǎo)線進(jìn)行捻頭處理后上錫，如此即可確保引線接入電路后的良好導(dǎo)電。

4.3 元器件的插裝方法

對(duì)于部分軸向?qū)ΨQ(chēng)元件例如說(shuō)電阻器或半導(dǎo)體器件等，一般可選擇臥式或立式的插裝方式，選擇何種方式應(yīng)當(dāng)根據(jù)電路板的具體設(shè)計(jì)需求來(lái)確定。元件插裝后，引線通過(guò)焊盤(pán)后需要留下足夠的長(zhǎng)度，通常在1到2mm；如果是直插式，則引腳通過(guò)后不彎曲，便于拆焊；半打彎式應(yīng)把引腳設(shè)置為45°，全打彎式應(yīng)當(dāng)設(shè)置為90°，確保其機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)需要考慮到焊盤(pán)內(nèi)引線彎曲方向。

4.4 元器件的焊接

對(duì)電阻進(jìn)行焊接的過(guò)程中，要確保電阻器高低相同，電容要注意到正負(fù)極，注意二極管的陰陽(yáng)極性，對(duì)三級(jí)管進(jìn)行焊接的過(guò)程中要控制好作業(yè)時(shí)間，選擇鑷子夾住引腳線來(lái)促進(jìn)其散熱。集成電路線對(duì)角引腳的焊接需要從左到右從上到下按順序焊接，烙鐵頭每次的粘錫量應(yīng)能夠保證焊接2只引腳，首先與電路板上的銅箔進(jìn)行接觸，等待焊錫進(jìn)入引腳底部位置之后再與引腳進(jìn)行接觸，接觸時(shí)間控制在3s之內(nèi)，同時(shí)確保焊錫能夠均勻包裹引腳。焊接作業(yè)結(jié)束后需要進(jìn)行一次全面檢查，對(duì)于漏焊、虛焊等情況進(jìn)行及時(shí)處理。

4.5 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)

其一是目視檢查，即是從整體外觀出發(fā)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢查，查看是否存在漏焊情況，檢查焊點(diǎn)附近是否存在殘留物，檢查焊點(diǎn)是否光滑等。其二是手觸檢查，即是用手直接觸摸元件，查看是否存在元器件松動(dòng)或者焊接不牢固的問(wèn)題，也可使用鑷子對(duì)引線進(jìn)行輕微拉動(dòng)，檢查是否存在松動(dòng)的情況。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，借助于正確合理的印制電路板制作流程，即能夠得到我們實(shí)驗(yàn)或科研所需要的電路板，進(jìn)而滿足生產(chǎn)研究需要。應(yīng)當(dāng)注意的一個(gè)問(wèn)題是，手工繪制的印制電路板主要用于簡(jiǎn)單電路制作，而相對(duì)復(fù)雜的電路則需要選擇CAD等專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

1.湖北碧辰科技股份有限公司 湖北省仙桃市 433018

2.深圳市萬(wàn)潤(rùn)科技股份有限公司 廣東省深圳市 518102

3.博羅縣永晟達(dá)電子有限公司 廣東省惠州市 516000

4.深圳漢之云電子科技有限公司 廣東省深圳市 518000