電子元器件及其應(yīng)用課件：印制電路板設(shè)計(jì)與制作

印制電路板設(shè)計(jì)與制作14.1常用的制板軟件簡(jiǎn)介14.2AltiumDesigner繪制PCB的過(guò)程14.3新建PCB工程14.4繪制原理圖14.5繪制PCB電路板14.6

PCB設(shè)計(jì)的后續(xù)操作14.7PCB制板14.8裝配、調(diào)試與測(cè)試

14.1常用的制板軟件簡(jiǎn)介

1.?PowerPCB

PowerPCB又名PADSLayout，是由Mento公司研發(fā)的一套高端的專(zhuān)業(yè)PCB繪圖軟件。該軟件功能強(qiáng)大，性能優(yōu)越，尤其是它具有非常專(zhuān)業(yè)的PCB設(shè)計(jì)規(guī)則可供開(kāi)發(fā)者設(shè)置。開(kāi)發(fā)者首先將各種規(guī)則設(shè)定好，然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)操作，便能方便地設(shè)計(jì)出高性能的電路板。

在自動(dòng)布線和自動(dòng)布局方面，該軟件也有較為嚴(yán)密的規(guī)則可供設(shè)置，因此大大增強(qiáng)了其自動(dòng)布局、布線的效率和質(zhì)量。從設(shè)計(jì)電路板的層次方面來(lái)講，該軟件也比較專(zhuān)業(yè)，能滿足開(kāi)發(fā)者設(shè)計(jì)至少8層以上的多層板，并且運(yùn)行穩(wěn)定。該軟件也存在不足之處：一方面，軟件本身是針對(duì)PCB設(shè)計(jì)方面開(kāi)發(fā)的，并沒(méi)有給用戶提供繪制原理圖的工具，其原理圖必須借助于PowerLOGIC、Protel等軟件；另一方面，該軟件功能較強(qiáng)，參數(shù)設(shè)定較多，因而對(duì)新手來(lái)說(shuō)上手比較慢；此外，該軟件運(yùn)行的程序較為復(fù)雜，因而占用的計(jì)算機(jī)資源也比較多。

2.?Protel99SE

Protel是國(guó)內(nèi)業(yè)界最早使用和最為流行的一個(gè)繪圖軟件。Protel99SE是Protel公司推出的基于Windows平臺(tái)的產(chǎn)品，其集強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力、復(fù)雜工藝的可生產(chǎn)性和設(shè)計(jì)過(guò)程于一體，完整地實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的全過(guò)程。盡管該軟件在某些領(lǐng)域(如多層板設(shè)計(jì)、超大規(guī)模電路設(shè)計(jì))趕不上Power

PCB等軟件，但它具有入門(mén)簡(jiǎn)單、上手快、占用資源少、元器件庫(kù)豐富等優(yōu)點(diǎn)，因此很受初學(xué)者和大部分電子行業(yè)的人士歡迎。但由于其是十幾年前設(shè)計(jì)的軟件，對(duì)現(xiàn)在主流操作系統(tǒng)Windows

7、10的支持并不樂(lè)觀。常用的單機(jī)版本總是容易在繪制PCB走線時(shí)出現(xiàn)卡機(jī)、無(wú)反應(yīng)等癥狀，會(huì)導(dǎo)致少則幾分鐘多則數(shù)小時(shí)的工作全部因?yàn)槲醇皶r(shí)保存而需要重新設(shè)計(jì)。

3.?AltiumDesigner介紹

AltiumDesigner是Altium收購(gòu)Protel后于2006年年初推出的ProtelDXP的升級(jí)版，其更加人性化的操作極大地強(qiáng)化了電路設(shè)計(jì)的同步性。它整合了VHDL與FPGA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能，提供了綜合電子產(chǎn)品一體化開(kāi)發(fā)所需的所有必需技術(shù)和功能。它集成了板級(jí)和FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)，基于FPGA和分立處理器的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)以及PCB版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。AltiumDesigner將設(shè)計(jì)中的元器件符號(hào)、元器件封裝、SPCE模型、3D模型整合到一起，使用更加方便，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)文件采用工程管理方式，可分類(lèi)存放，易于管理。

AltiumDesigner繼承了Protel99SE軟件的易用性，集成了更豐富的元器件庫(kù)，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)使用簡(jiǎn)單、上手快，且自帶鼠標(biāo)縮放功能。在Windows

7系統(tǒng)下，AltiumDesigner兼容性遠(yuǎn)好于Protel99SE，故越來(lái)越受到電子行業(yè)從業(yè)者的歡迎。同時(shí)AltiumDesignerWinter09軟件有只包含SCH與PCB功能的不到70?MB的綠色精簡(jiǎn)版，將其解壓到任意目錄下均可直接運(yùn)行，省掉了復(fù)雜的安裝過(guò)程。本節(jié)將著重介紹使用AltiumDesigner軟件進(jìn)行原理圖和PCB圖設(shè)計(jì)的過(guò)程，讓使用者從實(shí)際操作入手，盡快掌握軟件設(shè)計(jì)PCB的方法。

14.2AltiumDesigner繪制PCB的過(guò)程

制作PCB一般需要以下幾個(gè)過(guò)程：

(1)建立PCB工程(Project)；

(2)建立SCH原理圖文件(Schematic)；

(3)添加元器件庫(kù)；

(4)繪制原理圖，導(dǎo)出元器件清單；

(5)建立PCB文件；

(6)導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)到PCB；

(7)設(shè)置PCB設(shè)計(jì)規(guī)則；

(8)布局、布線、覆銅；

(9)制作PCB封裝庫(kù)；

(10)手工制板配置與打印。

14.3新建PCB工程

AltiumDesigner默認(rèn)的設(shè)計(jì)界面是英文的，但是AltiumDesigner軟件支持中文菜單，可以在【Preferences】中進(jìn)行中英文菜單切換。點(diǎn)擊軟件左上角的【DXP】→【Preferences】→【System】→【General】選項(xiàng)卡，勾選“Uselocalizedresources”復(fù)選框，再點(diǎn)擊“確認(rèn)”后可關(guān)閉軟件。重新打開(kāi)軟件就是中文界面了，如圖14-1所示。圖14-1

AltiumDesigner的中文設(shè)計(jì)主窗口

執(zhí)行主菜單【文件】→【新建】→【工程】→【PCB工程】，如圖14-2所示，可新建PCB工程。

圖14-2新建PCB工程

執(zhí)行主菜單【文件】→【保存工程為…】進(jìn)行保存，也可以在【Projects】面板上右擊工程文件【PCB_Project1.PrjPCB】→【保存工程為…】。

14.4繪?制?原?理?圖

1.新建原理圖文件新建原理圖文件：執(zhí)行【文件】→【新建】→【Schematic】新建一個(gè)原理圖文件，啟動(dòng)原理圖編輯器，如圖14-3所示。圖14-3原理圖編輯器界面

2.原理圖設(shè)計(jì)界面設(shè)置

在繪制電路圖之前，首先要進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)置，比如圖紙的大小、方向、標(biāo)題、網(wǎng)格參數(shù)等信息。系統(tǒng)默認(rèn)選擇A4橫向幅面的設(shè)計(jì)圖紙，這對(duì)一般的設(shè)計(jì)顯然夠用了，但對(duì)于元器件較多的復(fù)雜設(shè)計(jì)，可能擺放不完，此時(shí)需要A3或A2幅面。點(diǎn)擊菜單的【設(shè)計(jì)】→【文檔選項(xiàng)】命令，可以彈出文檔選項(xiàng)對(duì)話框，如圖14-4所示，可設(shè)置模板、方位、是否顯示標(biāo)題欄、圖紙編號(hào)間隔、是否顯示圖紙柵格、是否顯示圖紙邊界、顯示模板圖形、顏色設(shè)置、Grids網(wǎng)格大小設(shè)置、電氣網(wǎng)格大小等。

圖14-4圖紙選項(xiàng)

圖紙的放大與縮小有4種方法：

(1)按住Ctrl的同時(shí)滾動(dòng)鼠標(biāo)滾輪；

(2)按住Ctrl的同時(shí)按下鼠標(biāo)右鍵并前后移動(dòng)鼠標(biāo)；

(3)按下鼠標(biāo)中間的滾輪鍵并前后移動(dòng)鼠標(biāo)；

(4)按鍵盤(pán)上的PageUp則放大視圖，按PageDown則縮小視圖。

3.元件庫(kù)的安裝

AltiumDesigner系統(tǒng)默認(rèn)打開(kāi)的集成元件庫(kù)有兩個(gè)：常用分立元件庫(kù)(MiscellaneousDevices.Intlib)和常用接插件庫(kù)(MiscellaneousConnectors.Intlib)，一般常用的分立元件原理圖符號(hào)和常用接插件符號(hào)都可以在這兩個(gè)元件庫(kù)中找到。

元件庫(kù)的安裝：?jiǎn)螕魣D14-5【庫(kù)】面板中的【Libraries…】按鈕，屏幕彈出【可用庫(kù)】對(duì)話框，在【已安裝】選項(xiàng)卡中列出了當(dāng)前所安裝的元件庫(kù)，在此可以對(duì)元件庫(kù)進(jìn)行管理操作，包括元件庫(kù)的安裝、移除、激活以及順序的調(diào)整。

圖14-5

【庫(kù)】面板與安裝元件庫(kù)

4.原理圖繪制

1)元件操作

通過(guò)【庫(kù)】面板放置元件：如圖14-5所示，在【元件查找】中輸入元件名字，如“Res2”就是電阻。點(diǎn)擊【PlaceRes2】按鈕，將光標(biāo)移動(dòng)到工作窗口中，單擊鼠標(biāo)左鍵放置元件，單擊鼠標(biāo)右鍵退出放置狀態(tài)。

當(dāng)元件在未放置狀態(tài)時(shí)，按下鍵盤(pán)【Tab】鍵，或者在元件放置好后，雙擊元件，屏幕彈出元件屬性設(shè)置對(duì)話框，可以修改元件的屬性，如圖14-6所示。

圖14-6元件屬性設(shè)置對(duì)話框

2)電氣連接

電氣連接是按照設(shè)計(jì)要求將具有電氣連接的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、輸出輸入端口等放置好的各個(gè)相互獨(dú)立的元器件連接起來(lái)，從而建立起電氣連接的過(guò)程。

布線工具欄如圖14-7所示，各個(gè)按鈕的功能如表14-1所示。

圖14-7布線工具欄

單擊布線工具欄中的按鈕，此時(shí)鼠標(biāo)指針變?yōu)槭止鈽?biāo)的形狀。將十字光標(biāo)放在預(yù)放置導(dǎo)線的電容的接線端，這時(shí)將出現(xiàn)紅色米字形光標(biāo)，如圖14-8所示。單擊鼠標(biāo)，確定導(dǎo)線的起點(diǎn)，然后拖拽鼠標(biāo)，在導(dǎo)線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處再單擊，再拖拽鼠標(biāo)帶電阻的接線端，此時(shí)又出現(xiàn)紅色米字形光標(biāo)，如圖14-9所示。單擊鼠標(biāo)左鍵，這兩個(gè)元件的連接就完成了，如圖14-10所示。按【Shift】+【Space】鍵可以進(jìn)行切換，可以依次切換為90°轉(zhuǎn)角、45°轉(zhuǎn)角和任意角。

圖14-8放置導(dǎo)線起點(diǎn)圖14-9放置導(dǎo)線終點(diǎn)圖14-10放置導(dǎo)線完成

3)設(shè)置元件屬性

(1)添加元器件標(biāo)識(shí)。元器件的標(biāo)識(shí)或者標(biāo)號(hào)可以通過(guò)雙擊該元器件在彈出的屬性中自己手動(dòng)進(jìn)行更改。對(duì)于多個(gè)元器件，可以使用系統(tǒng)的自動(dòng)添加標(biāo)識(shí)功能進(jìn)行添加，以節(jié)省時(shí)間。執(zhí)行菜單命令【工具】→【注解】，彈出自動(dòng)標(biāo)志元件對(duì)話框，點(diǎn)擊“確定”即可對(duì)未添加標(biāo)識(shí)的元器件添加不同的名稱(chēng)，執(zhí)行菜單命令后效果如圖14-11所示。此時(shí)每個(gè)元器件都有不相同的名稱(chēng)，字符后面跟隨一個(gè)淺灰色帶括號(hào)的更改以前的名稱(chēng)。同樣，可以在放置第一個(gè)元器件前按下【Tab】鍵設(shè)置標(biāo)識(shí)后連續(xù)放置該元器件，此時(shí)標(biāo)識(shí)序號(hào)可自動(dòng)加1。

圖14-11完成自動(dòng)標(biāo)識(shí)的原理圖

(2)添加封裝。元器件封裝可以認(rèn)為是確定元器件焊接到電路板時(shí)的焊接位置與焊接形狀的過(guò)程，包括元器件的外形尺寸、所占空間位置以及各引腳之間的間距等。不同的元器件可以共用同一個(gè)封裝。同一種元器件也可能有不同的封裝。打開(kāi)元器件屬性設(shè)置界面進(jìn)行設(shè)置，單擊封裝欄下方的【添加】按鈕，在彈出的對(duì)話框中選擇【Footprint】，在【封裝模型】下的【名稱(chēng)】欄中輸入封裝名字就可以更改封裝。

5.報(bào)表生產(chǎn)

生成元器件報(bào)表可以對(duì)電路中元器件的封裝、標(biāo)號(hào)等進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。

執(zhí)行菜單命令【報(bào)告】→【BillofMaterials】彈出如圖14-12所示的元器件報(bào)表生成對(duì)話框，其中列出了原理圖中元器件注釋、描述、標(biāo)號(hào)以及封裝的具體信息。為了方便保存或是打印，可以將該報(bào)表導(dǎo)出為Excel文件格式，導(dǎo)出前先進(jìn)行預(yù)覽，點(diǎn)擊【菜單】按鈕在彈出的菜單中選擇【報(bào)告】命令，打開(kāi)元器件清單導(dǎo)出預(yù)覽框。若對(duì)預(yù)覽滿意的話點(diǎn)擊【輸出】按鈕，就可以生成Excel格式文檔。

圖14-12元器件報(bào)表生成對(duì)話框

執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】→【文件的網(wǎng)絡(luò)表】→【Protel】，系統(tǒng)會(huì)在Project面板的“Generated\NetlistFiles”目錄中生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表，雙擊打開(kāi)報(bào)表，如圖14-13所示，在該表的基礎(chǔ)上可以完成PCB電路板的設(shè)計(jì)。其實(shí)在AltiumDesigner中進(jìn)行原理圖和PCB設(shè)計(jì)時(shí)，用戶并不需要自己?jiǎn)为?dú)生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)和PCB編輯系統(tǒng)之間的信息交互。

圖14-13網(wǎng)絡(luò)報(bào)表

14.5繪制PCB電路板

1.規(guī)劃電路板打開(kāi)新建的“CH340USB轉(zhuǎn)TTL.PcbDoc”文件，執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】→【層疊管理】，彈出如圖14-14所示的PCB板層設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置電路板為雙層板并確定。圖14-14

PCB板層設(shè)置

執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】→【板參數(shù)設(shè)置】，設(shè)置PCB圖紙屬性，如圖14-15所示。用戶可以按照自己的設(shè)計(jì)習(xí)慣來(lái)設(shè)置圖紙的尺寸以及網(wǎng)絡(luò)的大小，一般不需要修改默認(rèn)的圖紙尺寸。

圖14-15

PCB圖紙屬性設(shè)置

2.裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝

在載入原理圖網(wǎng)絡(luò)表前首先要在PCB編輯環(huán)境中加載元器件所需的引腳封裝。將前面所建立的元件引腳封裝“USB.PcbLib”加載到系統(tǒng)中來(lái)，并且還要加載“C:\PROGRAMFILES(X86)\ALTIUMDESIGNER6\Library\Elantec\”目錄下的“ElantecVideoSyncCircuit.IntLib”。

接下來(lái)載入網(wǎng)絡(luò)表，在PCB編輯系統(tǒng)中執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】→【ImportChangesCH340USB轉(zhuǎn)TTL.PcbLib.PRJPCB】，彈出圖14-16所示的網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入窗口，其中列出了所有的網(wǎng)絡(luò)表加載項(xiàng)，執(zhí)行【使更改生效】命令對(duì)所有的加載項(xiàng)進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證無(wú)誤后執(zhí)行【執(zhí)行更改】命令加載網(wǎng)絡(luò)表，加載完成后圖14-17中“狀況”狀態(tài)欄中全部呈“√”狀，表示加載正確無(wú)誤，點(diǎn)擊【關(guān)閉】按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。

圖14-16網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入窗口圖14-17網(wǎng)絡(luò)表加載完成

載入網(wǎng)絡(luò)表和元件的引腳封裝后的PCB編輯界面如圖14-18所示，載入的元件引腳封裝分布在PCB板框的右部，網(wǎng)絡(luò)連線以預(yù)拉線的形式存在。點(diǎn)擊選取右方的元件放置空間，并按鍵盤(pán)上的【Delete】鍵將其刪除。刪除元件放置空間后的PCB編輯界面如圖14-19所示。

圖14-18完成導(dǎo)入后的PCB編輯界面圖14-19刪除元件放置空間后的PCB界面

3.元件的布局

為了便于該USB轉(zhuǎn)串口電路后面的手工制板，這里將所有的貼片元件如貼片電阻電容等都放置在電路板的底層，而直插式元件放在電路板的頂層，這樣做是為了使所有的焊盤(pán)均放置在底層，手工制板可以采用單面板制作。布局完成后的電路板如圖14-20所示。

圖14-20布局完成后的效果圖

為了元件布局和布線時(shí)便于查看，隱藏電路板上的字符串信息可以使界面變得整潔清晰。點(diǎn)擊編輯區(qū)域左下角的

按鈕并切換到【顯示/隱藏】選項(xiàng)卡，如圖14-21所示，將【串】選項(xiàng)設(shè)置為“隱藏的”。

圖14-21

【顯示/隱藏】選項(xiàng)卡設(shè)置

4.自動(dòng)布線

本實(shí)例電路簡(jiǎn)單，可以采用自動(dòng)布線后手工修改的方式布線。布線規(guī)則的設(shè)置直接影響到系統(tǒng)布線的質(zhì)量，所以首先對(duì)布線的設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行設(shè)定，這里僅對(duì)走線寬度和間隔兩個(gè)規(guī)則進(jìn)行設(shè)定。由于要手工制板，腐蝕電路板時(shí)銅膜走線的寬度和間隔都不能太窄，這里將銅膜走線寬度首選為22?mil，走線間隔則為最小20?mil，分別如圖14-22和圖14-23所示。

圖14-22設(shè)置走線寬度圖14-23設(shè)置走線間距

自動(dòng)布線還需對(duì)布線的范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)，即在“Keep-OutLayer”繪制出一個(gè)封閉的走線區(qū)域。切換到“Keep-OutLayer”，執(zhí)行【放置】→【走線】命令，繪制出一個(gè)封閉的區(qū)域，將所有元器件包括在內(nèi)，如圖14-24所示。

圖14-24設(shè)置布線范圍

執(zhí)行菜單命令【自動(dòng)布線】→【全部】，彈出如圖14-25所示的布線策略選擇窗口，選擇其中的“Default2LayerBoard”，即默認(rèn)的布線策略，并點(diǎn)擊下面的【RouteAll】按鈕開(kāi)始自動(dòng)布線。自動(dòng)布線成功后的電路板如圖14-26所示，同時(shí)Messages面板顯示自動(dòng)布線的狀態(tài)信息，布線結(jié)束后Messages面板的信息顯示如圖14-27所示。

圖14-25布線策略選擇圖14-26自動(dòng)布線的PCB板圖14-27布線信息

5.手工修改布線

自動(dòng)布線不可能做到盡善盡美，存在一些不完美的地方需要手工調(diào)整布線，經(jīng)過(guò)手工修改后的PCB板如圖14-28所示，去除了不少的冗余走線，而且將大多數(shù)的走線調(diào)整至底層，頂層沒(méi)有走線。這樣做是因?yàn)槭止ぶ谱鱌CB單面板的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙面板，這里將采用手工制作單面板，頂層的走線則采用飛線的方式完成。

圖14-28手工修改后的PCB板

14.6

PCB設(shè)計(jì)的后續(xù)操作

1.重新定義電路板形狀布線完成后電路板的尺寸大小也就確定了，下面重新定義電路板的形狀。切換到“Keep-OutLayer”，用【放置】→【走線】命令根據(jù)實(shí)際電路板的尺寸重新繪出電路板的邊界。用鼠標(biāo)框選整個(gè)電路板區(qū)域，使板框內(nèi)(包括Keep-OutLayer中的邊界線)處于選中狀態(tài)，如圖14-29所示。圖14-29框選電路板區(qū)域圖14-30重新定義形狀的PCB板

2.敷銅

倘若是自己手工制作PCB電路板，則敷銅是必需的，因?yàn)槭止ぶ谱鱌CB時(shí)需要腐蝕敷銅板，敷銅可以減小需要腐蝕的敷銅的面積，從而提高腐蝕的速度。由于是單面板制作，敷銅僅需在走線的板層即底層進(jìn)行。切換到底層后執(zhí)行【放置】→【多邊形敷銅】命令，彈出如圖14-31所示的敷銅屬性設(shè)置對(duì)話框，在此選擇實(shí)心式敷銅，并將敷銅連接到GND網(wǎng)絡(luò)，確定后用鼠標(biāo)沿著板框邊界繪制敷銅的范圍，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算敷銅面積的大小。

圖14-31敷銅屬性設(shè)置

敷銅完成后的效果圖如圖14-32所示。

圖14-32敷銅完成后的PCB板

3.字符串信息整理

在前面的設(shè)計(jì)過(guò)程中為了更方便地觀察元器件之間的電氣關(guān)系，已經(jīng)將字符串信息隱藏，但是在電路板制作過(guò)程中，這些信息又是必不可少的，字符串信息必須準(zhǔn)確而且美觀。在圖14-22所示的【顯示/隱藏】選項(xiàng)卡中將字符串顯示，同時(shí)將敷銅隱藏，電路板的顯示如圖14-33顯示?？梢?jiàn)字符信息顯得十分凌亂，并且由于元件大多是分布在電路板的底層，字符串也是鏡像顯示的，不容易分辨，需要再對(duì)字符的位置加以調(diào)整。

圖14-33隱藏敷銅

字符串整理完畢后的電路板最終效果如圖14-34所示，顯然這樣十分整潔漂亮。

圖14-34最終PCB板

4.?DRC檢查

接下來(lái)是對(duì)電路板進(jìn)行DRC檢查，以驗(yàn)證是否有違反設(shè)計(jì)規(guī)則的情況發(fā)生。執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】→【設(shè)計(jì)規(guī)則檢查】，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊【運(yùn)行DRC】按鈕進(jìn)行DRC校驗(yàn)，如圖14-35所示。DRC檢查結(jié)果如圖14-36所示，可見(jiàn)檢查完全通過(guò)，沒(méi)有違反設(shè)計(jì)規(guī)則的情況發(fā)生。至此，USB轉(zhuǎn)串口電路的PCB設(shè)計(jì)已經(jīng)全部完成，可以直接將最終的“CH340USB轉(zhuǎn)TTL.PcbDoc”提供給PCB生產(chǎn)廠家制板，當(dāng)然，用戶若是想自己親手制作電路板的話還得按照下面的步驟將PCB電路板文件打印出來(lái)。

圖14-35

DRC設(shè)計(jì)規(guī)則檢查圖14-36

DRC檢查結(jié)果

5.打印電路

打印電路是為了將設(shè)計(jì)好的電路板在半透明的紙或膠片上打印出來(lái)，覆蓋在感光電路板上使電路圖轉(zhuǎn)印到感光電路板上再進(jìn)行腐蝕制板。由于是單面板，所以只需打印電路板底層的焊盤(pán)、導(dǎo)孔與銅膜走線的信息，而絲印層的信息是不用打印的。

先對(duì)打印【頁(yè)面設(shè)置】進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)擊進(jìn)入打印預(yù)覽，右擊圖紙，就能彈出【CompositeProperties】對(duì)話框，如圖14-37所示。將【刻度模式】改為“ScaledPrint”，【刻度】為“1.00”，【顏色設(shè)置】為“Mono”。

圖14-37

【CompositeProperties】對(duì)話框

執(zhí)行菜單命令【文件】→【打印預(yù)覽】進(jìn)行打印屬性設(shè)置，右擊圖紙，打開(kāi)【配置】，由圖14-38可知，系統(tǒng)默認(rèn)是打印當(dāng)前的所有頁(yè)面，即TopOverlay、BottomOverlay、TopLayer、BottomLayer、Mechanical1、Multi-Layer。這里只需打印底層布線電路板，即BottomLayer。雙擊“MultiLayerCompositePrint”欄，彈出圖14-39所示的打印輸出屬性頁(yè)，分別選中“TopOverlay”“BottomOverlay”“TopLayer”“Multi-Layer”等板層，點(diǎn)擊下面的【移除】按鈕將這些不用打印的板層刪除。另外還要勾選【選項(xiàng)】區(qū)域的“顯示孔洞”，“顯示孔洞”是將電路板中的孔顯示出來(lái)，便于制作時(shí)手工鉆孔。設(shè)置完畢后的屬性頁(yè)如圖14-40所示。

圖14-38打印屬性設(shè)置圖14-39打印輸出屬性圖14-40設(shè)置完成的打印輸出屬性

點(diǎn)擊【確定】按鈕返回到編輯頁(yè)面，打印預(yù)覽的效果如圖14-41所示，沒(méi)有錯(cuò)誤的話即可點(diǎn)擊【打印】按鈕進(jìn)行打印。

圖14-41打印預(yù)覽

6.打印PDF文檔

也可以將電路圖打印成PDF格式后用于交流。執(zhí)行菜單命令【文件】→【智能PDF】啟動(dòng)智能PDF生成器。啟動(dòng)界面如圖14-42所示，點(diǎn)擊【下一步】按鈕選擇打印的范圍及輸出的路徑，如圖14-43所示，選擇打印整個(gè)當(dāng)前工程；在圖14-44所示的界面中選擇所需打印的文檔，選擇原理圖和PCB文檔均打??；在圖14-45中進(jìn)行PCB打印輸出設(shè)置；圖14-46則是進(jìn)行附加PDF的設(shè)置，在圖14-47中進(jìn)行構(gòu)建設(shè)置；PDF設(shè)置的最終頁(yè)面如圖14-48所示，選擇輸出后打開(kāi)PDF文件。

圖14-42智能PDF向?qū)D14-43打印范圍圖14-44選擇工程文件圖14-45

PCB打印輸出設(shè)置圖14-46附加PCB設(shè)置圖14-47構(gòu)建設(shè)置圖14-48設(shè)置完成

14.7PCB制板

印制電路板是電子元器件的載體，在電子產(chǎn)品中既起到支撐與固定元器件的作用，同時(shí)也起到元器件之間的電氣連接作用，任何一種電子設(shè)備幾乎都離不開(kāi)電路板。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，制板技術(shù)也在不斷進(jìn)步。

1.電路板簡(jiǎn)介

電路板的種類(lèi)按其結(jié)構(gòu)形式可分為4種：?jiǎn)蚊嬗≈瓢?、雙面印制板、多層印制板和軟印制板。4種印制板各有優(yōu)劣，各有其用。

電路板由電路基板和表面敷銅層組成，用于制作電路基板的材料通常簡(jiǎn)稱(chēng)為基材。將絕緣的、厚度適中的、平板性較好的板材表面采用工業(yè)電鍍技術(shù)均勻地鍍上一層銅箔后便成了未加工的電路板，又叫“敷銅板”，如圖14-49所示。在敷銅板銅箔表面貼上一層薄薄的感光膜后便成了常用的“感光板”，如圖14-50所示。

圖14-50單面感光板和雙面感光板圖14-49單面敷銅板和雙面敷銅板

2.制板技術(shù)簡(jiǎn)介

制板技術(shù)是指依據(jù)PCB圖將敷銅板加工成電路板的技術(shù)。按照制板方法的不同，制板技術(shù)大致可分為手工制板和工業(yè)制板。這里主要講解一下手工制板技術(shù)。

手工制板技術(shù)主要指借助小型的制板設(shè)備，使用敷銅板或感光板依照PCB圖加工成印制電路板的技術(shù)。該技術(shù)容易掌握，耗材少、成本低、速度快，且不受場(chǎng)地限制，但由于其不適合批量加工，精度偏低，因此這種技術(shù)主要應(yīng)用于學(xué)校制作實(shí)驗(yàn)板。下面介紹幾種常用的手工制板方法。

1)多功能環(huán)保型快速制板系統(tǒng)制板

多功能環(huán)保型快速制板系統(tǒng)是一種集單面和雙面板曝光、顯影、蝕刻、過(guò)孔于一體的快速制板系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)制板具有操作簡(jiǎn)便、制作速度快、成功率高、環(huán)保無(wú)污染等幾大優(yōu)點(diǎn)。使用該設(shè)備制板一般采用感光板，其主要操作流程如下：

(1)打印PCB圖。用黑白激光打印機(jī)將PCB圖以1∶1的比例打印在菲林紙上，如圖14-51所示。單面板打印一張，即底層(BottomLayer)和多層(MultiLayer)；雙面板需打印兩張，一張為底層(BottomLayer)和多層(MultiLayer)，另一張為頂層(TopLayer)和多層(MultiLayer)，其中打印頂層時(shí)需選擇鏡像打印。

圖14-51單面板菲林圖

(2)

PCB圖紙對(duì)孔。雙面板需將打印了頂層圖和底層圖的兩張菲林紙裁剪合適(每邊多留2?cm左右)，打印面相對(duì)朝內(nèi)合攏，對(duì)著光線校準(zhǔn)焊盤(pán)，使頂層和底層菲林圖紙的焊盤(pán)重合，并用透明膠帶將兩張菲林紙粘貼到一起，粘貼時(shí)應(yīng)粘相鄰兩邊或兩條窄邊和一條長(zhǎng)邊，粘好后再次進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，單面板則無(wú)需進(jìn)行對(duì)孔操作。

(3)裁剪感光板。根據(jù)PCB圖的大小，用裁板機(jī)(圖14-52)或鋸條等工具切割一塊大小合適的感光板(板面大小以每邊超出PCB圖中最邊沿信號(hào)線5mm左右為宜)。

圖14-52裁板機(jī)

(4)感光板曝光。

①單面板曝光時(shí)，開(kāi)啟曝光機(jī)電源開(kāi)關(guān)，抽出曝光抽屜并打開(kāi)蓋板，撕去感光板的保護(hù)膜，將感光板放在抽屜玻璃板中心，使涂有深綠色感光劑的一面朝上，然后將菲林紙的黑色圖面朝向感光板鋪好，并使該圖位于板面中心，如圖14-53所示。

圖14-53感光板示意圖

蓋上抽屜蓋板，按下曝光機(jī)面板上的“真空”按鈕，待抽屜中圖紙和感光板基本吸緊后將抽屜推入到底。旋轉(zhuǎn)下曝光機(jī)上的“上燈”旋鈕開(kāi)始曝光，顯示曝光時(shí)間處會(huì)顯示曝光倒計(jì)時(shí)間，曝光時(shí)間可以調(diào)節(jié)。AM-DF8多功能環(huán)保制板機(jī)面板如圖14-54所示。

圖14-54多功能環(huán)保制板機(jī)面板

②雙面板曝光時(shí)，開(kāi)啟曝光機(jī)電源開(kāi)關(guān)，抽出曝光抽屜并打開(kāi)蓋板，撕去感光板兩面的保護(hù)膜，將感光板塞入已貼好的兩張菲林紙中的適當(dāng)位置(所有線路均在感光板范圍內(nèi)并居中)。將感光板連同菲林紙一起置于曝光抽屜已打開(kāi)的玻璃板中心位置，蓋上抽屜蓋板，關(guān)上左右鐵栓。按下曝光機(jī)面板上的“真空”按鈕，待抽屜中圖紙和感光板基本吸緊后將抽屜推入到底。旋轉(zhuǎn)一下曝光機(jī)上的“上燈”和“下燈”旋鈕開(kāi)始曝光，顯示曝光時(shí)間處會(huì)顯示倒計(jì)時(shí)間，曝光時(shí)間可以調(diào)節(jié)。

(5)感光板顯影。感光板顯影是使曝光的感光膜脫落并保留有電路線條部分的感光膜。感光板曝光結(jié)束后，抽出曝光機(jī)抽屜，彈起“真空”按鈕，打開(kāi)抽屜鐵栓，取出感光板，撕去菲林紙，在感光板邊角位置鉆一個(gè)1.5?mm的孔，將絕緣硬質(zhì)導(dǎo)線穿過(guò)此孔，拴住感光板并放入顯影槽中進(jìn)行顯影。然后，打開(kāi)制板機(jī)的“顯影加熱”和“顯影氣泡”開(kāi)關(guān)，可加快顯影速度，提高顯影效果。每隔30?s將感光板取出觀察，待感光板上留下綠色的線路，其余部分全部露出紅色的銅箔，表示顯影完畢。顯影完畢后應(yīng)立即用清水沖洗板面殘留的顯影液，不得用任何硬物擦洗顯影及蝕刻槽，如圖14-55所示。

圖14-55顯影及蝕刻槽

(6)蝕刻感光板。蝕刻感光板就是使沒(méi)有感光膜保護(hù)的銅箔腐蝕脫落，留下有感光膜保護(hù)住的銅箔線條。有綠色感光劑附著的銅箔不會(huì)被腐蝕，裸露的銅箔則被蝕刻液腐蝕脫落。感光板開(kāi)始蝕刻時(shí)，拿住拴板的細(xì)導(dǎo)線，將電路板浸沒(méi)在蝕刻液中進(jìn)行腐蝕，每3?min左右拿出來(lái)觀察一次，待電路板上裸露的銅箔全部腐蝕完畢即可。注意，操作時(shí)應(yīng)防止電路板掉入蝕刻槽內(nèi)，如不需過(guò)孔可直接進(jìn)行第(8)步操作。

(7)過(guò)孔。過(guò)孔是將電路板的孔壁均勻地鍍上一層鎳，使電路板上下兩層線路連通。將蝕刻好的電路板用清水沖洗后晾干，使用防鍍筆在電路板表層涂抹防鍍液。涂完后烘干，重復(fù)涂抹烘干3次，使防鍍層達(dá)到一定厚