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簡單DIY印制電路闆設計制作過程

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簡單DIY印制電路闆設計制作過程

發布日期:2018-05-11 作者:admin 點擊:

  設計印制電路闆的大體步驟

  在設計電路闆時,首先應對電子制作中的所有元件的引腳尺寸、結構封狀形式标注詳細真實的具體數字,應注意的是有時同一型号的元件會因生産廠家不同在數值及引腳排列上有所差異;其次,根據所設計的電原理圖,模拟出元件總體方框圖:最後,根據方框圖及電性要求,畫出電路闆草圖。在畫各元件的詳細引腳及其在電路闆上的位置時,應注意處理好元器件體積大小及相互之間的距離、周邊元件距邊緣的尺寸,輸入、輸出、接地及電源線,高頻電路、易輻射、易幹擾的信号線等。

  印制電路闆設計遵循的原則

  1、元件布局

  首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受幹擾。在确定PCB尺寸後,了解各個元件的屬性信息,包括電氣性能、外形尺寸、引腳距離等,再确定元件的位置。最後,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局,需要注意以下幾個方面:

  1)元件排列一般按信号流向,從輸入級開始,到輸出級終止。每個單元電路相對集中,并以核心器件為中心,圍繞它進行布局。盡可能縮短高頻元器件之間的連線,減少它們的分布參數和相互間的電磁幹擾。對于可調元件布置時,要考慮到調節方便。易受幹擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量遠離。

  2)對稱式的電路,如推挽功放、差分、橋式電路等,應注意元件的對稱性。盡可能使分布參數一緻,有鐵芯的電感線圈,應盡量相互垂直放置,且遠離,以減小相互間的

  3)對于電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機内調節,應放在印制闆上方便于調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面闆上的位置相适應。

  4)元件排列均勻、整齊、緊湊,密度一緻,盡量做到橫平豎直,不能将元器件斜排或交叉重排。單元電路之間的引線應盡可能短,引出線數目盡可能少。

  5)位于電路闆邊緣的元器件,離電路闆邊緣一般不小于2mm。各元件外殼之間的距離,應根據它們之間的電壓來确定,不應小于0.5mm。

  2、布線

  元件布局确定後,就可開始實施布線,印制電路闆布線時應注意以下幾點:

  1)布線要短,尤其是晶體管的基極、高頻引線、高低電位差比較大而又相鄰的引線,要盡可能的短,間距要盡量大,拐彎要圓,輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。2)-般公共地線布置在邊緣部位,便于将印制電路闆排在機殼上。

  3)印制電路闆同一層上不應連接的印制導線不能交叉。印制攝導線的最小寬度主要由導線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。導線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路,尤其是數字電路,通常選0.02~0.3mm導線寬度。

  4)印制導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則,長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時,最好用栅格狀。這樣有利于排除銅箔與基闆間粘合劑受熱産生的揮發性氣體。

  3、焊盤

  焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D-般不小于(d+1.2)mm,其中d為引線孔徑。對高密度的數字電路,焊盤最小直徑可取(d+l.O)mm。

  印制電路闆的裝配

  1、元器件引線成型

  為使元件在印制電路闆上排列整齊、美觀,避免虛焊,将元器件引線成型也是非常重要的一步。一般用尖嘴鉗或鑷子成型。元器件引線成型有多種,基本成型方法、打彎式成型方法,垂直插裝成型方法、集成電路成型方法等。

  2、元器件引線及導線端頭焊前處理

  為保證焊接質量,元件在焊接前,必須去掉引線上的雜質,并作浸錫處理。帶絕緣層的導線按所需長度截斷導線,按導線的連接方式決定剝頭長度并剝頭,多股導線撚頭處理并上錫,這樣可保證引線介接入電路後裝接可導電良好且能承受一定拉力而不緻産生斷頭。

  3、元器件的插裝方法

  電阻器、電容器、半導體器件等軸向對稱元件常用卧式和立時兩種方法,采用哪種插裝方法與電路闆的設計有關,看具體的要求。元件插裝到電路闆上後,其引線穿過焊盤後應保留一定的長度,一般l-2mm左右,直插式的,引腳穿過焊盤後不彎曲,拆焊方便,半打彎式将引腳彎成45度,具有一定的機械強度,全打彎式,引腳彎成90度左右,具有很高的機械強度,要注意焊盤中引線彎曲的方向。

  4、元器件的焊接

  在焊接電路時,将印制電路闆按單元電路區分,一般從信号輸入端開始,依次焊接,先焊小元件,後焊大元件。焊接電阻時,使電阻器的高低一緻,電容要注意“+”,“一”極性不能接錯,二極管的陰陽極性不能接錯,三極管在焊接時焊接的時間盡可能短,用鑷子夾住引線腳,以利散熱。集成電路線焊接對角的兩隻引腳,然後再從左到右自上而下逐個焊接,焊接時,烙鐵頭一次粘錫量以能焊2-3隻引腳為宜,烙鐵頭先接觸印制電路闆上的銅箔,待焊錫進入集成電路引腳底部時,烙鐵頭再接觸引腳,接觸時不宜超過3S,且要使焊錫均勻包住引腳,焊後要檢查是否漏焊、碰焊、虛焊,并清理焊點處焊料。

  5、焊接質量檢驗

  1)目測檢查

  從外觀上檢查焊接質量是否合格,是否漏焊,焊點周圍是否殘留焊劑,有無連焊、橋焊,焊盤有無裂紋,焊點是否光滑,有無拉尖現象等。

  2)手觸檢查

  用手觸摸元器件,有無松動、焊接不牢的現象,用鑷子夾住元器件引線輕輕拉動,有無松動現象,焊點在搖動時,上面的焊錫是否有脫落現象。

  DIY印制電路闆設計制作過程

  工具/原料:

  ●感光電路闆x1塊

  ●三氯化鐵x1瓶,或者環保蝕刻劑x1包

  ●感光闆顯影劑x1包

  ●透明膠x1卷

  ●鉛筆x1

  ●台燈x1

  ●玻璃片(越厚越好)x1

  ●塑料盆或保鮮盒x1(注意一定是塑料的啊!!)

  ●美工刀x1

  ●鋼尺x1

  ●電子稱或天平x1(除非伱想一次把所有藥品用完)

  ●秒表,手表,鐘,能計時就行

  ●平頭鑷子x1

  ●電鑽,台鑽,能打孔的就行了。注意要用細鑽頭!0.8mm左右合适。

  制作步驟:

  1、繪制并打印電路圖

  首先當然是繪制電路圖啦,這裡我用的是一個叫SprintLayout的PCB設計軟件,給諸位菜鳥盆友們推薦SprintLayout!它因為操作簡單,易上手等優勢。

  這個SprintLayout需要打印才行…沒打印機的去百度查查“SmartRrinr虛拟打印機破解版”,這是很實用的綠色軟件,可以把任何文檔——隻要有打印選項的,轉換成N多格式的圖片,再把這圖片拿到文印店去打印,這就省去了拿着個.LAY文件去打印,人家又打不開的囧況…

  把電路圖打印出來!按照設計的尺寸,裁下來!需要注意的是,請仔細觀察伱打印出來的線路,有的時候會有斷線或者短路的情況……任何瑕疵,感光闆都會跟着伱照做。所以如果是噴墨打印機,請把線距放寬一點,要是斷線了就補上,短路了就調寬線距再重新打印!


  2、開始感光

  中間是金電子的舊版感光闆(已經過期了TwT),左邊是新版的感光闆。最右邊是三氯化鐵塊,一瓶裝的。下面是感光闆顯像劑。

  很多人問感光闆的價格,在我住的廣州,崗頂新賽格電子城,三樓有一家,10元可以買到100&TImes;150mm的巨大闆子了,很夠用了。瓶裝三氯化鐵十幾元的樣子,可以腐蝕N多線路闆。顯像劑,1元的東西……

  裁下來的電路圖。注意:以下由于感光闆對光敏感的緣故,關了台燈。用美工刀+鋼尺在感光闆上劃出伱需要的區域,多劃幾次,多用點力!按圖所示擺放好電路闆,然後用另一隻手按下去用力!切割完畢!

  重新切割,切好了。注意要把白色的保護膜撕掉!再進行感光作業!撕掉感光膜之後的效果,應該看到墨綠色的感光層。把電路圖圖紙有字迹的那一面朝感光膜用透明膠貼好。

  感光膜朝上,用玻璃壓好。玻璃是我從别人家裝修時搞來的……越厚越好,厚就重,壓的就緊。控制台燈與闆子之間的距離在5CM左右!

  好了,開始感光!注意感光過程中不要碰玻璃,不要關台燈和移動台燈的位置。20分鐘左右之後來關掉台燈吧!


  3、配置顯影劑

  在感光的間隙裡,咱們來配置顯影劑。一包顯影劑有29G,多了,10G左右就夠了……按照顯影劑:水為1:20的比例來配制顯影液(再次強調一定要用塑料盆!)将顯影劑倒進準備好了的200ML水中,攪拌,晃動容器,直至顯影劑完全溶解,不再有任何顆粒為止。然後取出感光好了的電路闆,撕掉透明膠,此時應該是這個樣子的。

  将闆子緩緩放進顯影液中(别扔進去),數秒後可以看見非電路部分的感光膜逐漸變成綠色煙霧狀并漂浮出來,此時輕輕晃動塑料盆,直到如下圖所示的情況。線路部分已經清晰明了,非線路部分的墨綠色感光膜也應該全部溶解。此時再等個3-5秒。以保證顯像過程100%完成!

  注意:用過的顯像液嚴禁再次使用。用過的顯像液請稀釋20倍後再排放到城市下水系統中!

  4、開始蝕刻

  稱出适量三氯化鐵塊,再按三氯化鐵塊:水為3:1左右的比例配置蝕刻液。

  一定注意:三氯化鐵有腐蝕性,嚴禁直接用手抓取,用來夾取的鑷子用完後也應及時清洗。若不慎入眼請立刻用大量清水清洗并以最快速度找醫生!然後将三氯化鐵塊扔進水裡,過幾分鐘再來看吧,溶解的很慢的……

  當溶液呈褐色且沒有任何固體在内的時候,就表示蝕刻液已經配置好了!

  注意:一定要保證蝕刻液中沒有任何雜質!蝕刻液最不能容忍的雜質就是油脂!水中放幾顆鐵釘可以加快蝕刻速度,試試?

  将感光好的闆子緩緩放入蝕刻液中(其實應該電路朝下飄在液面上的,但是由于闆子面積不夠,所以隻有沉底了……)注意過程中不要動盆子,也不要用任何東西去碰闆子!否則後果會很嚴重!

  過一個小時之後來看吧(嫌時間太長?加大蝕刻液濃度!),這時可以用塑料袋當手套,把闆子小心翼翼的拿出來(注意不要碰到線路部分!),觀察非線路部分是不是已經沒有金屬色澤?要是還有的話,繼續泡半個小時再來看啦~如果不确定的話,可以如下圖所示用測測非電路部分的電阻,阻值要是無窮大的話就好了!如果伱測出來是這個樣子,那麼恭喜伱,伱的第一塊感光電路闆已經制作成功了。

  5、打孔、安裝元件、焊接

  台鑽打孔!注意别打偏了,密密麻麻的孔,最好清理一下打孔出來的渣渣…亮點在于增加了補光系統(6個3MMLED而已嘛),加強了結構的穩定性。安裝元件,焊接!放好20個“草帽LED”。

  6、至此伱的第一塊漂亮的印制電路闆就制作成功了。


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