電子產(chǎn)品設(shè)計與制作實訓(xùn)課件

工程制圖高職高專ppt課件ISBN：978-7-111-31655-8出版社：機械工業(yè)出版社本書配有電子課件湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系2《電子產(chǎn)品設(shè)計與制作實訓(xùn)》教案電工電子實訓(xùn)教研室工程制圖高職高專ppt課件湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系3情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

教學(xué)目的與要求

1．用Protel99繪制電原理圖，進行ERC檢查；2．要求輸入元件封裝、建網(wǎng)絡(luò)表無錯誤；3．按照設(shè)計要求規(guī)劃電路板；4．印刷電路板的布局設(shè)計合理；5．印刷電路板的布線設(shè)計符合電氣規(guī)范；6．印刷電路板的DRC檢查；

工程制圖高職高專ppt課件湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系51．PCB基礎(chǔ)知識簡要介紹：PCB的種類；PCB的層；PCB的焊盤和過孔；PCB的印制導(dǎo)線和敷銅的知識。二、任務(wù)講解印刷電路板結(jié)構(gòu)圖頂層中間層底層絕緣層通孔埋孔盲孔情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

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2．PCB設(shè)計步驟選擇元器件PCB布線繪制原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表規(guī)劃電路板導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表元器件布局文檔輸出PCB設(shè)計步驟情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

工程制圖高職高專ppt課件湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系73．元器件選擇（1）選擇印制板根據(jù)整機的機械結(jié)構(gòu)確定電路板的形狀、尺寸和厚度，根據(jù)整機的機械和電氣性能要求選擇PCB的板材，根據(jù)元器件的密集程度及安裝方式確定是用單面板還是雙面板。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

工程制圖高職高專ppt課件湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系94．原理圖繪制常規(guī)

(1）根據(jù)電路圖的大小設(shè)置好圖紙尺寸，一般不需要標(biāo)題欄；

(2）原理圖應(yīng)該美觀，元件分布合乎常規(guī)，接口、端子等一般放置在圖的邊沿；

（3）元件的編號、參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號、端口名稱等要認真輸入，不要搞錯；

（4）注意連接元件管腳的“導(dǎo)線”應(yīng)接在腳的端部，網(wǎng)絡(luò)編號的位置要準(zhǔn)確，電源端口的名稱不要搞錯，元件封裝的輸入要滿足PCB設(shè)計時的要求；

情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

工程制圖高職高專ppt課件湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系10（5）注意晶體管元件的電路符號管腳名稱應(yīng)該和封裝的管腳名稱相符，否則在PCB中腳上無連接線；

（6）含子元件的元件，應(yīng)在子元件用完后再用第二個元件，

（7）自己繪制的原理圖元件，圖樣應(yīng)該盡可能按照標(biāo)準(zhǔn)繪制，大小要合適，注意管腳電氣接點應(yīng)該在柵格交叉點上。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

工程制圖高職高專ppt課件湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系115．元器件布局設(shè)計(1)元器件布局基本原則①元器件布局應(yīng)保證安裝后的電路板電氣和機械性能良好，保證電路板的加工工序合理，以提高加工效率和合格率。一般來說PCB元器件布局完成，安裝能用的生產(chǎn)工藝也就基本定下來了。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

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③特殊元器件優(yōu)先布局的原則對于可能由電、磁、熱、機械等因素引起干擾或?qū)φ麢C性能和布局有重大影響的特殊元器件，在著手設(shè)計印制板的版面、決定整機電路布局的時候，應(yīng)該根據(jù)電氣原理，首先決定它們的位置，然后再安排其它元器件。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系14④操控性元器件定位布局的原則對于與操作、控制、接口相關(guān)的元器件只能安裝在規(guī)定的位置。如各種調(diào)節(jié)電位器、可變電容器、紅外接收器、各種輸入/輸出端子等，只能安裝在電路板的邊緣，以便于伸出或靠近機殼。（2）防止電磁干擾①減少電磁輻射元器件的輻射強度。②降低輻射源與被輻射元器件之間的耦合因素。③提高受干擾元器件的抗干擾能力。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系15（3）抑制熱干擾①對于發(fā)熱元器件，應(yīng)安排在利于散熱的位置或留出散熱空間，一般安裝在PCB邊緣，必要時可以單獨設(shè)置散熱器或小風(fēng)扇，以降低溫度，減少對鄰近元件的影響。②受溫度影響較大的元器件，應(yīng)該遠離熱源。注意電解電容的失效有不少是因為常時間受熱引起。③溫度檢測器件應(yīng)緊貼被測元器件并遠離其它高溫區(qū)域，以保證檢測的準(zhǔn)確性，避免引起誤動作。④雙面放置元件時，底層一般不放置發(fā)熱元件。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系17⑥PCB邊上要留有一定空間，以便于安裝和波峰焊機。⑦大型和不便在PCB上安裝的元器件可以安裝在機殼上。⑧在生產(chǎn)和維修時需要調(diào)試和檢測的元器件及可插拔端子，布局時要留有足夠空間。⑨元器件之間要有合適的間距，避免引腳和金屬外殼相碰而造成短路。⑩元器件的布局要符合PCB安裝工藝的要求。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系186．PCB布線設(shè)計（1）PCB布線基本原則①PCB布線應(yīng)保證電路板焊接時焊點合格、不損傷元器件、成品電路板能正常工作，保證產(chǎn)品技術(shù)性能達到設(shè)計要求。②在滿足電氣和機械性能的基礎(chǔ)上，布線應(yīng)該整齊、美觀，同一個單元電路的走線應(yīng)盡量布置在一塊，盡量不用或少用過孔及跳線，導(dǎo)線要盡量不用長導(dǎo)線，。③Protel99se可以自動布線，但一般需要手工調(diào)整，達到PCB布線合理和便于生產(chǎn)加工。手動布線時可以根據(jù)要求適當(dāng)調(diào)整元器件布局。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系19（2）焊盤和過孔處理①焊盤的大小和形狀以及焊盤通孔的孔徑要與焊接元器件相適應(yīng)，還要考慮焊點通過電流的大小。②務(wù)必處理好過孔與周邊各實體的間隙，需要的載流量越大，所需的過孔尺寸越大。（3）印制導(dǎo)線處理①印制導(dǎo)線的寬度。主要由銅箔與絕緣基板之間的粘附強度和流過導(dǎo)線的電流強度來決定。應(yīng)盡量采用較寬的導(dǎo)線，特別是電源線、地線及大電流的信號線，更要適當(dāng)加寬。②印制導(dǎo)線的間距。應(yīng)當(dāng)考慮導(dǎo)線之間的絕緣電阻和擊穿電壓在最壞的工作條件下的要求。導(dǎo)線越短、間距越大，則絕緣電阻和耐壓增加。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系21（4）覆銅和字符處理（1）覆銅能降低導(dǎo)線阻抗，使導(dǎo)線導(dǎo)電能力增強，但要根據(jù)實際需要選擇是否覆銅和怎樣覆銅，處理不好可能會適得其反。（2）可以用覆銅制作出需要的字符，如PCB編號、設(shè)計日期、設(shè)計單位等文字和其它圖形符號，但原則是不要影響到PCB正常的布線。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系22（5）印制導(dǎo)線的干擾和消除①地線的干擾和消除地線干擾主要來自于地線阻抗。消除公共阻抗耦合干擾有兩個方法：一是減小公共地線部分的阻抗，如地線加寬和覆銅，或者不涂助焊劑在過錫時加厚地線；二是通過適當(dāng)?shù)慕拥胤绞奖苊馊菀紫嗷ジ蓴_的電路共用地線，如將強電電路和弱電電路、交流電路和直流電路、數(shù)字電路和模擬電路、高速電路和低速電路等的元器件分開接地，最后再集中一點共地。②電源線的干擾和消除電源線的干擾主要來自電源線路和穩(wěn)壓電源，消除電源的干擾主要依靠線路濾波器、退耦、濾波等電路元器件消除。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系23③電磁場的干擾減小寄生電容的電場影響的方法：一是減小寄生電容的容量，即增大導(dǎo)線的間距和縮短導(dǎo)線的長度；二是在這兩條導(dǎo)線之間布地線，低阻抗的地線可以削弱產(chǎn)生干擾的電場。減小寄生電感的磁場影響的方法是減小互感耦合：一是導(dǎo)線距離增大、長度縮短；二是導(dǎo)線垂直布線，雙面板利用兩面使走線正交，單面板用跳線跨越正交。如果兩根導(dǎo)線中流過的是等值反向的電流，在不考慮它們之間的相符影響條件下，應(yīng)該將這兩根導(dǎo)線盡量靠近，這時對其它導(dǎo)線來說它們相當(dāng)于一根零電流的導(dǎo)線，干擾得到了有效的減小。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系258.PCB設(shè)計實例：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系26第一步：選擇元器件只需要對圖中虛線框內(nèi)部分的電路設(shè)計印制板；框外元器件、D1、、F2、RP安裝在機殼上，D1、F2和RP在PCB上仍以相應(yīng)的封裝設(shè)計，安裝時可直接將元件的引腳用導(dǎo)線連接后焊接在PCB焊盤上；輸入和輸出端按電源插座設(shè)計，實際安裝時也可以不用插座而直接將導(dǎo)線焊在焊盤上。三端穩(wěn)壓器利用金屬機殼散熱，在穩(wěn)壓器和外殼之間用聚酯膜或云母片絕緣，緊固在機殼上。印制板選用普通單層板，尺寸80×50mm2就夠了。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系29第三步：生成網(wǎng)絡(luò)表第四步：規(guī)劃電路板情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系30第五步：導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系31第六步：元器件布局LM317直流穩(wěn)壓電源在布局時，主要注意：1.三端穩(wěn)壓器依靠機殼散熱，要緊貼PCB邊緣安裝；2.交流電壓輸入端子要靠近電源變壓器，也要在PCB邊上;3.直流輸出、電位器和LED接觸端子要靠機殼面板以便于接線。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系32布局完成情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系33第七步：PCB布線本電路自動布線主要注意兩點1.自動布線完成后，有些導(dǎo)線拐彎太多、線路過長或者走線明顯不科學(xué)的地方需手工修正2.由于是電源電路，導(dǎo)線中電流較大，所以導(dǎo)線應(yīng)該適當(dāng)加寬。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系34布線完成情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系35第八步：文檔輸出1．原理圖和印制版圖輸出2．生成與原理圖相關(guān)的報表3．生成與PCB圖相關(guān)的各種報表情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系369.收音機PCB設(shè)計簡要說明1.自繪原理圖元件：雙聯(lián)、電位器、中周2.自繪PCB封裝：雙聯(lián)、電位器、中周、變壓器、天線、喇叭、電池3.布局要點4.布線要點情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系37裝好的收音機情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系38三、任務(wù)實施1.資訊、計劃，確定完成任務(wù)方案

2．繪出電原理圖：用PROTEL99畫出所選產(chǎn)品的電路圖（各組用不同的電路，電路的功能獨立、難度適中、元件易買、價格較低、調(diào)試不難的電路），將元件編號、參數(shù)、封裝等輸入后做ERC檢查。本步驟難點是根據(jù)電路原理選取好元件封裝形式。3．生成網(wǎng)絡(luò)表：生成網(wǎng)絡(luò)表時有關(guān)的選項一般不要改動，直接生成就行了，如果原理圖改動后，網(wǎng)絡(luò)表需要更新。4．規(guī)劃電路板：根據(jù)需要確定選單面板還是雙面板（這里選單面板），確定板子的尺寸形狀，可用PCB文檔創(chuàng)建向?qū)蒔CB文件。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系395．元件的布局：布局要求合理、美觀、符合電氣要求，重點考慮接插件和發(fā)熱元件的位置，元件布好后看到的飛線要短、交叉要少。6．PCB布線：可采用自動和手動布線相結(jié)合的布線方法，布線要求符合電氣規(guī)則，同樣也要求美觀，電源電路的焊盤可以大些，銅膜走線可以寬些，特別是有大電流的走線要寬。布線完成要經(jīng)過DRC檢查。7．打印出原理圖、元件清單、頂部絲印圖、多層布線圖等圖表，一并附在實訓(xùn)報告里。情境2電子整機的印刷電路板設(shè)計

四.任務(wù)檢查對照設(shè)計要求檢查修改PCB設(shè)計

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系40五、任務(wù)2評價（對照設(shè)計要求檢查修改PCB設(shè)計）

任務(wù)過程考核內(nèi)容、要求評分標(biāo)準(zhǔn)評分教師專家評價學(xué)生自我評價PCB設(shè)計原理圖的繪制1.原理圖的繪制步