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用Protel制板时需要注意的几个工艺问题

用Protel制板时需要注意的几个工艺问题

点击数:7547 次   录入时间:04-02 08:46:40   整理:http://www.55dianzi.com   布线-制版技术

  前言:用ProtelPCB99SE绘制印刷电路板,无论是专业还是业余,它都称得上是一款非常理想和功能强大的EDA软件,一直在制板界享有盛誉。但Protel公司推出该软件的初衷和目的是为专业设计印刷电路板考虑的.最终是将设计的PCB文件提供给专业厂家生产印刷电路板服务的。我们将它用作业余条件下进行制板.有许多地方要根据我们的实际需要对原设计规则进行修改。因为Protel并没有为我们业余制板提供现成的方案。所以,业余条件下完全按照Protel提供的设计规则制作出的电路板,并不一定就是非常满意和实用的。业余条件下制板还有一些特殊的工艺制作技术问题有待解决,才能得到理想、真正实用的电路板。

      一、关于选择单面板还是双面板问题
  
  虽然Protel没有考虑安排单面板这种模式,但通过修改双层板布线板层设计规则,将顶层布线规则由水平方向为主修改为“不使用”,然后将底层布线规则由垂直方向为主修改为“任意方向”,就可以实现绘制单面板了。根据实际的经验,业余条件下绘制印刷电路板,无论是简单或较复杂电路,首先应该选择用单面板。因为单面板所有的元件都安插在顶层,所有的焊点都在底层,焊接方便,走线清楚,拆卸容易。如果电路简单可以用手工布线,当然也可以用自动布线,或两者相结合:如果电路比较复杂、元件多,自动布线有困难;而手工布线有时布线绕走路径又远,这时可以考虑采用“跳线”。所谓“跳线”,就是在底层放置两个焊盘并钻孔,在顶层用裸线将它们焊连,这样可以大大缩短底层某些布线和使顶层元件排列紧凑。彩色电视机底板就是一个非常典型的实例,尽管彩色电视机电路复杂、元件繁多,由于它采用了许多“跳线”,结果使彩色电视机众多元件布局合理、板框紧凑。又由于它用单面板,所以可以实现波峰机自动焊接、且给日后修理时拆卸和调换元件带来了极大方便。如果没有这些“跳线”,彩色电视机底板是不可能用单面板制成的。总之,业余条件下绘制印刷电路板,建议尽可能选择用单面板。但并非说业余条件下不能用双面板,只要下面讲述的“电镀导孔”问题解决后,业余条件下仍能绘制出非常理想的双面印刷电路板。

  二关于修改元件封装形式的引脚焊盘问题
  
  Protel 99 SE的PCB Footprints.Lib文件中大约集中了数十种类300多个元件封装形式,一般元件封装形式的引脚焊盘默认直径为50mil(注:1mil=l门000英寸,100mil=2.45mm).而一般我们业余条件下用台钻打孔,选用直径0.8mm钻头最理想,相当于33mil,直径为50mil的引脚焊盘用直径为33mil的钻头打孔后,引脚焊盘周围余下的铜膜所剩无几,加之钻孔中心稍有偏差,往往会造成引脚焊盘铜膜破损等问题,影响了电路板质量。尤其象集成电路的封装形式DIP系列,引脚焊盘又多又密,每个引脚焊盘默认直径为50mil,上下引脚焊盘间距为100mil,如仅将引脚焊盘直径改为80mil,钻孔是方便了,但上下引脚焊盘间铜膜间隔仅有20mil,焊接时又很容易造成搭锡。解决的较好办法是将集成电路的封装形式DIP系列引脚焊盘设计成长椭圆形,下面就以修改8脚集成电路封装形式DIP8为例,说明修改过程。打开Protel中的Advpcb.ddb数据库中的PCBFootprints.lib文件窗口,调出8脚集成电路封装形式DIP8如图1所示(注:一般不直接修改PCBFootprints.lib文件中的DIP8,而是另创建和命名一个新的封装形式比如DIP8(新),进行修改和保存起来)。双击DIP8(新)的其中一个引脚焊盘,将出现如图2所示对话框,将对话框中的×-Size栏改成llOmil,将Y-Size栏改成70mil,其它均用默认值,单击下方“OK”按钮;将所有引脚焊盘逐一修改后的集成电路DIP8(新)的引脚焊盘如图3所示。修改后的集成电路DIP8(新)的引脚焊盘,无论钻孔或焊接都方便多了。

  除了集成电路之外,像经常用到的塑封晶体管封装形式T0-92A和T0-92B.原封装形式引脚焊盘默认直径和间隔都太小,钻孔和焊接都比较困难。T0-92A和T0-92B经修改前后的引脚焊盘对比如图4和图5所示。修改后封装形式看上去并不怎么规范,但它却很实用,钻孔和焊接都很方便。
  
  当然各人可以根据自己的喜好样式修改,其它元件的封装形式修改方法相同,无论怎么修改目的就是钻孔和焊接都要方便。

 



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  三、关于“电镀导孔”问题
  
  在Protel的板框设计向导中有一项设置对话框如图6所示。对话框默认单选项就是设置“电镀导孔双层板”,右侧为“电镀导孔”示意图,从图中我们可以看出,顶、底层铜膜是通过“电镀导孔”电镀内壁相连的,也就是我们常说的“过孔”。正是有了这些过孔,才实现了双面板整个电路顶、底层间铜膜走线的电气连接关系。这种“电镀导孔”的内壁是导电的,是专业制板厂家才能做出的,而我们业余条件下绘制双面电路板,虽能绘制出顶、底两层铜膜走线图,但无法做出内壁导电的过孔。那么,在焊接双面板元件时,有些元件可能要在顶层焊接才行,虽然焊接完成的双面电路板也能用,但并不理想。


  
  下面就以一个具体的简单电路例子说明如何制做“电镀导孔”。
  
  1、绘制的“占空比可调多谐振荡器”电原理图如图7所示。


  
  2、自动布线完成的双面板PCB图如图8所示,从图8中我们可以看到顶层有以水平方向走线为主的红色铜膜走线7条。


  
  3、将PCB图设置成单层显示,顶层铜膜走线如图9所示,在每条铜膜走线与引脚焊盘连接处附近各放置一个过孔如图10所示,共放11个。


  
  4、为了看清楚,将原自动布线完成的双面板PCB图8添加11个过孔后,背景改成白色,如图11所示,图中每个过孔都用裸线将顶、底两层焊接连通,就是我们业余条件下制作的“电镀导孔”,有了它们,我们就可以像单面板一样,将所有元件安插在顶层,只要在底层焊接就可以了,而且拆卸元件一样方便。经这样处理,我们业余条件下绘制的双面电路板才真正实用。


  



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  四、关于台钻和钻头问题
  
  上面已经提及业余条件下用台钻打孔,选用直径0.8mm钻头最理想,有一种印刷电路板钻孑L厂专用的特种合金钻头最好,这种钻头上粗下细示意图如图12所示。它上面一段固定直径3.15mm.夹在台钻上能保证钻头中心度,且耐磨不易折,但价格较贵且不易买到。业余条件下常用的是普通麻花钻头,直径0.8mm钻头太细不易被钻夹夹紧,如将钻头垫包纸或布虽可使钻头夹紧,但又难保证钻头中心度。这里提供一种非常简单的解决方法,就可将普通麻花钻头改造成上粗下细的钻头。


  
  现在文具店很容易买到一种“真彩”牌乐美中性笔芯(如有用完墨水的废弃笔芯更好),该笔芯头部金属笔尖直径约0.8mm左右,用尖嘴钳将其拔去后,正好可以将直径0,8mm的麻花钻头插入(如嫌钻头太长后边可折去一部分),由于原金属笔尖后面与墨水相交处有一段直径只有0.5mm左右的细通道,所以用力将直径0.8mm的麻花钻头插入后能比较牢固地结合地一起,改装后的直径0.8mm的麻花钻头解决了不易夹紧的缺陷,示意图如图13所示。

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