在制作双面电路板时需要准备的工具及材料大致有:双面敷铜板、热转印纸、砂纸、剪刀、油性笔、盐酸、双氧水、手电钻、烙铁、双绞线、纸胶带、烙铁、焊锡、松香等。
一、准备PCB图
1.电路原理图
以6位LED动态显示电路为例,电路原理图如下图所示。当电路图较复杂时,完工的电路图一定要经过ERC电气规则检查,采用默认选项,从而保证电路不出现短路、断路、网络名重复等严重问题。
2.PCB图
双面电路板的两面分别称为顶层和底层,顶层与底层均可布线,元器件一般放置在顶层。顶层与底层的线通过引线孔、过孔相连接,采用自动布线方式时,过孔是在布线时自动添加的。由于双面电路板的特殊性及手工制作的局限性,在设计双面电路板的PCB图时需要做如下修改:
①线径适当加宽。如普通线径Imm,电源线径1.2mm,地线线径1.4mm。在电路板尺寸允许时,线径应尽量宽并且保证地线线径>电源线径>普通线径。通过修改设计规则实现上述要求。另Protel DXP中的尺寸单位有英制(Imperil)与公制(MetrIC)两种,可单击【View】/【Toggle Units】在两者之间切换。例如将地线线径改为1.4mm,可单击【Design】/【Rules】,在出现的对话框中中修改Routing中的Width选项,即可将此需要添加为新的线径规则,如下图所示。
②元器件的焊盘适当加大。封装库中的焊盘的默认尺寸不适合手工制作,所以应增大焊盘尺寸。如分立元器件、集成块的焊盘直径可设置为2mm,桥堆可设为3mm,其它体积较大的元器件视情况而定。上述要求可通过整体修改实现。如将所有直径为1.5mm的圆形焊盘的直径设为2mm,ProtELDXP整体修改原理是先选取后修改。
第一步,选取。用鼠标光标指向需要整体修改的其中一个焊盘,光标要指在只有焊盘层的区域,点鼠标右键,出现鼠标右键菜单,否则,在弹出鼠标右键菜单之前还要选择是焊盘还是和焊盘连接的导线,或者器件,这时只能选焊盘(Pad)。在弹出的鼠标右键菜单里点第一项寻找相似的对象(FindSimilarObjects),弹出寻找相似对象对话框,如上图所示,我们的目的是寻找形状与尺寸均相同的所有焊盘,点PadShape(AIILayers)、PadXSize(AllLayers)和PadYSize(AlILayers)这三栏中的任意的(Any),出现下拉箭头,有三个选项分别为任意的(Any)、相同的(Same)、不同的(Dfferent),均选择相同的(Same),查找相似项的条件设置好后,点击OK,在PCB工作区内,不满足条件的焊盘均变暗,将满足条件的焊盘突显出来,并出现了检查员(Inspector)对话框如下图所示,这个对话框是工具栏式对话框,可以放在左边,也可以隐藏,出现这个对话框时选取完成。
第二步,修改。将检查员(Inspector)对话框中PadXSize和PadYSize栏目的1.5mm都改为2mm,敲回车,关闭对话框,更改完毕。现在的问题是没有修改的地方还是暗的,如何恢复呢?用鼠标点主工具栏中按钮就可还原了。用此方法不仅可快速地使所有焊盘的尺寸满足要求,还可整体修改线径、隐藏元件值、字符大小等,原理图里的批量修改与此大同小异。
③尽量在底层优先布线。双层电路板的元件放置在顶层,手工制作电路板时,由于缺少沉铜工艺,即孔壁上不能敷铜,任一个孔顶层的铜膜导线无法与底层的铜膜导线相连;插入集成器件后,器件引脚只能与底层铜膜导线相连而无法与顶层铜膜导线相连,如仍像单面板时直接焊接元器件,则电路会存在大量的断路而不能工作。如何解决呢?可先在顶层引出铜膜导线的孔中穿入过线(1~2根细铜线),并将顶层焊牢,而底层等插入元器件时与元器件管脚一起焊接;电阻、三极管等分立元器件可双面焊接,底层与顶层的线可通过器件引脚相连,因此不需焊接过线。这一部分的工作量比较大,所以在布线时应尽量减少顶层引线,采用自动布线后,再通过手工修改尽量减少顶层引线。
3.打印PCB图
通过激光打印机或喷墨打印机将PCB图打印在热转印纸上。
(1)热转印纸一面非常光滑的纸,市场上有卖,A4大小。像我们经常见到的玻璃纸、及时贴用完后要扔掉的一面,都可代替热转印纸。PCB图要打在光滑的一面。热转印纸是一次性用纸,不可多次使用,以免影响激光打印机硒鼓寿命,剩余的转印纸应保存在阴凉干燥处,不可受日光长期照射,否则影响转印效果。
(2)打印机设置①页面设置:单击【File】/【PageSetup】,弹出对话框如上图所示。颜色选择单色(mono),不能灰色(gray);比例(scaling):选择scalingprint,scale选择1.00,不能默认,否则图纸上元器件的尺寸与实物大小不相等,无法安装。其他选项可默认。
②高级选项:在上图所示对话框中单击-【Advanced】弹出对话框如下图所示,在该对话框中可以设置实际打印PCB图的哪一层,依需要删或添。
③打印顶层(TopLayer):选取多层(multi-layer,选择多层才能打印出焊盘及过孔)、选镜像(mlrror)、选洞(hole,方便钻孔及图纸粘贴)如下图所示。
④打印底层(Bottomlayer):不选镜像,其它同顶层。
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