Altium Designer電子技術(shù)實(shí)踐—制作12_5V的電源（原理與步驟）PCB源文件

ID:717196 · 發(fā)表于 2020-3-27 20:41

1引言... 1
2實(shí)訓(xùn)制作要求... 1
3穩(wěn)壓電源PCB板設(shè)計(jì)... 2
3.1 穩(wěn)壓電源原理圖設(shè)計(jì)... 2
3.2 穩(wěn)壓電源PCB板圖設(shè)計(jì)... 2
4PCB板制作... 3
5焊接與調(diào)試... 4
6總結(jié)... 5
附錄一：穩(wěn)壓電源原理圖... 7
附錄二：穩(wěn)壓電源PCB板圖... 8
附錄三：實(shí)物圖... 9

1 引言
查找資料，說明電子工藝實(shí)訓(xùn)的目的[1]，通過實(shí)訓(xùn)應(yīng)該掌握的技能等………………。
1.1熟悉印制電路板設(shè)計(jì)步驟和方法，熟悉手工制作印制電路板的工藝流程，能夠根據(jù)電路原理圖，元器件實(shí)物設(shè)計(jì)并制作印制電路板。
1.2熟悉常用電子元器件的類別，符號(hào)，規(guī)格，性能及其使用范圍，能查閱有關(guān)的電子器件圖書。
1.3能夠正確識(shí)別和選用常用的電子器件，并且能夠熟練使用普通萬用表和數(shù)字萬用表檢查電路。
1.4基本掌握手工電烙鐵的焊接技術(shù)，能夠獨(dú)立的完成簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品安裝與焊接。熟悉電子產(chǎn)品的安裝工藝的生產(chǎn)流程。
2 實(shí)訓(xùn)制作要求
說明實(shí)訓(xùn)具體要完成的內(nèi)容（±5V/12V穩(wěn)壓電源制作），需要使用到的軟件、設(shè)備、及其他相關(guān)工具，以及這些軟件、設(shè)備、工具具體起到的作用……
掌握Altium Designer （以下簡(jiǎn)稱AD）的基本使用方法，并在此基礎(chǔ)上完成電路原理圖的繪制。布線與元件庫(kù)的調(diào)用。掌握PCB板圖的設(shè)計(jì)方法。
   掌握Gerber 文件輸出，生成菲林打印文件以及改進(jìn)后的 EPSON StylusPhoto 1390 Series噴墨打印打印機(jī)菲林底片。
板料裁剪機(jī)的使用（使板子大小合適），鉆孔文件的生成與導(dǎo)入，原點(diǎn)的選擇與鉆孔。
線路板刷光機(jī)刷板、數(shù)控覆膜機(jī)貼覆干膜、曝光機(jī)曝光、自動(dòng)顯影機(jī)顯影、自動(dòng)蝕刻機(jī)蝕刻、自動(dòng)脫膜機(jī)脫膜。
結(jié)合原理圖與PCB板圖確認(rèn)各個(gè)元件的位置與方向，使用電烙鐵與焊錫完成焊接，使用螺絲刀完成電源的螺絲的安裝。

3 穩(wěn)壓電源PCB板設(shè)計(jì)
說明PCB板設(shè)計(jì)的具體步驟
圖1  電路結(jié)構(gòu)
3.1穩(wěn)壓電源原理圖設(shè)計(jì)
選擇文件底下新建、工程、PCB工程并保存，新建原理圖并保存，選擇庫(kù)按照實(shí)訓(xùn)講義繪制原理圖（注意元件的參數(shù)與封裝）。
3.2 穩(wěn)壓電源PCB板圖設(shè)計(jì)
使用AD軟件在PCB工程中，選擇給工程添加新的PCB，出現(xiàn)一個(gè)整體黑色的矩形，選擇保存。選擇設(shè)計(jì)底下板參數(shù)選項(xiàng)，在對(duì)話框中將英制更改成公制，取消顯示頁(yè)面選項(xiàng)。選擇編輯底下原點(diǎn)，設(shè)置PCB左下角為原點(diǎn) ，選擇keepout layer放置底下的走線，畫出板子的尺寸邊界，并對(duì)板子進(jìn)行標(biāo)注（可以再機(jī)械層）。選擇設(shè)計(jì)底下的Import Changes From導(dǎo)入原理圖的信息，在工程更改順序?qū)υ捒蛑腥コ鼳ddRooms選項(xiàng)，單擊生效更改，檢查是否出錯(cuò)，無錯(cuò)就單擊執(zhí)行更改。選擇工具底下的器件布局選擇器件布局來完成器件的快速布局。調(diào)整元器件位置至不再出現(xiàn)綠色。選擇設(shè)計(jì)底下的規(guī)則Clearance更改為0.7mm，Width更改為1.3mm，RoutingLayers取消頂層布線。選擇自動(dòng)布線下的全部，在對(duì)話框中RootAll，結(jié)束后顯示失敗的布線是0條則成功。選擇放置底下的多邊形敷銅，鏈接到網(wǎng)絡(luò)選擇GND確定后繪制完成。設(shè)計(jì) PCB 板圖時(shí)注意：①器件要合理布局，盡量按信號(hào)的走向放置器件，以減小連線的距離；②合理設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則，考慮到是電源板設(shè)計(jì)，走線應(yīng)盡量粗一些；③為了方便制作，提高成功率，PCB 板采用單面布線；④合理放置敷銅區(qū)，以減小制板時(shí)的蝕刻量。

4 PCB板制作
4.1菲林底片的制作與打印
生成Gerber 文件，生成菲林打印文件以及使用改進(jìn)后的 EPSON StylusPhoto 1390 Series噴墨打印打印機(jī)菲林底片。
4.2 板料裁剪及雕刻機(jī)鉆孔
使用板料裁剪機(jī)使板子大小合適，生成并導(dǎo)入鉆孔文件的，在鉆孔時(shí)要先考慮原點(diǎn)的選擇。為了方便后續(xù)環(huán)節(jié)的干膜貼覆、以及顯影/腐蝕的夾板，裁剪板料時(shí)應(yīng)在電路板實(shí)際尺寸的基礎(chǔ)上，在其四周留有 15mm~20mm 的空間。例如，本次實(shí)訓(xùn)電源電路板的實(shí) 際尺寸為 123.825mm×69.596mm。因此，為了方便制作，可裁出 150mm×100mm 的單面敷銅板留作使用。事先裁剪好的敷銅板，在其一面貼好雙面膠（如圖 2.5.17 所示），若為單面板，在其非敷銅面貼雙面膠。要注意貼勻，然后將敷銅板貼于工作平臺(tái)板的適當(dāng)位置，并均勻用力壓緊、壓平。
4.3 PCB板的化學(xué)工藝制作
線路板刷光機(jī)刷板（可以先打磨）長(zhǎng)期放置的敷銅板，表面可能被氧化，且可能有污垢和油漬，通過刷板可使敷銅板表面還原光亮，且易于帖覆干膜，以及后期的腐蝕和焊接。
數(shù)控覆膜機(jī)貼覆干膜要干凈利落（注意不要產(chǎn)生折痕）使用覆膜機(jī)為孔化后的敷銅板貼覆干膜，用于電路的曝光顯影。對(duì) 于雙面板，兩面都需要貼覆干膜，而對(duì)于單面板只需在敷銅面貼覆干膜即可。
曝光機(jī)曝光要注意時(shí)長(zhǎng)以免曝光過度把腹好膜的敷銅板放在曝光機(jī)對(duì)位臺(tái)上，將菲林底片放在敷銅板上進(jìn)行對(duì)位（注意：頂層菲林底片將非藥膜面貼在敷銅板上進(jìn)行對(duì)位，而底層將藥膜面貼在敷銅板上進(jìn)行對(duì)位，對(duì)位時(shí)保證所有敷銅板的孔位對(duì)準(zhǔn)在菲林底片焊盤中心），對(duì)好位后用透明膠帶固定菲林底片一角在敷銅板上。
自動(dòng)顯影機(jī)顯影設(shè)置顯影噴淋時(shí)間為 90 秒，點(diǎn)擊“顯影噴淋”，再點(diǎn)擊“搖擺”、“加熱”。
自動(dòng)蝕刻機(jī)蝕刻點(diǎn)擊蝕刻噴淋設(shè)置時(shí)間文本框，彈出數(shù)字輸入面板，設(shè)置時(shí)間為 600 秒，點(diǎn)擊“確認(rèn)”退出數(shù)字輸入面板，然后點(diǎn)擊“蝕刻噴淋”。此時(shí)，蝕刻液被加熱、噴淋，并倒計(jì)時(shí)。倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，觀察主控面板上當(dāng)前溫度是否達(dá)到 40℃，若還沒有，可再繼續(xù)加熱、蝕刻噴淋 600 秒，直到蝕刻液溫度為 40℃為止。
自動(dòng)脫膜機(jī)脫膜設(shè)置時(shí)間為 600 秒，點(diǎn)擊“確認(rèn)”退出數(shù)字輸入面板，然后點(diǎn)擊“脫膜噴淋”。此時(shí)，退膜液被加熱、噴淋，并倒計(jì)時(shí)。倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，觀察主控面板上當(dāng)前溫度是否達(dá)到 40℃，若還沒有，可再繼續(xù)加熱、脫膜噴淋 600 秒，直到退膜液溫度為 40℃為止。
5 焊接與調(diào)試
焊接是使用金屬進(jìn)行連接的一種方法。它利用加熱手段，在兩種金屬的接觸面，通過焊接材料的原子或分子的相互擴(kuò)散作用，使兩種金屬間形成一種永久的牢固結(jié)合。利用焊接的方法進(jìn)行連接而形成的接點(diǎn)叫焊點(diǎn)。
清除元器件表面的氧化層，可用小刀、鋸條、細(xì)砂紙等進(jìn)行清除。
根據(jù)元器件安放的方式，用尖嘴鉗對(duì)元器件引腳彎制成形，元器件常見的安放方式有臥式和立式。注意：要避免引腳在元件根部直接彎制，要大概留有 1~2 冊(cè)的距離。
插裝器件的焊接通常采用“五步”法（如圖2.7.10 所示）。首先，做好準(zhǔn) 備工作，左手拿焊絲，右手拿電烙鐵（事先已經(jīng)通電加熱）；其次，用電烙鐵預(yù) 熱焊接點(diǎn)一定時(shí)間；再次，送上焊絲；然后，等焊絲熔化一定量（切記適量）后，
移走焊絲；后，移走電烙鐵，讓焊點(diǎn)自然冷卻。
檢查焊點(diǎn)缺陷；由于各種原因，導(dǎo)致電路板焊接錯(cuò)誤，就需要進(jìn)行拆焊，需要使用到吸錫器。拆焊時(shí)，首先加熱焊點(diǎn)，讓焊料熔化；其次，用吸錫器吸走焊點(diǎn)焊錫，反復(fù)多次，直到錫料吸取干凈；再次，移走電烙鐵和吸錫器；后，用鑷子拆下元器件即可。
四個(gè)穩(wěn)二極管不同，要注意分辨來，在區(qū)分元件時(shí)，注意利用好萬用表來確定各個(gè)元件的具體性質(zhì)與參數(shù)。在結(jié)合原理圖與PCB板圖后，確認(rèn)PCB板中各個(gè)元件的具體位置和方向后，可以順著電路進(jìn)行焊接（按照從小到大比較方便）。
在焊接過程中，要先檢查PCB板是否存在短路等問題，然后使用電烙鐵與焊錫將原件焊在板子上，由于焊過的板子挺多的所以基本上沒有問題。在完成之后檢查了一遍就插上電路，結(jié)果完美！
制作好電源電路后，通電觀察所有電源指示燈是否點(diǎn)亮，并使用萬用表根據(jù) 標(biāo)識(shí)，測(cè)試電源電壓是否正常。

6 總結(jié)
本次實(shí)習(xí)的目的主要是使我們對(duì)電子元件及電路板制作工藝有一定的感性和理性認(rèn)識(shí)；對(duì)電子信息技術(shù)等方面的專業(yè)知識(shí)做進(jìn)一步的理解；培養(yǎng)和鍛煉我們的實(shí)際動(dòng)手能力，使我們的理論知識(shí)與實(shí)習(xí)充分地結(jié)合，作到不僅具有專業(yè)知識(shí)，而且還具有較強(qiáng)的實(shí)習(xí)動(dòng)手能力，能分析問題和解決問題的高素質(zhì)人才，為以后的順利就業(yè)作好準(zhǔn)備。在大一我們學(xué)的都是一些理論知識(shí)，就是有幾個(gè)實(shí)習(xí)我們也大都注重觀察的方面，比較注重理論性，而較少注重我們的動(dòng)手鍛煉。而這一次的實(shí)習(xí)正如師傅所講，沒有多少東西要我們?nèi)ハ�，更多的是要我們�(nèi)プ�，好多東西看起來十分簡(jiǎn)單，一看電路都懂，但沒有親自去做它，你就不會(huì)懂理論與實(shí)習(xí)是有很大區(qū)別的，看一個(gè)東西簡(jiǎn)單，但它在實(shí)際操作中就是有許多要注意的地方，有些東西也與你的想象不一樣，我發(fā)現(xiàn)部分人的板子沒什么問題但是卻焊不完美，有些會(huì)吧二極管的方向給弄錯(cuò)，這實(shí)在是讓我大跌眼鏡。我們這次的實(shí)驗(yàn)就是要我們跨過這道實(shí)際和理論之間的鴻溝。

不過，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們也發(fā)現(xiàn)有些事看似實(shí)易，電工電子實(shí)習(xí)，是以學(xué)生自己動(dòng)手，掌握一定操作技能并親手設(shè) 計(jì)、制作、組裝與調(diào)試為特色的。它將基本技能訓(xùn)練，基本工藝知識(shí)和創(chuàng)新啟蒙有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)我們的實(shí)習(xí)能力和創(chuàng)新精神。作為信息時(shí) 代的大學(xué)生，作為國(guó)家重點(diǎn)培育的高技能人才，僅會(huì)操作鼠標(biāo)是不夠的，基本的動(dòng)手能力是一切工作和創(chuàng)造的基礎(chǔ)和必要條件。電子工藝實(shí)訓(xùn)是電子信息工程專業(yè)學(xué)生重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是鞏固和加深所學(xué)電子技術(shù)的知識(shí)；了解并初步掌握一般電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制作、調(diào)試與研制開發(fā)的基本技能與方法，全面提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和分析問題、解決實(shí)際問題的能力；使學(xué)生對(duì)電子產(chǎn)品生產(chǎn)獲得一定感性認(rèn)識(shí)，為今后從事電子產(chǎn)品制作與創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作奠定初步的實(shí)踐基礎(chǔ)。
講課內(nèi)容深入淺出，操作簡(jiǎn)單從易處著手為以后難度較高的電子設(shè)計(jì)制作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)與深刻興趣。

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