導(dǎo)語：如何才能寫好一篇印刷電路板，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

中圖分類號： TG659文獻標識碼： A

前言

隨著數(shù)控機床和自動化流水線檢測設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的大量使用，電子印刷電路板的應(yīng)用也隨之猛增。但是由于這些設(shè)備的使用頻率很高以及電子元器件的迅速老化，使得這些設(shè)備在八、九年后進入故障多發(fā)期，故它的電子印刷電路板的問題也隨之上升。以前電子印刷電路板出現(xiàn)問題都是靠去購買新板或者送去廠家進行維修，有時候還要送到國外去進行維修或者購買。這樣會造成花費大量的資金，并且耽擱的時間長，往往給企業(yè)帶來巨大損失。其實大多數(shù)工控電路板在國內(nèi)都是可以維修的。我依據(jù)自己多年來從事維修數(shù)控機床電子印刷電路板的實踐以及經(jīng)驗，小結(jié)了一套非常有用的維修原則和方法。

因為大多數(shù)的電路板都沒有相關(guān)圖紙材料，所以很多人對電路板維修持不相信態(tài)度。事實上，各種電路板雖千差萬別，但實質(zhì)上每種電路板都是由各種集成塊、電阻、電容及其它器件構(gòu)成的，所以電路板出現(xiàn)故障一定是其中某個或某些個器件損壞造成的，當(dāng)然電路板維修的思想就是基于上述因素建立起來的。電路板維修分為檢測跟維修兩個部分，檢測部分在里邊占有很重要的地位。電路板檢測就是對電路板上的每一個電子元件故障的查找、確定和糾正的過程，而維修的過程就是找出損壞的元件并加以替換。看似簡單，實際上需要全面的知識、豐富的經(jīng)驗以及必備的昂貴檢測設(shè)備，尤其是當(dāng)要快速地找到故障元件時，不僅要求經(jīng)驗豐富同時還要求維修工程人員具備善于分析和判斷的敏捷思維。如今的電子產(chǎn)品常常會由于一塊電路板維修板的個別零件損壞，導(dǎo)致電子印刷電路板不能正常工作，影響設(shè)備的正常運作。那么我們應(yīng)如何對待電路板維修檢測呢?

1.維修人員須知及相關(guān)例子

1.1維修人員須知一

維修工作人員首先應(yīng)知道電路板由焊盤、過孔、安裝孔、導(dǎo)線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等零件組成并，應(yīng)嚴格根據(jù)安全操作規(guī)程進行工作，尤其是保證電烙鐵不應(yīng)漏電。另外，焊接MOS器件時保證電烙鐵切斷交流電源后方或可靠接地。電路板一般分為三類：單面板，雙面板，還有多層板。通常，為做好電路板的檢測工作，應(yīng)先有技術(shù)準備。例如通過待修電路板的說明書及有關(guān)資料來了解其工作原理、性能、電路數(shù)據(jù)、技術(shù)指標、使用與檢測方法等等；另外還要有一定的物質(zhì)方面的準備，如測試儀、供電源、檢修工具、工作場地。其次，還要進行調(diào)查并做出分析判斷，例如詢問設(shè)備操作師，借鑒以往的檢修經(jīng)驗，分析判斷設(shè)備發(fā)生故障的可能原因，進行檢修方案的選擇，選出最佳排除故障工作方案。按預(yù)定方案進行檢查、找出故障的真正原因并修理，直至找出故障修復(fù)設(shè)備。再次，是整理工作，如恢復(fù)電路原狀、擦拭焊點、整頓元器件位置、走線方向和做好清潔工作等。

1.2維修人員須知二

要找到故障發(fā)生處必須經(jīng)過檢測，通常修理人員都采用測引腳電壓的方法來進行判斷，但一般只能判斷出故障的大致部位，并且有時引腳反應(yīng)不十分靈敏，甚至有時候會毫無反應(yīng)。在電壓偏離的情況下，若同時包含元件損壞的因素，還應(yīng)該將集成塊內(nèi)部故障與故障嚴格區(qū)分開來，所以依靠單一某種方法對電路板維修是很難檢測的，而應(yīng)采取與依賴綜合的檢測手段。

1.3具體例子

例如通過介紹匯能IC在線維修測試儀檢測的具體方法。匯能IC在線維修測試儀，在測量中當(dāng)個別引腳R內(nèi)很大時，應(yīng)換用R×10k擋，因為在R×1k擋其通道電壓只有1.5V，當(dāng)集成塊內(nèi)部晶體管串聯(lián)較多時，電表內(nèi)會由于電壓太低，無法供集成塊內(nèi)晶體管進入正常工作狀態(tài)，數(shù)值無法顯現(xiàn)。很多人都知道，在使用集成塊時，總會有一個引腳與印制電路板上的“地”線是相焊通的，在電路中被稱為接地腳。因為電路板維修內(nèi)部都采用直接耦合，所以，集成塊的其它引腳與接地腳之間都存在著一定的直流電阻，稱之為該腳內(nèi)部的等效直流電阻，簡稱R內(nèi)。若我們拿到一塊新的集成塊，可以通過使用萬用表測量各引腳的內(nèi)部等效直流電阻來判斷其好壞，如果各引腳的內(nèi)部等效電阻R內(nèi)與標準值相符合，說明這塊集成塊是好的，如果與標準值相差過大，則說明集成塊內(nèi)部已經(jīng)損壞。

1.4相關(guān)結(jié)論

總之，在檢測時應(yīng)該認真分析，善于靈活運用各類方法，摸索規(guī)律，做到既準確又快速找出故障。依據(jù)實際檢修經(jīng)驗，在檢測電路板維修內(nèi)部直流等效電阻時沒有必要把集成塊從電路上焊下來，而只需將電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開，并且將接地腳也與電路板斷開，其它腳則保持原狀，通過測量出測試腳與接地腳之間的R內(nèi)的正反向電阻值便可判斷其壞。

2.電路板檢測方法

2.1常用的電路板維修檢測方法

常用的電路板維修檢測方法可分為在線測量法、非在線測量法和代換法。非在線測量具體指非在線測量在電路板維修未焊入電路時，通過測量各個引腳之間的直流電阻值，并與已知正常同型號電路板維修各引腳之間的直流電阻值進行對比，從而確定其是否正常。而在線測量主要測試功能有數(shù)字邏輯器件在/離線功能測試、ASA（VI）模擬特征分析測試、VI曲線分析比較測試、ASA 曲線雙棒動態(tài)比較測試、可按管腳設(shè)置ASA 曲線測試參數(shù)等。代換法是用已知的同型號與規(guī)格相同的電路板維修來替換被測電路板維修，從而判斷該電路板維修是否受損。

2.2不常用的電路板維修檢測方法

另外不常用的電路板維修檢測方法還有分隔測試法又稱電路分割法、直覺檢查法、信號注入法、交流短路法、信號尋跡法、波形觀察法參數(shù)測試法等方法。

2.2.1具體事例1

在電路板維修中，碰到公共電源短路的故障，如果板上元件不多，那么采用一一排除的方式最終可以找到短路點，但若元件太多，采用一一排除的方式就太浪費時間了。所以我推薦以下一些比較管用的方法，事半功倍，能快速找到故障部分。具體作法有1.若存在短路現(xiàn)象，拿一塊單或者雙層板進行割線，割線后再排除。2.對于人工焊接，我們要養(yǎng)成良好的習(xí)慣，起始在焊接前要目視檢查一遍PCB板，并借助萬用表檢查電源與地的電路是否短路。切記操作時電壓千萬不能超過器件的正常電壓，注意不能接反，否則會燒壞其它沒有故障的器件。

2.2.2具體事例2

老化測試。針對高性能電子產(chǎn)品，例如：計算機整機，顯示器，車用電子產(chǎn)品，主機板、監(jiān)視器、等電子產(chǎn)品，可模仿出一種高溫、惡劣環(huán)境測試的實驗，從而成為提高產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性的重要實驗，這類實驗廣泛應(yīng)用于電源電子、電腦、生物制藥等重要領(lǐng)域。

3.電路板維修方式及其原則

3.1直接代換

直接代換是指用其他IC但不做任何改動而直接取代原有的IC，且代換后不會影響機器的主要性能和指標。

直接代換具體分為同一型號IC的代換和不同型號IC的代換。前者一般是可靠的，在安裝集成電路時注意方向不要搞錯，反之，通電時集成電路極有可能被燒毀。后者又分為型號前綴字母相同、數(shù)字不同IC的代換，型號前綴字母不同、數(shù)字相同IC 的代換和型號前綴字母和數(shù)字都不同IC的代換。其中，第一種代換只要相互間的引腳功能完全相同，其內(nèi)部電路和電參數(shù)稍有差異，也可相互直接代換。但有少數(shù)，雖然數(shù)字相同，但功能卻完全不同。最后一種是有的廠家通過引進未封裝的IC芯片，再加工成按本廠命名的產(chǎn)品。

3.1.1代換原則

代換IC的功能、封裝形式、引腳序號、引腳用途、性能指標和間隔等幾方面都相同。其中I的相同不僅僅指功能相同；還應(yīng)保證邏輯極性相同，具體來說是輸出輸入電平極性、電流幅度、電壓大小應(yīng)該相同。舉例說，圖像中放IC時，TA7607 與TA7611，前者為反向高放AGC，后者為正向高放AGC，所以不能直接代換。另外對于輸出不同極性AFT電壓以及輸出不同極性的同步脈沖等的IC 均不能直接替換，即使是同一廠家或公司的產(chǎn)品，都必須注意區(qū)分。性能指標是指IC 的主要特性曲線、最高工作電壓、最大耗散功率、頻率范圍及各信號輸入，輸出阻抗等參數(shù)必須要與原IC相近。對于功率很小的代用件要加大其散熱片。

3.2非直接代換

非直接代換與直接代換是相對而言的。具體可分為不同封裝IC的代換、電路功能相同但個別引腳功能不同IC的代換、類型相同但引腳功能不同IC的代換、有些空腳不應(yīng)擅自接地的代換、用分立元件代換IC、組合代換等方法。

不同封裝IC的代換是指，相同類型的IC 芯片，其封裝外形不同，但要求代換時將新器件的引腳依據(jù)原器件引腳的形狀和排列進行整形。對于電路功能相同但個別引腳功能不同IC的代換，可據(jù)各個型號IC的具體參數(shù)與說明來進行。類型相同但引腳功能不同IC的代換需要改變電路及引腳排列，故需要相應(yīng)的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗與技巧。空腳不能擅自接地的代換，有時也作為內(nèi)部連接。當(dāng)用分立元件代換IC，代換前應(yīng)了解該IC 的內(nèi)部功能原理，用分立元件代換IC 中被損壞的部分，使其恢復(fù)功能。同時必須考慮信號能否從IC中取出接至電路的輸入端和經(jīng)電路處理后的信號，能否連接到集成電路內(nèi)部的下一級去進行再處理等相關(guān)問題。組合代換是把同一型號的多塊IC內(nèi)部未受損的電路部分，重新組合成一塊完整的IC，從而代替功能不佳的IC的方法。

3.2.1代換原則

代換后所用的IC可與原來的IC引腳功能和外形不同，但是功能必須相同，而且特性要相近；代換后不應(yīng)影響原機性能。

4.結(jié)語

通過總結(jié)有關(guān)電子印刷電路板的維修原則及方法的內(nèi)容，我深刻的認識到，只要勤動手動腦，一切皆有可能。因為原先有些人是不相信電路板可以維修，甚至是在國內(nèi)。為了更好的更有效的維修電路板，我認為作為一名維修人員，應(yīng)做到以下幾點：1.養(yǎng)成記維修日記得好習(xí)慣，例如平常維修過程中的重要經(jīng)驗以及發(fā)生的重要細節(jié)點，都應(yīng)作為日后的參考資料積累下來。2.針對元件數(shù)量之多，維修人員應(yīng)學(xué)會善于借助工具書來了解各元件的相關(guān)信息，做到使用時，得心應(yīng)手。3.在借助儀器進行維修時，學(xué)會利用測試儀自動記錄測試過程及測試結(jié)果的信息，從而提高維修師的維修技術(shù)與水平。

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篇2

（1.中國科學(xué)院微電子研究所，北京100029；2.華進半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司，江蘇無錫214135）

摘要：基于柔性印刷電路板（FPC）技術(shù)，制造了2種柔性ZnO納米發(fā)電機。首先，使用簡單的一步溶劑熱法制備ZnO納米線，前驅(qū)體為二水合醋酸鋅（Zn（Ac）2·2H2O）和氫氧化鈉（NaOH），溶劑為乙醇。絕大部分ZnO納米線的直徑在20~30 nm之間，表明制備的納米線具有均勻的形貌。然后，使用一種新穎的離心方法制備有序堆積的ZnO納米線薄膜。SEM表征表明，ZnO納米線薄膜中，納米線橫向緊密有序排列。最后，采用柔性印刷電路板技術(shù)，制造了2種柔性ZnO納米發(fā)電機。對使用示波器納米發(fā)電機的輸出電壓進行測試，開路電壓最高達到10 V。納米發(fā)電機是利用ZnO納米線的壓電效應(yīng)和廣泛存在的摩擦電靜電效應(yīng)，將周圍環(huán)境中廣泛存在的各種有用機械能轉(zhuǎn)換為電能。這里制造的納米發(fā)電機的工藝兼容傳統(tǒng)的柔性印刷電路板技術(shù)，未來，這種柔性納米發(fā)電機能夠集成在柔性電路板中，形成自供電的小型化電子系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 ：ZnO；納米發(fā)電機；壓電效應(yīng)；摩擦電靜電；柔性印刷電路板

中圖分類號：TN705?34 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）14?0141?04

收稿日期：2015?01?05

基金項目：重大科學(xué)技術(shù)專項（2013ZX02502?004）

0 引言

自從2006 年納米發(fā)電機（NG）第一次被報道[1]，就引起了全世界范圍的關(guān)注。在過去幾年中，研究人員在納米發(fā)電機領(lǐng)域取得了許多突破性的成果[2?4]。目前，研究人員已經(jīng)制造了多種納米發(fā)電機，比如壓電納米發(fā)電機[5]、摩擦電靜電納米發(fā)電機[6]、熱電納米發(fā)電機[7]、超聲波納米發(fā)電機[8]等。當(dāng)今的電子時代，在微納尺度范圍，急切需要獨立的、無需維護的、可持續(xù)的、可連續(xù)運行的能源技術(shù)，用于可植入生物傳感器、超靈敏度化學(xué)傳感器、納米機器人、微電機械系統(tǒng)、遠程或移動環(huán)境傳感器[9]、國土安全，甚至可穿戴個人電子產(chǎn)品[10]等。在未來，構(gòu)建完整的物聯(lián)網(wǎng)需要安置無數(shù)的傳感器或執(zhí)行器，獨立免維護的驅(qū)動能量將可以節(jié)省大量維護成本。

納米發(fā)電機能夠收集周圍環(huán)境中的微弱的振動能、機械能、電磁能或超聲波能量等，并轉(zhuǎn)化為電能，為其他電子器件提供能量。納米發(fā)電機是一種理想的獨立免維護的能量來源。在不久的將來，納米發(fā)電機將會在物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。

由于ZnO 納米線（NW）具有良好的半導(dǎo)體特性、壓電特性[11]、生物兼容性[12]和低制造成本[13]，所以其是制造壓電納米發(fā)電機的一種很有潛力的候選材料。

本文首先采用一步溶劑熱法制備ZnO 納米線，本文采用離心方法制備有序堆積的ZnO 納米線薄膜（NF），基于柔性印刷電路板（FPC）技術(shù)，將ZnO 納米線薄膜埋入柔性電路板中，制造2種具有不同基底的柔性ZnO 納米發(fā)電機。制造的納米發(fā)電機可以同時利用ZnO納米線的壓電效應(yīng)和摩擦電靜電效應(yīng)，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。在未來的工作中，這種柔性納米發(fā)電機能夠集成到柔性電路板中，形成自供電的小型化電子系統(tǒng)。

1 實驗內(nèi)容

1.1 離心方法制造有序堆積的ZnO納米線薄膜

采用簡單的一步溶劑熱法制備ZnO納米線，二水合醋酸鋅（Zn（Ac） 2·2H2O）和氫氧化鈉（NaOH）作為前驅(qū)體，乙醇作為溶劑。對比其他的制備方法，溶劑熱法具有相對低成本、低毒性和易于規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點。然后，依次使用丙酮、乙醇、去離子水對制備的ZnO納米線進行離心清洗。相對于水，ZnO納米線更容易分散在丙酮和乙醇中，需要用超聲或攪拌來幫助納米線在溶劑中分散。

采用離心方法制造ZnO納米線薄膜。首先，將清洗后的ZnO 納米線分散在乙醇中形成均勻的懸濁液；然后，將適量的懸濁液加入離心管中，離心機型號為CENCE TG16?WS，通過控制離心轉(zhuǎn)速和離心時間，納米線將被離心沉淀在離心管管底。由于離心原理，納米線沉淀中的納米線近似平行有序排列。去除上清液后，納米線沉淀在50 oC 烘干30 min；這樣納米線沉淀就可以從離心管管底剝離，完成制造ZnO納米線薄膜。ZnO納米線薄膜使用Hitachi S4800進行SEM表征。圖1（a）為ZnO 納米線薄膜中納米線的SEM 表征結(jié)果，可以看到ZnO納米線薄膜中絕大部分的納米線橫向有序排列，納米線緊密接觸，密實堆積；圖1（b）為制備的納米線的直徑分布統(tǒng)計。所得納米線的直徑小于50 nm，絕大多數(shù)納米線的直徑在20~30 nm 之間，這表明制備的納米線具有相對均勻的直徑。

1.2 制造柔性ZnO納米發(fā)電機

在此2 種設(shè)計方案分別制造柔性ZnO 納米發(fā)電機。它們的基本結(jié)構(gòu)相同，但使用不同的基底，一種是聚酰亞胺（PI）薄膜，另一種是銅箔。

1.2.1 PI薄膜基底方案

基底采用50 μm厚的PI薄膜。PI薄膜是柔性印刷電路板工藝中經(jīng)常使用的基板材料，采用lift?off工藝在PI薄膜上制作Ag圖形化電極。圖2是在PI薄膜上制作Ag圖形化電極的詳細步驟。首先，將PI膜進行清洗；然后，PI膜的一面覆蓋一層干膜，并使用UV 光對干膜進行曝光顯影。干膜的性質(zhì)與正性光刻膠類似，在顯影時，曝光的干膜被保留而未曝光的干膜將被刻蝕掉；在覆蓋干膜的一面依次濺射一層TiW（厚度20 nm）和一層Ag（厚度200 nm），TiW 層用作粘附層；最后，將基底浸入丙酮中30 min，剝離基板上剩余的干膜。這樣，就完成了PI薄膜上Ag圖形化電極的制備。

圖3（a）是制作完成Ag 圖形化電極的PI 薄膜；圖3（b）是將PI薄膜切割成單個單元后的Ag圖形化電極。圖3（b）中，單元中間的Ag方塊是放置ZnO納米線薄膜的位置，Ag和ZnO納米線接觸形成歐姆接觸，單元邊緣的Ag線條用作焊接外部電路的導(dǎo)線。

納米發(fā)電機具有一個“PI?NF?PI”三明治結(jié)構(gòu)，上下兩層PI薄膜的中間放置ZnO 納米線薄膜，周圍使用非導(dǎo)電膠進行嚴密封裝。上下兩層PI薄膜需要有一定的位錯，保證中間的Ag 方塊完全對齊，并露出PI 薄膜邊緣的Ag 線條，用于焊接導(dǎo)線。單個納米發(fā)電機的三明治疊層方法如圖3（c）所示。

1.2.2 銅箔基底方案

本方案中，納米發(fā)電機的基底采用一種應(yīng)用于柔性電路板工藝中的銅箔（厚度20 μm）。銅箔的表面已經(jīng)做過防氧化處理，所以銅箔可以直接使用并能保證良好的導(dǎo)電性。銅箔既作為納米發(fā)電機的基底又用作與外電路進行電連接。納米發(fā)電機具有“Cu?NF?Cu”三明治結(jié)構(gòu)。具體的制造步驟如圖4所示。

第一步：在銅箔的一面依次濺射一層TiW（厚度20 nm）和一層Ag（厚度200 nm），TiW層作為粘附層，Ag層與ZnO納米線薄膜形成歐姆接觸。由于銅箔表面無法制作圖形化電極（銅箔具有良好導(dǎo)電性），使用一種熱固化膠膜作為上下銅箔基底之間的絕緣層。這種熱固化膠膜經(jīng)常應(yīng)用在柔性電路板工藝中，可以在熱固化后仍然保持柔性。

第二步：在膠膜上制作用于放置ZnO 納米線薄膜的方塊窗口（6 mm×6 mm）陣列，如圖4 中的（b）所示。第三步：將膠膜覆蓋在濺射Ag層的銅箔表面。

第四步：將ZnO納米線薄膜切割成與膠膜上的方塊窗口一樣大小并放置在方塊窗口內(nèi)。切割的納米線薄膜的尺寸需要盡量能夠覆蓋方塊窗口，防止上下基底接觸造成短路失效。

第五步：將另一塊濺射Ag層的銅箔覆蓋在膠膜上，如圖4 中的（e）所示。因為膠膜具有很大的粘性，當(dāng)將銅箔覆蓋在膠膜上時很容易產(chǎn)生氣泡，所以覆蓋上層銅箔時需要非常小心。“Cu?NF?Cu”三明治結(jié)構(gòu)使用真空壓膜機MVLP?500 進行熱固化層壓。膠膜固化的條件是在壓力4.6 MPa和溫度160 oC下熱固化90 min。

2 結(jié)果與討論

基于兩種不同基底，制造了兩種柔性ZnO納米發(fā)電機。納米發(fā)電機的輸出電壓使用實時示波器ATTENADS1102c進行測試。為了方便測試，將銅導(dǎo)線焊接在納米發(fā)電機的上下電極。使用手指拍打納米發(fā)電機表面，手指拍打的機械能作為能量來源。開路電壓的測試結(jié)果如圖5所示。PI薄膜基底納米發(fā)電機的開路電壓峰值可達10 V以上，如圖5（a）所示；而銅箔基底納米發(fā)電機的開路電壓峰值僅為170 mV 左右，如圖5（b）所示。PI薄膜基底納米發(fā)電機比銅箔基底納米發(fā)電機具有更高開路輸出電壓。

這2 種納米發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)相同，都具有“上電極?NF?下電極”三明治結(jié)構(gòu)，如圖5 所示。兩種納米發(fā)電機最大的不同就是基底。PI薄膜是絕緣體，而銅箔是良導(dǎo)體。銅箔基底納米發(fā)電機的Ag層和銅箔可以整體看作一個電極，而PI薄膜基底納米發(fā)電機的PI薄膜和Ag層形成了一個“絕緣層?金屬層”結(jié)構(gòu)。這種“絕緣層?金屬層”結(jié)構(gòu)類似一種基于人體皮膚的摩擦電納米發(fā)電機[4]。所以，當(dāng)用手指（人體皮膚）拍打PI薄膜基底納米發(fā)電機的表面時，輸出電壓不僅來源自壓電效應(yīng)，而且來自摩擦電靜電效應(yīng)。PI薄膜基底納米發(fā)電機可以看作是壓電納米發(fā)電機和摩擦電納米發(fā)電機的集成，所以比銅箔基底納米發(fā)電機具有更高的輸出電壓。

3 結(jié)語

本文采用簡單的一步溶劑熱法制備ZnO納米線，納米線的直徑小于50 nm，絕大多數(shù)納米線的直徑在20~30 nm 之間，這表明制備的納米線具有相對均勻的直徑。在此使用一種新穎的離心方法制造有序堆積的ZnO納米線薄膜，ZnO納米線薄膜中的納米線近似平行有序排列，緊密接觸，密實堆積。基于柔性印刷電路板工藝，制造了2種柔性ZnO納米發(fā)電機。PI薄膜基底納米發(fā)電機可以看作是壓電納米發(fā)電機和摩擦電納米發(fā)電機的集成，而銅箔基底納米發(fā)電機僅是一種壓電納米發(fā)電機，所以PI薄膜基底納米發(fā)電機比銅箔基底納米發(fā)電機具有更高的輸出電壓。PI薄膜基底納米發(fā)電機的開路輸出電壓可達10 V 以上，而銅箔基底納米發(fā)電機的開路輸出電壓最高僅為170 mV。

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篇3

紅色電路板和綠色電路板在功能上沒有區(qū)別。電路板的顏色由廠家決定。

國內(nèi)對印刷電路板的自動檢測系統(tǒng)的研還剛剛起步。從事這方面研究的科研院所也比較的少，而且也因為受各種因素的影響，對于印刷電路板缺陷的自動光學(xué)檢測系統(tǒng)的研究也停留在一個相對初期的水平。

正因為國外的印刷電路板的自動檢測系統(tǒng)價格太貴，而國內(nèi)也沒有研制出真正意義上印刷電路板的自動檢測設(shè)備，所以國內(nèi)絕大部分電路板生產(chǎn)廠家還是采用人工用放大鏡或投影儀查看的辦法進行檢側(cè)。由于人工檢查勞動強度大，眼睛容易產(chǎn)生疲勞，漏驗率很高。而且隨著電子產(chǎn)品朝著小型化、數(shù)字化發(fā)展，印制電路板也朝著高密度、高精度發(fā)展，采用人工檢驗的方法，基本無法實現(xiàn)。對更高密度和精度電路板，己完全無法檢驗。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

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【關(guān)鍵詞】Altium Designer，使用方法，電路設(shè)計

對電子專業(yè)學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)電子技術(shù)相關(guān)知識的同時，還必須學(xué)會利用電路設(shè)計軟件繪制電路原理網(wǎng)和印制電路板PCB圖。Altium Designer是Altium公司開發(fā)的高端設(shè)計軟件，它擁有強大的電子設(shè)計功能，深受電子類各專業(yè)設(shè)計人員和廣大電子愛好者的青睞。如何在有限的教學(xué)時間內(nèi)，讓學(xué)生熟練地掌握Altium Designer制圖軟件，將繪制的原理圖轉(zhuǎn)換為印刷電路板的方法，完成印刷電路板的布局和布線，并應(yīng)用到具體的電子電路設(shè)計中去，是老師要重點探討的問題。根據(jù)我多年來的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)快速掌握Altium Designer軟件的學(xué)習(xí)方法和技巧。

1、創(chuàng)建PCB項目工程文件。啟動Altium Designer軟件，執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project]，完成新建項目工程，同時保存項目文件。

2、創(chuàng)建原理圖文件

（1）在新建的項目工程文件（*.PrjPCB）中添加SCH文件（*.SchDoc），執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Schematic]，此時項目面板中“ PrjPCB”項目下面出現(xiàn)“Sheet1.SchDoc”文件名，這是系統(tǒng)以默認名稱創(chuàng)建的原理圖文件，執(zhí)行菜單命令文件[File]/[Save]，在彈出的保存文件對話框中輸入文件名，單擊保存按鈕。

（2）放置元器件并修改元件屬性。打開元器件所在元件庫，然后根據(jù)原理圖要求，找到并放置元器件。同時雙擊放置圖紙上的元器件，打開元件的屬性對話框，對元件屬性進行修改，主要包括Designator、Value和Footprint。

Altium Designer中提供很多庫文件，其中系統(tǒng)默認打開兩個常用的集合元件庫，即常用的分立元器件庫Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件庫Miscellaneous Connectors.IntLib 。

對于某些特殊元器件， Altium Designer提供的庫文件里沒有此元件，需要自己繪制。執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library]，在Schematic Library界面，進行繪制原理圖元件，繪制完成后，將文件保存在項目工程中，再放置該元件。

（3）原理圖連線。執(zhí)行菜單命令中[Place]/[Wire]或單擊布線工具欄的放置導(dǎo)線按鈕，光標變?yōu)榇笫止鈽恕９鈽艘频皆囊_端時，光標中心的“×”號變?yōu)橐粋€紅“米”字形符號，表示導(dǎo)線的端點與元件引腳的電氣點可以正確連接，單擊左鍵，導(dǎo)線的起點與元件的引腳相連接，同時確定了導(dǎo)線的起點，移動光標時在光標和導(dǎo)線之間會有一條線出現(xiàn)這就是所要放置的導(dǎo)線。

3、編譯原理圖。編譯項目是Altium Designer進行設(shè)計過程中的重要步驟，主要包括項目檢查、各種數(shù)據(jù)生成等內(nèi)容。執(zhí)行菜單命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb]，對所建項目進行編譯，同時彈出信息面板（Messages），在信息面板中就會顯示原理圖的錯誤所在，如信息面板是空白，則說明原理圖沒有錯誤，符合你設(shè)置的檢查規(guī)則。

4、PCB文件的創(chuàng)建。在新建的項目工程文件中添加PCB文件，執(zhí)行菜單命令[File]/[New]/[Pcb]，此時項目面板中“ .PrjPCB” 項目下面出現(xiàn)“Pcb1.PcbDoc”文件名，單擊保存按鈕，保存PCB文件。執(zhí)行菜單命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB]，把項目工程中的SCH導(dǎo)入PCB文件中。在導(dǎo)人SCH過程中，出現(xiàn)錯誤較多的就是，元件封裝沒有發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種錯誤的一般原因有：

（1）元件封裝庫沒有導(dǎo)人新建的PCB文件中，要求在導(dǎo)人SCH前把對應(yīng)的元件封裝庫導(dǎo)入PCB文件中。

（2）自己繪制的封裝庫，新建的元件封裝名字和原理圖里元件屬性里的封裝名字不對應(yīng)導(dǎo)致錯誤。自己繪制的封裝，其封裝命名，要和原理圖里元件屬性里的封裝名相同，否則要進行修改。

5、規(guī)劃電路板。在軟件界面下層的選擇中，選中禁止布線層Keep Out Layer，用畫線命令畫矩形框，來確定電路板的電氣邊界。

6、元件布局。SCH正確導(dǎo)人后，對于元器件布局要合理放置，既要注意美觀性，同時也要符合電路設(shè)計的要求。

7、電路板布線。在PCB設(shè)計中，布線操作之前，一般要進行布線規(guī)則設(shè)置。

（1）布線規(guī)則設(shè)置。執(zhí)行菜單命令Design/Rule，根據(jù)對電路板的實際的要求設(shè)置布線規(guī)則。首先設(shè)置布線層數(shù)，是單面板還是雙面板，是底層、頂層或雙面走線；再指定印刷導(dǎo)線的線寬，通常接地線和電源線要寬一些，信號線寬要窄一些，并盡量把電源線、地線和其他信號線的走線一致，以增強抗干擾能力。

（2）手工或自動布線。對于簡單的電路，可以直接利用交互式布線工具，在指定的層繪制印刷導(dǎo)線；對于較復(fù)雜的電路，可以先進行自動布線，再采用手工布線，進行局部修改和優(yōu)化，而且要反復(fù)修改，以達到布線的美觀性和合理性。

8、制作印刷電路板，完成產(chǎn)品設(shè)計。將設(shè)計的PCB圖，打印、轉(zhuǎn)印、腐蝕、打孔，制作出印刷電路板，并安裝焊接元件，調(diào)試，最后制作出真實的產(chǎn)品。

Altium Designer設(shè)計出的印刷電路板圖，其效率高、可靠性好，但要設(shè)計出高質(zhì)量的電路板，應(yīng)對電路原理的設(shè)計、元器件的選擇、空間電磁波的干擾、導(dǎo)線的寬度和走向等諸多問題綜合考慮。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞： 實踐教學(xué) Pspice仿真 印刷電路板設(shè)計

EDA（Electronic Design Automation，電子設(shè)計自動化）技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計領(lǐng)域的核心，它以計算機為工作平臺，綜合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)的最新研究成果，提供了一種融合計算機技術(shù)與信息技術(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)計方法，其發(fā)展和應(yīng)用極大地推動了電子工業(yè)的發(fā)展。現(xiàn)在，功能強大的EDA技術(shù)已成為電子設(shè)計開發(fā)人員不可缺少的一項主要技術(shù)[1-3]。當(dāng)前，為了適應(yīng)電子設(shè)計的發(fā)展及改進現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)出更優(yōu)秀的應(yīng)用型人才，各大高校電類專業(yè)都開設(shè)了EDA的相關(guān)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生系統(tǒng)掌握現(xiàn)代電子設(shè)計方法，提高學(xué)生的工程應(yīng)用實踐能力。

利用EDA技術(shù)領(lǐng)域的CAD通用軟件包，可以輔助進行IC設(shè)計、電子電路設(shè)計和PCB（Printed Circuit Board，印刷電路板）設(shè)計等三方面的設(shè)計工作，主要包括電子系統(tǒng)的設(shè)計、分析和仿真及印刷線路板的設(shè)計三方面內(nèi)容。目前，大部分高校主要針對基于大規(guī)模可編程邏輯器件的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計開設(shè)了相關(guān)課程，對可編程邏輯器件、硬件描述語言及相關(guān)軟件開發(fā)工具的使用進行了教學(xué)。一些應(yīng)用型背景較強的學(xué)校則開設(shè)了電子線路CAD的相關(guān)課程（如“印刷電路板原理圖與PCB設(shè)計”），但大部分院校使用的教學(xué)平臺主要是基于澳大利亞Altium公司的設(shè)計平臺Altium Designer[4-6]。

Cadence SPB開發(fā)平臺是美國Cadence公司新一代的系統(tǒng)互連設(shè)計平臺，整合原理圖設(shè)計、PCB工具和信號仿真分析等工具，是目前高端PCB設(shè)計領(lǐng)域最流行的EDA工具之一[7，8]。相比Altium Designer設(shè)計平臺，Cadence SPB更適合超多層及高速復(fù)雜印刷線路板的設(shè)計與制作，具有強大的布線和信號完整性分析功能，適高速布線和大量需要進行信號完整性分析的場合，主要針對復(fù)雜、高速和高端應(yīng)用。同時，Cadence SPB的另一優(yōu)勢是具備強大的Pspice仿真功能。在電子設(shè)計過程中，仿真可以在生產(chǎn)期之前發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，從而節(jié)省研發(fā)經(jīng)費，同時在計算機上對電路仿真可以節(jié)省時間，并可在最壞的情況下對電路進行評估，提高開發(fā)產(chǎn)品穩(wěn)定性和安全性。因此，為了使應(yīng)用型本科大學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握EDA技術(shù)，作者在常熟理工學(xué)院自動化專業(yè)實施了以Cadence SPB為實踐教學(xué)平臺的EDA實踐教學(xué)，并利用理論與實踐相結(jié)合的“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式，以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和項目教學(xué)法交替進行授課，取得較好的教學(xué)效果。

1.電路仿真實踐

Cadence SPB開發(fā)平臺的Pspice具有豐富的仿真元器件庫，Cadence Pspice自帶的元件庫大約有50，000種，這些器件都具有Pspice模型，可直接調(diào)用[9，10]。同時，可以根據(jù)自己所采用芯片的數(shù)據(jù)建立自己的器件仿真模型，并利用直觀的原理圖進行仿真，對電路進行直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析、噪聲分析和傅里葉分析等分析，還可使用蒙特卡羅及最壞情況分析方法進行容差分析，利用Cadence Pspice對電路的這些分析使設(shè)計更接近實際情況，大大增加模擬的可信度。

下面以一個反相放大電路的教學(xué)實例說明Cadence Pspice的仿真功能。

Cadence SPB開發(fā)平臺的Pspice仿真分析過程如圖1所示。在Cadence SPB實踐教學(xué)過程中，可以利用直觀的原理圖進行仿真分析，通過理論講解與實踐操作，使學(xué)生通過電路的信號相應(yīng)理解與掌握所學(xué)知識。Cadence Pspice仿真流程如下：首先繪制電路原理圖，然后選擇分析方法并設(shè)置仿真參數(shù)，運行仿真后得到仿真結(jié)果，如果仿真結(jié)果符合要求，則仿真結(jié)束，否則修改電路結(jié)構(gòu)或元件參數(shù)再進行仿真，直到仿真結(jié)果符合要求為止。

打開OrCAD Capture軟件包繪制如圖2所示反相放大電路圖，圖中電源及接地屬于Source模型庫，電阻屬于Analog模型庫，運算放大器uA741屬于Opam模型庫，相關(guān)設(shè)置參數(shù)如圖所示。

V2是一個正弦波激勵源，其直流偏置電壓VOFF設(shè)置為0V，交流幅值的峰值設(shè)置為5V，頻率FREQ設(shè)置為100Hz，交流分析參數(shù)AC的幅值設(shè)置為1V。在瞬態(tài)分析時，運行時間為100ms，步長為0.1ms，進行傅里葉分析時，基波頻率設(shè)置為100Hz，并計算到9次諧波。反相放大電路時域響應(yīng)仿真結(jié)果如圖3所示，作為對照，將輸入信號也進行了顯示。可見運放電路對輸入信號實現(xiàn)了反相和放大的作用，結(jié)果非常直觀地顯示了電路的功能，將仿真結(jié)果獲得的放大倍數(shù)與電路理論計算出的放大倍數(shù)進行比較，使學(xué)生加深對電路原理的理解，同時提高了學(xué)生分析復(fù)雜電路的能力。

對于頻譜分析，可使用直角坐標或?qū)?shù)坐標顯示，直角坐標和對數(shù)坐標顯示的傅里葉頻譜結(jié)果分別如圖4所示，由圖可以直觀地看到基波分量與各次諧波分量的幅度值在頻譜上的分布，對數(shù)顯示的結(jié)果則可以看到頻譜分布的更多細節(jié)。從結(jié)果看，基波分量的振幅及相位最大，其他的各次諧波越來越小，所以放大電路對基波信號的放大作用是主要的。也可點選View/Output File菜單命令查看電路系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)、瞬態(tài)分析及傅里葉分析的文字結(jié)果，可以從文字結(jié)果中詳細看到基波分量、第2至第9次諧波分量的幅度值、相位值及歸一化的幅值、相位值及總的諧波失真系數(shù)等關(guān)鍵仿真參數(shù)。

2.PCB板設(shè)計實踐

在利用Cadence SPB開發(fā)平臺進行印刷電路板設(shè)計的實踐教學(xué)中，以培養(yǎng)學(xué)生電子線路板設(shè)計能力為核心，基于印刷電路板制作的工作過程構(gòu)建整個教學(xué)過程，將項目案例作為載體引入印刷電路板設(shè)計的實踐教學(xué)過程中，通過接近真實產(chǎn)品的開發(fā)過程，給學(xué)生一個實際演練的機會，使學(xué)生加深前期學(xué)習(xí)過的相關(guān)理論知識的理解，掌握印刷電路板設(shè)計的基本流程，通過結(jié)合同一時期所開設(shè)的單片機實驗實踐教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生更深入地了解做單片機實驗時實驗箱各器件的工作原理，通過這種“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式，讓學(xué)生清楚自己在進入未來的工作崗位前，需要掌握一些什么開發(fā)工具，并且通過項目教學(xué)實例，使學(xué)生明白自己到達工作崗位后，到底可以做些什么。

單片機最小系統(tǒng)是一個典型的實踐教學(xué)項目，通過這個項目的學(xué)習(xí)與制作，可使學(xué)生更深入地理解單片機系統(tǒng)硬件原理，為課程設(shè)計及后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計打下良好的系統(tǒng)分析與電路板設(shè)計制作基礎(chǔ)，并可通過整個設(shè)計過程，帶領(lǐng)學(xué)生將最小板制作焊接出來，使學(xué)生經(jīng)歷由原理圖到設(shè)計制作PCB的全部生產(chǎn)過程。學(xué)生通過該項目的實施，學(xué)到接近真實產(chǎn)品的生產(chǎn)過程訓(xùn)練。

單片機最小系統(tǒng)原理如圖5所示，系統(tǒng)由單片機芯片、晶振、電源、流水燈指示及擴展接口插座組成，使用Cadence SPB開發(fā)平臺的Design Entry CIS軟件包中的Capture工具設(shè)計原理圖，設(shè)計過程有些元件的外形及對應(yīng)封裝系統(tǒng)庫中不存在，因此必須自己添加這些元件的原理圖庫或封裝庫。在原理圖畫好且封裝庫設(shè)置好后，可以生成網(wǎng)絡(luò)表（Net List）；接下來使用PCB Editor軟件包中的Allegro PCB Design工具建立電路板（以及元件的封裝信息，構(gòu)成該設(shè)計工程的封裝庫），在設(shè)置好格點大小、板子層數(shù)、最小線寬、最小線間距、焊盤最小間距及板子的尺寸后，即可導(dǎo)入由原理圖生成的網(wǎng)絡(luò)表，但要注意在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表前必須指定元件的PCB封裝庫路徑。成功導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表后，可以進行布局操作，根據(jù)原理圖在PCB中合理擺放元件，元件布局完成后，即可利用Allegro強大的布線功能進行布線操作，布線完成后，即得到如圖6所示的PCB設(shè)計電路圖。在最后輸出提供給PCB生產(chǎn)商的Gerber文件之前，還必須給電路做一些必要的檢測工作，檢查元件封裝、有無未連接的網(wǎng)絡(luò)等，為了避免干擾，可以給PCB鋪銅，對于復(fù)雜、高速電路，可以進行信號完整性等分析。在這些工作完成后，即可輸出將走線層、阻焊層、絲印層、鉆孔文件等底片文件，最后將輸出的Gerber文件提供給PCB制板商。至此，利用Cadence SPB開發(fā)平臺設(shè)計PCB板的實踐教學(xué)過程順利結(jié)束，接下來就是等待PCB電路板制作出來后，進行元器件焊接及調(diào)試硬件系統(tǒng)的實踐過程。

本文通過Pspice仿真與PCB設(shè)計的教學(xué)實例研究Cadence SPB開發(fā)平臺在EDA技術(shù)課程實踐教學(xué)中的應(yīng)用，Cadence SPB開發(fā)平臺提供綜合原理圖設(shè)計、電路原理仿真與PCB設(shè)計等應(yīng)用型本科大學(xué)生要掌握的EDA技術(shù)的一個實踐教學(xué)平臺，基于該實踐教學(xué)平臺，采用理實一體化的教學(xué)模式，可幫助學(xué)生快速掌握業(yè)界最先進EDA設(shè)計工具的使用，使學(xué)生系統(tǒng)掌握接近業(yè)界生產(chǎn)實際的知識和技能，并使學(xué)生對在校期間學(xué)到的不同學(xué)科的電子設(shè)計知識做到融會貫通，提升學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和工程實踐能力。

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篇6

關(guān)鍵詞： Protel 99 SE；PCB；設(shè)計；技巧

中圖分類號：TM02文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）08-0028-02

0引言

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電氣行業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提高，電子產(chǎn)品的電路設(shè)計也越來越復(fù)雜，PCB電路板設(shè)計的科學(xué)規(guī)范性及布局、布線合理性就變得越來越重要。Protel 99 SE軟件是ProklTechnology公司開發(fā)的基于Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計軟件。該軟件功能強大，人機界面友好，是線路板設(shè)計工作人員的首選工具。雖然Protel 99 SE應(yīng)用軟件功能強大，但是如果不合理的運用軟件、不掌握一些設(shè)計規(guī)則及技巧，光靠一個功能強大的軟件設(shè)計制作出優(yōu)質(zhì)的PCB印刷線路板也是一件很難的事情。

1Protel 99 SE軟件簡介

Protel99 SE主要由原理圖設(shè)計系統(tǒng)、印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)兩大部分組成。

1.1 SCH原理圖設(shè)計系統(tǒng)SCH設(shè)計系統(tǒng)主要用于原理圖的設(shè)計。它可以為印刷電路板設(shè)計提供網(wǎng)絡(luò)表。編輯器除了具有原理圖編輯功能以外，其分層組織設(shè)計功能、設(shè)計同步器、電氣設(shè)計檢驗功能及打印輸出功能，可以使用戶輕松地完成設(shè)計任務(wù)。

1.2 PCB印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)PCB設(shè)計系統(tǒng)是一個功能強大的印刷電路板設(shè)計編輯器，具有非常專業(yè)的交互式布線及元件布局的特點，用于印刷電路板的設(shè)計并最終產(chǎn)生PCB文件，直接關(guān)系到印刷電路板的生產(chǎn)。Protel 99 SE的印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)可以進行多達32層信號層、16層內(nèi)部電源/接地層的布線設(shè)計，交互式的元件布置工具極大地減少了印刷板設(shè)計的時間。同時它具有專業(yè)水準的PCB信號完整性分析工具、PCB三維視圖預(yù)覽工具。

2SCH設(shè)計技巧

在進行PCB設(shè)計之前，首先要準備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用Protel自帶的庫，但一般情況下很難找到合適的，最好是自己根據(jù)所選器件的標準尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫，再做SCH的元件庫。根據(jù)SCH的元件庫，完成原理圖的設(shè)計。原理圖設(shè)計主要是為PCB生成網(wǎng)絡(luò)表，不涉及實際布局布線等問題，但也要規(guī)范，要按照元器件的工作接線順序擺放元件，盡量與元件實際位置相符，網(wǎng)絡(luò)標號明確，若元件過多應(yīng)采用總圖與子圖聯(lián)合的畫圖方式，做模塊間的連接，使電路簡單明了，網(wǎng)絡(luò)清晰。

3PCB設(shè)計技巧

3.1 元器件布局技巧Protel 99 SE應(yīng)用軟件提供手動布局和自動布局兩種操作方式，通常使用手動方式，不建議采用自動布局。在PCB板圖設(shè)計過程中，元件布局是極其重要的一步，元件布局的好壞從根本上決定了該PCB板圖的設(shè)計質(zhì)量和下一步布線的難易程度。首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印制線條過長，增加阻抗，增強噪聲，成本也增加；尺寸過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比3：2或4：3為佳。同時，也要根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置的尺寸，按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給予這些器件鎖定狀態(tài)，再根據(jù)布局區(qū)域和元件的特殊要求設(shè)置禁止布線區(qū)。PCB尺寸確定后，再確定特殊元件的位置，最后根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。

布局時要遵循“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件等應(yīng)優(yōu)先布局。以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，盡可能保持方向一致。

在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。

同一種電源的器件盡量放在一起，以便于電源分割。高電壓、大電流信號與小電流、低電壓的信號要分開，模擬信號與數(shù)字信號要分開，高頻信號與低頻信號要分開，高頻元器件的間隔要充分；完成同一功能的電路，應(yīng)盡量靠近放置，并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡單。同類型插裝元器件在橫軸或縱軸方向上應(yīng)朝一個方向放置，便于生產(chǎn)和檢驗；對于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強度，除溫度檢測元件以外的溫度敏感元件應(yīng)遠離發(fā)熱元件放置，必要時還應(yīng)考慮熱對流措施。每個集成電路IC最好加一個高頻去耦電容，IC去耦電容要盡量靠近IC的電源、地管腳，并使之與電源和地形成的最短回路。

3.2 布線技巧Protel 99 SE應(yīng)用軟件同樣提供手動布線和自動布線兩種方式，通常采用手動-自動-手動完成整板的布線。布線是整個PCB設(shè)計中最重要的工序，這將直接影響著PCB板的性能好壞。布線要整齊，布通不是目標，更不能縱橫交錯毫無原則。布線時除了要遵循常規(guī)的布線原則外主要還應(yīng)掌握以下技巧：

電源、地線的處理：在整個PCB板的布線中，電源及地線的處理占據(jù)著極其重要的地位，由于電源、地線考慮不周到而引起的干擾，會使產(chǎn)品的性能下降，有時甚至影響到產(chǎn)品功能的實現(xiàn)。所以對電源、地線的布線一定要認真對待，把電源、地線所產(chǎn)生的噪聲干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。布線時電源、地線盡量不要平行，如是雙面板，應(yīng)一層橫向為電源線，另一層縱向為地線，即垂直布線。電源和地線之間要加上高頻去耦電容，通常加瓷片電容104即可。盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，信號線最細，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm，最細不低于0.05～0.07mm，電源線為1.2～2.5mm，對數(shù)字電路的PCB可用寬的地線組成一個回路，即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用，或用大面積覆銅做地線用，在印刷板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用，或是做成多層板，電源、地線各占一層。由于電源層和地層的電場是變化的，在線路板的邊緣會向外輻射電磁干擾，通過將電源層內(nèi)縮、地線層外延，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)，盡量把電場限制在接地層邊沿內(nèi)，以減小電磁干擾。

PCB設(shè)計中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角，盡可能采用45°的折線布線，不可使用90°折線，以減小高頻信號的輻射，要求較高的信號線還要用雙弧線。

3.3 其它抗干擾技巧在PCB電路板設(shè)計中，晶體振蕩器的外殼一般要接地，在晶振等對噪聲特別敏感的元器件下面不要走線，而且晶振引腳要緊挨著所連接元件的引腳，引線不要過長；閑置不用的邏輯電路輸入端不要懸空，應(yīng)根據(jù)具體的邏輯關(guān)系連接相應(yīng)的上拉或下拉電阻，對應(yīng)接好電源或地；閑置不用的運放正輸入端要接地，負輸入端接輸出端；任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小。信號線的過孔要盡量少，關(guān)鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護地來盡量減小信號的回路面積。在高速，高密度的PCB設(shè)計時，過孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外，過孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適合用于高速電路。

4結(jié)論

不難看出，Protel 99 SE環(huán)境下，PCB設(shè)計、制作過程中重點環(huán)節(jié)是布線，而布線的關(guān)鍵點在于抗干擾中起絕對作用的地線。因此，掌握一些PCB布線的技巧對于做好印刷線路板來說是至關(guān)重要的，只靠軟件功能的強大是做不出優(yōu)質(zhì)的電路板的。本文研究了幾點實際運用中的設(shè)計及布線技巧，希望會對于PCB的設(shè)計、制作者起到拋磚引玉的作用，進一步推進印刷線路板制作工藝又快又好的發(fā)展。

參考文獻：

[1]任楓軒，李偉.PCB設(shè)計與制作[M].機械工業(yè)出版社，2010.

[2]趙亞飛，李夢娟，盧進軍.基于Protel99 SE環(huán)境下的PCB抗干擾研究[J].科技信息.2010（07）.

篇7

熟悉手工焊錫的常用工具的使用及其維護與修理。基本掌握手工電烙鐵的焊接技術(shù)，能夠獨立的完成簡單電子產(chǎn)品的安裝與焊接。熟悉電子產(chǎn)品的安裝工藝的生產(chǎn)流程，印制電路板設(shè)計的步驟和方法，手工制作印制電板的工藝流程，能夠根據(jù)電路原理圖，元器件實物。了解常用電子器件的類別、型號、規(guī)格、性能及其使用范圍，能查閱有關(guān)的電子器件圖書。能夠正確識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。了解電子產(chǎn)品的焊接、調(diào)試與維修方法。通過收音機的通電監(jiān)測調(diào)試，了解一般電子產(chǎn)品的生產(chǎn)調(diào)試過程，初步學(xué)習(xí)調(diào)試電子產(chǎn)品的方法，培養(yǎng)檢測能力及一絲不茍的科學(xué)作風(fēng)。

二、原理

天線收到電磁波信號，經(jīng)過調(diào)諧器選頻后，選出要接收的電臺信號。同時，在收音機中，有一個本地振蕩器，產(chǎn)生一個跟接收頻率差不多的本振信號，它跟接收信號混頻，產(chǎn)生差頻，這個差頻就是中頻信號。中頻信號再經(jīng)過中頻選頻放大，然后再檢波，就得到了原來的音頻信號。音頻信號通過功率放大之后，就可送至揚聲器發(fā)聲了。天線接收到的高頻信號通過輸入電路與收音機的本機振蕩頻率(其頻率較外來高頻信號高一個固定中頻，我國中頻標準規(guī)定為465khz)一起送入變頻管內(nèi)混合一一變頻，在變頻級的負載回路(選頻)產(chǎn)生一個新頻率即通過差頻產(chǎn)生的中頻，中頻只改變了載波的頻率，原來的音頻包絡(luò)線并沒有改變，中頻信號可以更好地得到放大，中頻信號經(jīng)檢波并濾除高頻信號。再經(jīng)低放，功率放大后，推動揚聲器發(fā)出聲音。

三、安裝調(diào)試

1.檢測

(1)通電前的預(yù)備工作。

(2)自檢，互檢，使得焊接及印制板質(zhì)量達到要求，特殊注意各電阻阻值是否與圖紙相同，各三極管、二極管是否有極性焊錯，位置裝錯以及電路板銅箔線條斷線或短路，焊接時有無焊錫造成電路短路現(xiàn)象。

(3)接入電源前必須檢查電源有無輸出電壓(3v)和引出線正負極是否準確。

初測。

(4)接入電源(注意、-極性)，將頻率盤撥到530khz無臺區(qū)，在收音機開關(guān)不打開的情況下首先測量整機靜態(tài)工作總電流。然后將收音機開關(guān)打開，分別測量三極管t1～t6的e、b、c三個電極對地的電壓值(即靜態(tài)工作點)，將測量結(jié)果填到 (3)統(tǒng)調(diào)(調(diào)敏捷度，跟蹤調(diào)整)

目的：使本機振蕩頻率始終比輸入回路的諧振頻率高出一個固定的中頻頻率“465khz”。

方法：低端：信號發(fā)生器調(diào)至600khz，收音機低端調(diào)至600khz，調(diào)整線圈t1在磁棒上的位置使信號最強，(一般線圈位置應(yīng)靠近磁棒的右端)。

高端：信號發(fā)生器調(diào)至1500khz，收音機高端調(diào)至1500khz，調(diào)c1a’，使高端信號最強。

在高低端反復(fù)調(diào)2～3次，調(diào)完后即可用蠟將線圈固定在磁棒上。

四、總結(jié)

問題分析：在電焊收音機得時候，焊接最需要注意得是焊接得溫度和時間，焊接時要使電烙鐵得溫度高與焊錫，可是不能太高，以烙鐵接頭得松香剛剛冒煙為好，焊接得時間不能太短，因為那樣焊點得溫度太低，焊點融化不充分，焊點粗糙容易造成虛焊，而焊接時間長，焊錫容易流淌，使元件過熱，容易損壞，還容易將印刷電路板燙壞，或者造成焊接短路現(xiàn)象.

焊接順序：

一、焊接中周，為了使印刷電路板保持平衡，我門需要先焊兩個對角得中周，再焊接之前—定要辨認好中周得顏色，以免焊錯，千萬不能一下子將三個中周全部焊再上面，這樣以后得小元件就不好按裝

二、焊接電阻，測好電阻的阻值然后別在紙上，我門要按r1——r8的順序焊接，以免漏掉電阻，焊接完電阻之后我門需要用萬用表檢驗一下各電阻是否還和以前得值是一樣(檢驗是否有虛焊)。

三、焊接電容，先焊接瓷介電容，要注意上面得讀數(shù)，緊接這就是焊電解電容了，特別要注意長腳是""極，短腳是"—"極。

四、焊接二極管，紅端為""，黑端為"—"。

五、焊接三極管，—定要認清"e"，"b"，"c"三管腳(注意：[v1，v二，v三，v四]和[v五，v六]按放大倍數(shù)從大到小得順序焊接)。

六、剩下得中周和變壓器及開關(guān)都能夠焊了。

七、最需要細心得就是焊接天線線圈了，用四根線一定要按照電路圖準確無誤得焊接好。

八焊接印刷電路板上""狀得間斷部分，我門需要用焊錫把他門連接起來。

九、焊接喇叭和電池座.

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辨認測量：①學(xué)會了怎樣利用色環(huán)來讀電阻，然后用萬用表來驗證讀數(shù)和實際情況是否一致，再將電阻別在紙上，標上數(shù)據(jù)，以提高下一步的焊接速度;②學(xué)會了怎樣測量二極管及怎樣辨認二極管的“+”，“—”極，③學(xué)會了怎樣利用萬用表測量三極管的放大倍數(shù)，怎樣辨認三極管的“b”，“e”，“c”的三個管腳;④學(xué)會了電容的辨認及讀數(shù)，“╫”表示元片電容，不分“+”、“—”極;“┥┣+”表示電解電容(注意：電解電容的長腳為“+”，短腳為“—”)。

焊接體會：在電焊的收音機的時候，學(xué)會電焊應(yīng)該是我最大的收獲，下面簡單介紹以下焊接的體會，焊接最需要注意的是焊接的溫度和時間，焊接時要使電烙鐵的溫度高于焊錫，但是不能太高，以烙鐵接頭的松香剛剛冒煙為好，焊接的時間不能太短，因為那樣焊點的溫度太低，焊點融化不充分，焊點粗糙容易造成虛焊，而焊接時間長，焊錫容易流淌，使元件過熱，容易損壞，還容易將印刷電路板燙壞，或者造成焊接短路現(xiàn)象。

焊接順序：①焊接中周，為了使印刷電路板保持平衡，我們需要先焊兩個對角的中周，在焊接之前一定要辨認好中周的顏色，以免焊錯，千萬不要一下子將四個中周全部焊在上面，這樣以后的小元件就不好安裝②焊接電阻，前面我們已經(jīng)將電阻別在紙上，我們要按R1——R13的順序焊接，以免漏掉電阻，焊接完電阻之后我們需要用萬用表檢驗一下各電阻是否還和以前的值是一樣(檢驗是否有虛焊)③焊接電容，先焊接元片電容，要注意上面的讀數(shù)(要知道223型元片電阻&103型元片電阻的區(qū)別，元片電容的讀數(shù)方法——前兩數(shù)字表示電容的值，后面的數(shù)字表示零的個數(shù))，緊接著就是焊電解電容了，特別要注意長腳是“+”極，短腳是“—”極④焊接二極管，紅端為“+”，黑端為“—”⑤焊接三極管，一定要認清“e”，“b”，“c”三管腳(注意：[V1，V2，V3，V4]和[V5，V6，V7]按放大倍數(shù)從大到小的順序焊接)⑥剩下的中周和變壓器及開關(guān)都可以焊了⑦最需要細心的就是焊接天線線圈了，用四根線一定要按照電路圖準確無誤的焊接好⑧焊接印刷電路板上 “”狀的間斷部分，我們需要用焊錫把它們連接起來⑨焊接喇叭和電池座。

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【關(guān)鍵詞】非接觸;電容式電極;生物電信號采集

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高，生物電信號采集技術(shù)在醫(yī)療電子研究領(lǐng)域以及日常便攜式應(yīng)用領(lǐng)域得到飛速的發(fā)展。在生物信號測量采集中，電極是第一個非常重要模塊，因為其擔(dān)負著把人體中依靠離子傳導(dǎo)的生物電信號轉(zhuǎn)換為測量電路中依靠電子傳導(dǎo)的電信號的作用。

濕電極和干電極需要直接接觸皮膚才能達到預(yù)期的效果，非接觸式電容型傳感器即使皮膚與電極有間隔仍能采集到生物體電勢信號。 在使用電極時，允許一些絕緣物質(zhì)充當(dāng)電容介質(zhì)，例如頭發(fā)，衣服或者空氣，而不需要特殊的電解質(zhì)。

我們設(shè)計此電極主要有以下內(nèi)容：

（1）電路工作方案設(shè)計

電極工作電路設(shè)計為信號先通過一路緩沖器引入信號，然后經(jīng)過一路濾波器濾出低頻干擾，然后經(jīng)過一路緩沖器送與后級電路處理。如圖1所示。

圖1 電極電路工作流程

（2）電極印刷電路板結(jié)構(gòu)設(shè)計

電極印刷電路板設(shè)計為3層結(jié)構(gòu)電極圓片、屏蔽層和電路層。如圖2所示。

圖2 電極印刷電路板三層結(jié)構(gòu)

圖3 電極綜合電路

1.電極電路設(shè)計

1.1 信號引入方式

非接觸式電容式電極通過電極表面覆銅圓片與皮膚表面形成的電容耦合引入生物體電勢信號。非接觸式電極可以等效為通過一個很小的電容（大約10pF）耦合信號。

1.2 前端放大器電路

前端放大器設(shè)計為一路緩沖器。不對信號進行放大，而是使得輸入阻抗增大到百兆級，因為人體皮膚表面的阻抗非常大，這樣就可以以分壓的方式獲得生物體表面電勢。

1.3 信號預(yù)處理電路

信號通過一路緩沖器之后，對信號進行預(yù)處理。預(yù)處理電路我們選用一階高通濾波器，截止頻率在0Hz到0.7Hz之間。此預(yù)處理電路用來濾出低頻干擾、減少在測量過程中的人為誤差和減少基線的偏移。

2.電極性能與測試

電極的綜合電路如圖3所示，選用TI公司的的一款精密放大器LMP7702作為前端運放。

該運放有較高的共模抑制比，很低的噪聲系數(shù)，較高的增益帶寬積，是采集生物信號比較理想的前端放大器。選擇截止頻率為0.72Hz，電容C為220nF，電阻R為1MΩ，的高通濾波器，可以獲得心電信號。如圖4所示。

圖4 采集到的心電信號

3.結(jié)束語

本文介紹的是利用皮膚表面與電極表面耦合形成電容，把信號引入到電極后級處理，它的特點就是不再需要特殊的電解質(zhì)。所以，這種新型生物傳感器小巧的外觀，低成本材料和方便的使用方法十分適應(yīng)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻

[1]楊玉星.生物醫(yī)學(xué)傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

篇10

關(guān)鍵詞：手工焊接質(zhì)量控制

中圖分類號：O213文獻標識碼： A

1.手工焊接方法

1.1手工焊接握電烙鐵的方法，有正握、反握及握筆式三種。焊接元器件及維修電路板時以握筆式較為方便。

1.2手工焊接一般分四步驟進行。①準備焊接：清潔被焊元件處的積塵及油污，再將被焊元器件周圍的元器件左右掰一掰，讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處，以免烙鐵頭伸向焊接處時燙壞其他元器件。焊接新的元器件時，應(yīng)對元器件的引線鍍錫。②加熱焊接：將沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。若是要拆下印刷板上的元器件，則待烙鐵頭加熱后，用手或鑷子輕輕拉動元器件，看是否可以取下。③清理焊接面：若所焊部位焊錫過多，可將烙鐵頭上的焊錫甩掉（注意不要燙傷皮膚，也不要甩到印刷電路板上！），用光烙錫頭"沾"些焊錫出來。若焊點焊錫過少、不圓滑時，可以用電烙鐵頭"蘸"些焊錫對焊點進行補焊。④檢查焊點：看焊點是否圓潤、光亮、牢固，是否有與周圍元器件連焊的現(xiàn)象。

2.焊接質(zhì)量不高的原因

2.1手工焊接對焊點的要求是：①電連接性能良好；②有一定的機械強度；③光滑圓潤。

2.2造成焊接質(zhì)量不高的常見原因是：①焊錫用量過多，形成焊點的錫堆積；焊錫過少，不足以包裹焊點。②冷焊。焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間不足，焊錫未完全熔化、浸潤、焊錫表面不光亮（不光滑），有細小裂紋（如同豆腐渣一樣！）。③夾松香焊接，焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香，造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香，則焊點下有一層黃褐色松香膜；若加熱溫度太高，則焊點下有一層碳化松香的黑色膜。對于有加熱不足的松香膜的情況，可以用烙鐵進行補焊。對于已形成黑膜的，則要"吃"凈焊錫，清潔被焊元器件或印刷板表面，重新進行焊接才行。④焊錫連橋。指焊錫量過多，造成元器件的焊點之間短路。這在對超小元器件及細小印刷電路板進行焊接時要尤為注意。⑤焊劑過量，焊點明圍松香殘渣很多。當(dāng)少量松香殘留時，可以用電烙鐵再輕輕加熱一下，讓松香揮發(fā)掉，也可以用蘸有無水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊劑。⑥焊點表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過少,以及烙鐵離開焊點時角度不當(dāng)浩成的。

3.易損元器件的焊接

易損元器件是指在安裝焊接過程中，受熱或接觸電烙鐵時容易造成損壞的元器件。例如，有機鑄塑元器件、MOS集成電路等。易損元器件在焊接前要認真作好表面清潔、鍍錫等準備工作，焊接時切忌長時間反復(fù)燙焊，烙鐵頭及烙鐵溫度要選擇適當(dāng)，確保一次焊接成功。此外，要少用焊劑，防止焊劑侵人元器件的電接觸點（例如繼電器的觸點）。焊接MOS集成電路最好使用儲能式電烙鐵，以防止由于電烙鐵的微弱漏電而損壞集成電路。由于集成電路引線間距很小，要選擇合適的烙鐵頭及溫度，防止引線間連錫。焊接集成電路最好先焊接地端、輸出端、電源端，再焊輸入端。對于那些對溫度特別敏感的元器件，可以用鑷子夾上蘸有元水乙醇（酒精）的棉球保護元器件根部，使熱量盡量少傳到元器件上

4.結(jié)論

掌握好手工焊接方法和技巧是提高焊接質(zhì)量之關(guān)鍵。