Altium Designer電子技術實踐—制作12_5V的電源（原理與步驟）PCB源文件

ID:717196 · 發表于 2020-3-27 20:41

1引言... 1
2實訓制作要求... 1
3穩壓電源PCB板設計... 2
3.1 穩壓電源原理圖設計... 2
3.2 穩壓電源PCB板圖設計... 2
4PCB板制作... 3
5焊接與調試... 4
6總結... 5
附錄一：穩壓電源原理圖... 7
附錄二：穩壓電源PCB板圖... 8
附錄三：實物圖... 9

1 引言
查找資料，說明電子工藝實訓的目的[1]，通過實訓應該掌握的技能等………………。
1.1熟悉印制電路板設計步驟和方法，熟悉手工制作印制電路板的工藝流程，能夠根據電路原理圖，元器件實物設計并制作印制電路板。
1.2熟悉常用電子元器件的類別，符號，規格，性能及其使用范圍，能查閱有關的電子器件圖書。
1.3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字萬用表檢查電路。
1.4基本掌握手工電烙鐵的焊接技術，能夠獨立的完成簡單電子產品安裝與焊接。熟悉電子產品的安裝工藝的生產流程。
2 實訓制作要求
說明實訓具體要完成的內容（±5V/12V穩壓電源制作），需要使用到的軟件、設備、及其他相關工具，以及這些軟件、設備、工具具體起到的作用……
掌握Altium Designer （以下簡稱AD）的基本使用方法，并在此基礎上完成電路原理圖的繪制。布線與元件庫的調用。掌握PCB板圖的設計方法。
   掌握Gerber 文件輸出，生成菲林打印文件以及改進后的 EPSON StylusPhoto 1390 Series噴墨打印打印機菲林底片。
板料裁剪機的使用（使板子大小合適），鉆孔文件的生成與導入，原點的選擇與鉆孔。
線路板刷光機刷板、數控覆膜機貼覆干膜、曝光機曝光、自動顯影機顯影、自動蝕刻機蝕刻、自動脫膜機脫膜。
結合原理圖與PCB板圖確認各個元件的位置與方向，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 穩壓電源PCB板設計
說明PCB板設計的具體步驟
圖1  電路結構
3.1穩壓電源原理圖設計
選擇文件底下新建、工程、PCB工程并保存，新建原理圖并保存，選擇庫按照實訓講義繪制原理圖（注意元件的參數與封裝）。
3.2 穩壓電源PCB板圖設計
使用AD軟件在PCB工程中，選擇給工程添加新的PCB，出現一個整體黑色的矩形，選擇保存。選擇設計底下板參數選項，在對話框中將英制更改成公制，取消顯示頁面選項。選擇編輯底下原點，設置PCB左下角為原點，選擇keepout layer放置底下的走線，畫出板子的尺寸邊界，并對板子進行標注（可以再機械層）。選擇設計底下的Import Changes From導入原理圖的信息，在工程更改順序對話框中去除AddRooms選項，單擊生效更改，檢查是否出錯，無錯就單擊執行更改。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。調整元器件位置至不再出現綠色。選擇設計底下的規則Clearance更改為0.7mm，Width更改為1.3mm，RoutingLayers取消頂層布線。選擇自動布線下的全部，在對話框中RootAll，結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，鏈接到網絡選擇GND確定后繪制完成。設計 PCB 板圖時注意：①器件要合理布局，盡量按信號的走向放置器件，以減小連線的距離；②合理設置自動布線規則，考慮到是電源板設計，走線應盡量粗一些；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，以減小制板時的蝕刻量。

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后的 EPSON StylusPhoto 1390 Series噴墨打印打印機菲林底片。
4.2 板料裁剪及雕刻機鉆孔
使用板料裁剪機使板子大小合適，生成并導入鉆孔文件的，在鉆孔時要先考慮原點的選擇。為了方便后續環節的干膜貼覆、以及顯影/腐蝕的夾板，裁剪板料時應在電路板實際尺寸的基礎上，在其四周留有 15mm~20mm 的空間。例如，本次實訓電源電路板的實際尺寸為 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板的適當位置，并均勻用力壓緊、壓平。
4.3 PCB板的化學工藝制作
線路板刷光機刷板（可以先打磨）長期放置的敷銅板，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。
數控覆膜機貼覆干膜要干凈利落（注意不要產生折痕）使用覆膜機為孔化后的敷銅板貼覆干膜，用于電路的曝光顯影。對于雙面板，兩面都需要貼覆干膜，而對于單面板只需在敷銅面貼覆干膜即可。
曝光機曝光要注意時長以免曝光過度把腹好膜的敷銅板放在曝光機對位臺上，將菲林底片放在敷銅板上進行對位（注意：頂層菲林底片將非藥膜面貼在敷銅板上進行對位，而底層將藥膜面貼在敷銅板上進行對位，對位時保證所有敷銅板的孔位對準在菲林底片焊盤中心），對好位后用透明膠帶固定菲林底片一角在敷銅板上。
自動顯影機顯影設置顯影噴淋時間為 90 秒，點擊“顯影噴淋”，再點擊“搖擺”、“加熱”。
自動蝕刻機蝕刻點擊蝕刻噴淋設置時間文本框，彈出數字輸入面板，設置時間為 600 秒，點擊“確認”退出數字輸入面板，然后點擊“蝕刻噴淋”。此時，蝕刻液被加熱、噴淋，并倒計時。倒計時結束后，觀察主控面板上當前溫度是否達到 40℃，若還沒有，可再繼續加熱、蝕刻噴淋 600 秒，直到蝕刻液溫度為 40℃為止。
自動脫膜機脫膜設置時間為 600 秒，點擊“確認”退出數字輸入面板，然后點擊“脫膜噴淋”。此時，退膜液被加熱、噴淋，并倒計時。倒計時結束后，觀察主控面板上當前溫度是否達到 40℃，若還沒有，可再繼續加熱、脫膜噴淋 600 秒，直到退膜液溫度為 40℃為止。
5 焊接與調試
焊接是使用金屬進行連接的一種方法。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散作用，使兩種金屬間形成一種永久的牢固結合。利用焊接的方法進行連接而形成的接點叫焊點。
清除元器件表面的氧化層，可用小刀、鋸條、細砂紙等進行清除。
根據元器件安放的方式，用尖嘴鉗對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，做好準備工作，左手拿焊絲，右手拿電烙鐵（事先已經通電加熱）；其次，用電烙鐵預熱焊接點一定時間；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，讓焊點自然冷卻。
檢查焊點缺陷；由于各種原因，導致電路板焊接錯誤，就需要進行拆焊，需要使用到吸錫器。拆焊時，首先加熱焊點，讓焊料熔化；其次，用吸錫器吸走焊點焊錫，反復多次，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。
四個穩二極管不同，要注意分辨來，在區分元件時，注意利用好萬用表來確定各個元件的具體性質與參數。在結合原理圖與PCB板圖后，確認PCB板中各個元件的具體位置和方向后，可以順著電路進行焊接（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亮，并使用萬用表根據標識，測試電源電壓是否正常。

6 總結
本次實習的目的主要是使我們對電子元件及電路板制作工藝有一定的感性和理性認識；對電子信息技術等方面的專業知識做進一步的理解；培養和鍛煉我們的實際動手能力，使我們的理論知識與實習充分地結合，作到不僅具有專業知識，而且還具有較強的實習動手能力，能分析問題和解決問題的高素質人才，為以后的順利就業作好準備。在大一我們學的都是一些理論知識，就是有幾個實習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手鍛煉。而這一次的實習正如師傅所講，沒有多少東西要我們去想，更多的是要我們去做，好多東西看起來十分簡單，一看電路都懂，但沒有親自去做它，你就不會懂理論與實習是有很大區別的，看一個東西簡單，但它在實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，我發現部分人的板子沒什么問題但是卻焊不完美，有些會吧二極管的方向給弄錯，這實在是讓我大跌眼鏡。我們這次的實驗就是要我們跨過這道實際和理論之間的鴻溝。

不過，通過這個實驗我們也發現有些事看似實易，電工電子實習，是以學生自己動手，掌握一定操作技能并親手設計、制作、組裝與調試為特色的。它將基本技能訓練，基本工藝知識和創新啟蒙有機結合，培養我們的實習能力和創新精神。作為信息時代的大學生，作為國家重點培育的高技能人才，僅會操作鼠標是不夠的，基本的動手能力是一切工作和創造的基礎和必要條件。電子工藝實訓是電子信息工程專業學生重要的實踐教學環節，其目的是鞏固和加深所學電子技術的知識；了解并初步掌握一般電子產品的生產制作、調試與研制開發的基本技能與方法，全面提高學生的實踐動手能力和分析問題、解決實際問題的能力；使學生對電子產品生產獲得一定感性認識，為今后從事電子產品制作與創新設計工作奠定初步的實踐基礎。
講課內容深入淺出，操作簡單從易處著手為以后難度較高的電子設計制作奠定堅實基礎與深刻興趣。

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