红外线非接触开关电路设计
固化检查修板燥
蚀刻铜去抗蚀印料干燥钻网印及冲压定位孔刷洗干预热冲孔
网印阻焊图形常用绿油UV 固化
电气开短路测试
刷洗干燥
网印字符标记图形UV 固化预涂助焊防氧化剂干燥
及外形检验包装
成品出厂.
5.1.2 PCB制作原则
在进行PCB设计时．必须遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。 P
PCB设计的一般原则：
要使电子电路获得最佳性能，元器件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的PCB．应遵循以下一般原则： a）布局
首先，要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后．再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。
在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：
1)尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。 2)某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 3)重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。
4)对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。 5)应留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。
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根据电路的功能单元．对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则： 1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。
2)以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上．尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。 3)在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观．而且装焊容易．易于批量生产。
4)位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3：2成4：3。电路板面尺寸大于200x150mm时．应考虑电路板所受的机械强度。 b）布线
布线的原则如下；
(1) 输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。
(2) (2)印制摄导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。
(3) 当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1~15mm时．通过2A的电流，温度不会高于3
℃，因此导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线．尤其是电源线和地线。
导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5~8mm。
(3) 印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则．长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状.这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。 3.焊盘
焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径D一
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般不小于(d+1.2)mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。 PCB及电路抗干扰措施：
印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项常用措施做一些说明。 a）电源线设计
根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。 b）地段设计 地线设计的原则是:
1)数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而租，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。
2)接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2~3mm以上。
3)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成团环路大多能提高抗噪声能力。
5.2 整体电路制作问题
5.2.1 元件的散热问题
热阻Rth 是限制热流自结散出的热阻。热阻和电阻是相似的概念。如同电阻公式R=V/I，有相应的热阻公式Rth =T/P，这里T 是温升，以K（Kelvin）为单位；P 是功率耗散，以W 为单位；因此Rth 的单位为K/W。对于垂直安装在大气中的器件，热阻决定于结至环境热阻Rth j-a 。 散热器尺寸计算
对给定的双向可控硅和负载电流，要计算需要的散热器热阻，首先要根据下
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列公式确定双向可控硅的功率耗散：P=Vo × IT(AVE) + RS × IT(RMS)2拐点电压Vo 和斜率电阻RS 可从SC03 手册的VT 图取得。若数据没有直接列出，可通过作图取得。对最大VT 曲线作一切线，切线和VT 轴线的交点给出Vo 值，切线斜率（VT/IT）给出RS。应用前面的热阻公式： Rth j-a=T/P在最高环境温度下，结温Tj 升至最高允许结温Tjmax，由此得出结温最大允许提升值。这提供温升T。根据选定的安装方法，SC03 手册提供Rth j-mb 和Rth mb-h 数据。应用前面的热阻公式Rth j-a= Rth j-mb + Rthmb-h+ Rth h-a ，可最后求得散热器热阻Rth h-a 。 热阻抗
前面的热阻计算只适用于稳定状态，即过程时间大于1 秒。这条件下，热量才有足够的时间从结传送到散热器。对持续时间短于1 秒的电流脉冲或瞬间过程，散热器的效果大为减弱。热量只在器件内部扩散，很少传到散热器。对于这种瞬间过程，结的温升决定于结至安装基面的热阻抗Zth j-mb 。随着电流脉冲持续时间减小，Zth j-mb 下降，因为芯片加热减少。假如持续时间增大，接近1 秒，Zth j-mb增大至稳定状态的热阻值Rth j-mb。手册SC03 提供每种器件的Zth j-mb 曲线，适用于持续时间低至10μs 的双向或单向的电流。
5.2.2 电子电路的静电保护
静电放电(ESD)是大家熟知的电磁兼容问题,它可引起电子设备失灵或使其损坏.当半导体器件单独放置或装入电路模块时,即使没有加电,也可能找成这些器件的永久性损坏.对静电放电敏感的元件被称为静电放电敏感元件(ESDS). 如果一个元件的两个针脚或更多针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度,就会对元件造成损坏.这是MOS器件出现故障的最主要的原因.氧化层越薄,则元件对静电放电的敏感性也越大.故障通常表现为元件本身对电源有一定阻值的短路现象.对双极性元件,损坏一般发生在薄氧化层隔开的已进行金属喷镀的有源半导体区域,因此会产生泄露严重的路径.
另一种故障是由于节点的温度超过半导体硅的熔点(1415度)时所引起的.静电放电脉冲的能量可以产生局部地方发热,因此出现这种机理的故障.即使电压低于介质的击穿电压,也会发生这种故障.一个典型的例子是,NPN型三极管发射极与基级间的击穿会使电流增益急剧降低.
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电荷也可以通过感应产生,这是带电体使其附近的另一物体上的电荷发生分离的结果。器件受到静电放电的影响后,也可能不立即出现功能性的损坏.这些受到潜在损坏的元件通常被称为”跛脚”,一旦加以使用,将会对以后发生的静电放电或传导性瞬态表现出更大的敏感性。
要密切注意元件在不易察觉的放电电压下发生的损坏,这一点非常重要.人体有感觉的静电放电电压在3000 --- 5000V之间,然而,元件发生损坏时的电压仅几百伏.本设计中用到IC器件所以焊接时需用防静电手套。
5.3 整体电路测试与元件列表
5.3.1 元件的焊接
由于PCB板制作复杂，现采用简易电路板焊接电路，在电子制作过程中，焊接工作是必不可少的。它不但要求将元件固定在电路板上，而且要求焊点必须牢固、圆滑，所以焊接技术的好坏直接影响到电子制作的成功与否经过实际动手，发现在焊接过程中应注意以下几点： （1） 电烙铁的选择
电烙铁的功率应由焊接点的大小决定，焊点的面积大，焊点的散热速度也快，所以选用的电烙铁功率也应该大些。一般电烙铁的功率有20W 25W 30W 35W 50W 等等。在制作过程中选用30W左右的功率比较合适。 （2）焊锡和助焊剂
选用低熔点的焊锡丝和没有腐蚀性的助焊剂，比如松香，不宜采用工业焊锡和有腐蚀性的酸性焊油，最好采用含有松香的焊锡丝，使用起来非常方便。 （3） 焊接方法
首先元件必须清洁和镀锡，电子元件保存在空气中，由于氧化的作用，元件引脚上附有一层氧化膜，同时还有其它污垢，焊接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一层焊锡（俗称搪锡），然后再进行焊接。经过上述处理后元件容易焊牢，不容易出现虚焊现象。 （4）焊接的温度和焊接的时间
焊接时应使电烙铁的温度高于焊锡的温度，但也不能太高，以烙铁头接触松
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