Projektiranje i bakropis PCB -a Pregled: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Postoji nekoliko načina projektiranja i urezivanja PCB -a, od onih najjednostavnijih do najsofisticiranijih. U međuvremenu je lako zbuniti se oko toga koje odabrati, koje će najbolje odgovarati vašim potrebama.

Kako bih pojasnio neka ovakva pitanja, odlučio sam napisati ovo uputstvo, nisam stručnjak, ali imam određeno znanje o projektiranju i jetkanju PCB -a.

Dakle, bit će uzet opći pregled nekih metoda, materijala, softvera i alata koji bi se mogli koristiti za proizvodnju PCB -a i srećom će vam moći pomoći da uđete u projektiranje PCB -a.

Korak 1: Softver za projektiranje PCB -a

Ovisno o složenosti vašeg sklopa, nije prikladno ručno projektiranje PCB -a, pa je dobrodošla podrška određenog softvera koji nudi prave alate za obavljanje posla. Postoji nekoliko mogućnosti softvera za dizajn PCB -a, poput Proteus Ares, Eagle, Altium i nekoliko mrežnih opcija (opisujem samo one najčešće i pristupačne, ali zasigurno postoji nekoliko drugih opcija).

- Proteus Ares - možda je ovo prvi program na koji bi ljudi pomislili kada je u pitanju crtanje sklopova, ne zato što je najbolji, već zato što je možda najpoznatiji. Ja osobno ne volim čak ni koristiti ga (iako sam ga već neko vrijeme koristio), ali to je mogućnost koju treba uzeti u obzir pri projektiranju PCB -a. Velika prednost korištenja Proteusa je ta što također možete simulirati sklop, koristeći Proteus Isis, na ovaj način možete "sigurno" provjeriti radi li krug ili ne. S druge strane, neke su značajke i alati previše zbunjujuće za razumijevanje, a također nije moguće pronaći svaku komponentu koja vam je potrebna (knjižnice komponenti su ograničene), ali možete stvoriti nove komponente ako je potrebno. Još jedna dobra vijest, ovo nije softver otvorenog koda, i stvarno je skup ovisno o količini alata uključenih u paket, barem postoji probna verzija (s nekoliko ograničenja, naravno).

- Eagle - ovo je također popularan softver kada je u pitanju projektiranje PCB -a, loša vijest što ne dopušta simulaciju sklopa, također bi vam pri prvoj upotrebi ovog softvera moglo biti malo neugodno u vezi s njegovim sučeljem, koje je nekako drugačije, iako se razlikuje s obzirom na ove nedostatke, postoji mnogo zanimljivih značajki, poput mogućnosti uređivanja sheme komponenti (u vezi sa simbolom komponente) i paketa (koji uključuje jastučiće, format i dimenzije) na jednostavan način, što može možete pristupiti samo desnim klikom na komponentu i pristupom opcijama "open device" (Otvori uređaj) ili "open package" (Otvori paket). Također, postoji velika zajednica za podršku koja nudi nekoliko odgovora na uobičajena pitanja s kojima se susreću prilikom prve upotrebe softvera, štoviše, ova zajednica također olakšava pristup nekoliko biblioteka komponenti, uključujući službene knjižnice i one koje su stvorili korisnici. Dobre vijesti, ovaj softver ima besplatnu verziju (s ograničenjima, naravno, uglavnom se odnosi na veličinu ploče i broj dopuštenih slojeva), također nakon što ga je nedavno kupio Autodesk, Eagle je dobio i studentsku verziju koja uključuje sve značajke programa.

- Altij -

- Mrežni programi - postoji mnogo mrežnih programa namijenjenih projektiranju PCB -a, općenito govoreći, oni su dobra opcija pri projektiranju jednostavnijih sklopova, uglavnom kada ste u žurbi ili ako ne želite (ne možete) potrošiti puno vremena na učenje dinamike programa. Ne treba ni govoriti da su doista ograničeni značajkama i mogućnostima, neki su čak povezani s određenom uslugom izrade prototipova, odlična vijest da su uvijek besplatni i lako dostupni. što je u nekim slučajevima bitno.

Sumirati…

Sigurno ste shvatili da više volim Eagle, što ne znači da drugi softver ne vrijedi, to je samo moja osobna mogućnost, ali ljudi općenito smatraju da je Eagle najgori po pitanju upotrebljivosti, iako Altium nije t tako jednostavno za korištenje. Moja glavna stvar o Eaglu je da nudi nevjerojatne alate, koji su nažalost pomalo teški za naučiti kako ih koristiti, po mom mišljenju kad se naviknete na njegovo sučelje, zaista se isplati potruditi.

Nisam navela sav softver dostupan na tržištu, navela sam one koje poznajem, pa vam preporučujem da dodatno istražite softver za dizajn PCB -a, u slučaju da vas ova tema zaista zanima.

Korak 2: Prototipiranje PCB -a - metode

Nakon projektiranja PCB -a, vrijeme je za izradu prototipa, postoje neki načini za izradu prototipa vašeg PCB -a, to možete učiniti sami (koji je najteži, ujedno i onaj koji zahtijeva više prakse), možete platiti uslugu izrade prototipa, može biti lokalna (ako je dostupna u vašem rodnom gradu) ili internetska (koja će vam najvjerojatnije biti dostupna) itd.

Ako odlučite platiti uslugu izrade prototipova, nakon projektiranja ploče bit će potrebno generirati neke datoteke u GERBER formatu, format GERBER je vrsta datoteke koja čuva cijeli opis PCB -a bez potrebe za bilo kakvim vanjske datoteke, općenito, softver za dizajn PCB -a nudi vam neke alate koji će vam pomoći u generiranju GERBER datoteke PCB -a, tako da to nije velika stvar, također postoji mnogo tutoriala o tome kako generirati GERBER datoteku, pa kad god u nedoumici ste, samo ga proguglajte, sve dok svaki softver zahtijeva određenu metodu za generiranje GERBER datoteke.

********** Prije nego što zatražite uslugu izrade prototipova, važno je provjeriti je li sve savršeno u dizajnu vašeg kruga, pa provjerite, trostruko provjerite PCB ….. u protivnom ćete kasnije možda požaliti

Odlučite li sami izraditi prototip PCB -a, postoji nekoliko metoda koje možete upotrijebiti, fokus će se staviti na tri metode, možda one najčešće, a to su metoda prijenosa tonera, metoda fotolitografije i "umjetnička" metoda.

- "Umjetnička" metoda - ako je vaša PCB jednostavna, ili možda vi, ako dobro crtate, možete jednostavno nacrtati rute i staze ručno, pomoću trajnog markera, naravno poštujući dimenzije komponenti, već sam napravio nekoliko PCB -a na ovaj način, neki su se pokazali kao dobri, ali više ne koristim ovu tehniku, sve dok su PCB -i počeli postajati sve složeniji, pa bih rekao da je ovo metoda unosa, a s obzirom na dostupnost Od nekoliko drugih metoda, mislim da ne vrijedi koristiti ovu metodu kad god PCB -i počnu postajati složeniji.

- Metoda prijenosa tonera - Mislim da je ovo najčešća metoda među proizvođačima, prilično je jednostavna i također ne zahtijeva puno alata za izvođenje, što bi objasnilo njezinu popularnost. Postoje različiti načini prijenosa tonera na djevičansku ploču, općenito proizvođači koriste prijenos topline u kojem se ispisuje ispis, koristeći laserski pisač, naravno, u nekim posebnim vrstama papira (poput sjajnog papira, prozirnog filma itd.) koji omogućuje "potpuni" prijenos tonera na djevičansku ploču, tada se toner normalno prenosi na djevičansku ploču zagrijavanjem tonera uz bakarnu ploču pomoću pegle za tkanine. Postoje i drugi načini prijenosa tonera u spremnik, poput kemijskih, a također i neki proizvođači izravno ispisuju toner u bakar, tako što pisač podržava ovu značajku.

- Metoda fotolitografije - po mom mišljenju ovo je najteža metoda, a ujedno i najskuplja, ali ako je pravilno izvedete, rezultati će biti impresivni (zapravo, ovo je metoda koja se uglavnom koristi u profesionalnim PCB -ovima). U ovoj se metodi fotoosjetljiva boja ravnomjerno nanosi na djevičansku ploču, nakon čega je boja izložena UV svjetlu, s izuzetkom jastučića, vija i tragova prekrivenih fotomaskom (koji odgovaraju rasporedu kruga), na kraju boja je razvijena, zadržavajući se samo na područjima koja nisu izložena UV zračenju, a to su jastučići, vias i tragovi.

Nakon što su vias, jastučići i tragovi preneseni na bakrenu ploču, koju god metodu koristili, vrijeme je za jetkanje, također postoji nekoliko načina jetkanja, ali oni se u osnovi sastoje od erodiranja izloženog bakra s ploče pomoću kemijske otopine. Najčešće korišteno rješenje je željezov klorid, ali postoje i druge mogućnosti, koje imaju i prednosti i nedostatke, poput bakarnog klorida, vodikovog peroksida - sumporne kiseline itd. U svakom slučaju, bez obzira na tvar za nagrizanje koju odlučite odabrati, samo napravite svakako poduzmite potrebne sigurnosne protokole kako biste ih koristili, sve dok se u nekim slučajevima možete nositi s nekim moćnim kiselinama.

****** u instrukcijama, stoga slobodno krenite po njih.

Korak 3: Prototipiranje PCB -a - Materijali/Slojevi

Nakon što ste upoznali neke postupke o tome kako prototipirati PCB -e, mogla bi se pojaviti neka pitanja, poput, koliko slojeva trebam koristiti? Kada se isplati koristiti dvoslojni PCB?

Mislim da ne postoji konačan odgovor na ova pitanja, ali prilikom izrade prototipa PCB -a pomoću DIY metoda, mislim da je uvijek bolje pokrenuti se s 2 sloja PCB -a, sve dok ih je teže izvesti i potrebno je puno dodatnog napora, iako postoje situacije u kojima nema opcija, možda zbog složenosti kola ili možda zato što krug ima komponente koje su obavezne u donjem sloju, a također i komponente koje su obavezne u gornjem sloju, tako da nema izlaz, ali kad god je to moguće, smatram da je uvijek bolje otići na 1 sloj PCB -a.

S druge strane, kada plaćate tvrtki za izradu prototipa vašeg PCB -a, uvijek bih tražio dvoslojnu PCB, sve dok su prosječni troškovi 1 -slojnih PCB -a i 2 -slojnih PCB -a doista slični ako nisu jednaki, također 2 -slojna PCB -a olakšavaju mnogo proces usmjeravanja kruga.

Mogući su i PCB -i s više od 2 sloja, ali proizvođačima su prilično različiti, sve dok se samo vrlo složeni sklopovi dobivaju ove vrste PCB -a, a i vrlo su skupi za proizvodnju, što ih svrstava u skupinu pristupačna opcija.

Također, prilikom izrade prototipa možete izabrati kakvu ćete devičansku ploču koristiti, postoji mnogo mogućnosti, ali najčešće su ploče od staklenih vlakana i ploče od fenolnih vlakana. Jedna od fenolnih vlakana je nešto jeftinija od one od staklenih vlakana, ali ne toliko, općenito ploča od staklenih vlakana ima bolje mehaničke karakteristike i izgleda bolje po završetku. No općenito ove karakteristike nisu velika stvar prilikom izrade prototipova nekih vrsta sklopova, ali zapravo je dobro znati dostupne opcije.

Korak 4: Prototipiranje PCB -a - Alati

Postoji nekoliko alata koji vam mogu pomoći pri izradi prototipa vašeg PCB -a, ali osnovni su:

- lemilica

- Elektronička kliješta

- Elektroničko limeno lemljenje

- PCB ručna bušilica

- trajni marker (u slučaju da se oslanjate na umjetničku metodu za izradu prototipa ili možda za ispravljanje mogućih nedostataka u prijenosu tonera)

Ovo su minimalni alati koje trebate imati za izradu prototipa PCB -a, ali postoje tone naprednih alata koji bi vam također mogli pomoći u izradi prototipa, poput strojeva za električno bušenje, stanica za lemljenje itd.

Korak 5: Sažimanje …

Danas se pristup plaćenim uslugama izrade prototipa znatno povećao, postali su pristupačniji i lakši za upotrebu, pa kad god vam zatreba prototip profesionalnog izgleda, idite na njega, sve dok će tijekom projektiranja vaše PCB -a biti na raspolaganju mnogo više resursa, što znači s manjim ograničenjima, s druge strane, ako tražite prototip za brzo premotavanje, to možete učiniti sami na mnogo brži način, ali s više ograničenja i možda rezultatom koji nije toliko dobar kao onaj koji se plaća, ali to će odgovarati vašim potrebama.

S obzirom na trenutni scenarij, to je i osobni izbor, s obzirom na to da su plaćene usluge izrade prototipa postale vrlo dostupne.