Reka Bentuk & Pengukiran PCB Gambaran Keseluruhan: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Terdapat beberapa cara merancang dan mengukir PCB, dari yang paling mudah hingga yang paling canggih. Sementara itu, mudah bingung memilih mana, yang paling sesuai dengan keperluan anda.

Untuk menjelaskan beberapa soalan seperti ini, saya memutuskan untuk menulis instruksional ini, saya bukan pakar, tetapi saya mempunyai beberapa pengetahuan mengenai reka bentuk dan pengukiran PCB.

Oleh itu, gambaran umum mengenai beberapa kaedah, bahan, perisian dan alat yang mungkin digunakan untuk menghasilkan PCB akan diambil dan untungnya ia dapat membantu anda memasuki perancangan PCB.

Langkah 1: Perisian Perancangan PCB

Bergantung pada kerumitan litar anda, tidak sesuai merancang PCB dengan tangan, jadi sokongan perisian khusus yang menawarkan alat yang tepat untuk menyelesaikan tugas dialu-alukan. Terdapat beberapa pilihan perisian reka bentuk PCB, seperti Proteus Ares, Eagle, Altium dan beberapa pilihan dalam talian (saya hanya menerangkan yang paling biasa dan mudah diakses, tetapi pasti ada beberapa pilihan lain).

- Proteus Ares - mungkin ini adalah program pertama yang akan difikirkan oleh orang ketika melukis litar, bukan kerana yang terbaik, tetapi kerana ia mungkin yang paling terkenal. Saya secara peribadi tidak suka bahkan tidak menggunakannya (walaupun sudah lama saya menggunakannya), tetapi ini adalah pilihan untuk dipertimbangkan ketika merancang PCB. Kelebihan besar menggunakan Proteus ialah anda juga dapat mensimulasikan litar, dengan menggunakan Proteus Isis, dengan cara ini anda dapat "pasti" mengesahkan sama ada litar tersebut berfungsi atau tidak. Sebaliknya, beberapa ciri dan alat, terlalu membingungkan untuk difahami dan juga tidak mungkin untuk mencari setiap komponen yang mungkin anda perlukan (perpustakaan komponen terhad), tetapi anda boleh membuat komponen baru jika perlu. Berita lain yang tidak bagus, ini bukan perisian sumber terbuka, dan sangat mahal bergantung pada jumlah alat yang disertakan dalam paket, sekurang-kurangnya ada versi percubaan (tentu saja dengan beberapa batasan).

- Eagle - ini juga merupakan perisian yang popular ketika merancang PCB, berita buruk ia tidak membenarkan simulasi litar, juga ketika pertama kali menggunakan perisian ini, anda mungkin merasa sedikit tidak selesa mengenai antaramuka, yang agak berbeza, walaupun terpisah bentuk kekurangan ini terdapat banyak ciri menarik, seperti kemungkinan mengedit skema komponen (berkaitan dengan simbol komponen) dan paket (yang merangkumi pad, format dan dimensi) dengan cara yang mudah, yang dapat diakses hanya dengan mengklik kanan komponen dan masing-masing mengakses pilihan "open device" atau "open package". Juga, ada komuniti pendukung yang besar, yang memberikan beberapa jawapan untuk masalah umum yang dihadapi ketika pertama kali menggunakan perisian, dan komuniti ini juga memudahkan akses ke beberapa perpustakaan komponen, termasuk perpustakaan rasmi dan yang dibuat oleh pengguna. Berita baik, perisian ini mendapat versi perisian percuma (dengan batasan tentu saja, terutama berkaitan dengan ukuran papan dan jumlah lapisan yang dibenarkan), juga setelah baru dibeli oleh Autodesk, Eagle juga mendapat versi pelajar yang merangkumi semua ciri-ciri program.

- Altium -

- Program dalam talian - terdapat banyak program dalam talian yang bertujuan untuk merancang PCB, secara umum, mereka adalah pilihan yang baik ketika merancang litar yang lebih sederhana, terutamanya ketika anda terburu-buru, atau jika anda tidak mahu (tidak dapat) menghabiskan banyak masa untuk mempelajari dinamika program. Tidak perlu dikatakan bahawa mereka benar-benar terhad kepada ciri dan kemungkinan, ada juga yang dihubungkan dengan perkhidmatan prototaip tertentu, berita hebat bahawa mereka selalu percuma dan mudah diakses. yang penting dalam beberapa kes.

Menjumlahkan…

Anda pasti menyedari bahawa saya lebih suka Eagle, yang tidak bermaksud perisian lain tidak sepadan, itu hanya pilihan peribadi saya, tetapi sebenarnya pada umumnya orang menganggap Eagle adalah yang terburuk dalam hal kegunaan, walaupun Altium tidak ' senang juga digunakan. Perkara utama saya mengenai Eagle adalah bahawa ia menawarkan alat yang luar biasa, yang agak sukar untuk belajar bagaimana menggunakannya, pada pendapat saya apabila anda terbiasa dengan antarmuka, ia sangat bernilai usaha.

Saya tidak menyenaraikan semua perisian yang ada di pasaran, saya menyenaraikan perisian yang saya tahu, jadi saya mengesyorkan anda untuk membuat kajian lebih lanjut mengenai perisian reka bentuk PCB, sekiranya anda benar-benar berminat dengan subjek ini.

Langkah 2: Prototaip PCB - Kaedah

Setelah merancang PCB, sudah tiba masanya untuk membuat prototaip, ada beberapa cara memprototaip PCB anda, anda boleh melakukannya sendiri (yang paling sukar, juga yang memerlukan lebih banyak latihan), anda boleh membayar perkhidmatan prototaip, ia mungkin yang tempatan (jika ada di kampung halaman anda) atau yang dalam talian (yang kemungkinan besar tersedia untuk anda) dll.

Sekiranya anda memutuskan untuk membayar perkhidmatan prototaip, setelah merancang papan, perlu membuat beberapa fail dalam format GERBER, format GERBER adalah sejenis fail yang menyimpan keseluruhan penerangan PCB tanpa memerlukan apa-apa fail luaran, secara amnya perisian reka bentuk PCB menawarkan beberapa alat untuk membantu anda menghasilkan fail GERBER PCB, sehingga tidak banyak, juga terdapat banyak tutorial tentang cara menghasilkan fail GERBER, jadi bila-bila masa anda ragu-ragu, cukup google, selagi setiap perisian menggunakan kaedah tertentu untuk menghasilkan fail GERBER.

********** Sebelum meminta perkhidmatan prototaip, penting untuk memastikan semuanya sempurna dalam reka bentuk litar anda, jadi periksa semula, periksa tiga kali PCB….. jika tidak, anda mungkin menyesal kemudian

Sekiranya anda memutuskan untuk membuat prototaip PCB sendiri terdapat beberapa kaedah yang boleh anda gunakan, tumpuan akan diberikan kepada tiga kaedah, mungkin kaedah yang paling biasa, iaitu kaedah pemindahan toner, kaedah fotolitografi dan kaedah "artistik".

- Kaedah "Artistik" - jika PCB anda sederhana, atau mungkin jika anda mahir melukis, anda hanya boleh melukis titik dan jejak secara manual, dengan menggunakan penanda tetap, tentu saja menghormati dimensi komponen, saya sudah sudah melakukan beberapa PCB dengan cara ini, beberapa di antaranya ternyata bagus, tetapi saya tidak lagi menggunakan teknik ini, selagi PCB mula menjadi lebih kompleks, jadi saya akan mengatakan bahawa ini adalah kaedah masuk, dan mempertimbangkan ketersediaan daripada beberapa kaedah lain, saya rasa tidak wajar menggunakan kaedah ini setiap kali PCB mula menjadi lebih kompleks.

- Kaedah pemindahan toner - Saya rasa ini adalah kaedah yang paling biasa di kalangan pembuatnya, agak mudah dan juga tidak memerlukan banyak alat untuk dilakukan, yang akan menjelaskan popularitinya. Terdapat cara yang berbeza untuk memindahkan toner ke papan perawan, pada umumnya pembuat menggunakan pemindahan haba, di mana susun atur dicetak, dengan menggunakan pencetak laser tentu saja, dalam beberapa jenis kertas tertentu (seperti kertas berkilat, filem ketelusan dll) yang membolehkan pemindahan toner "lengkap" ke papan dara, maka toner dipindahkan ke papan perawan biasanya dengan memanaskan toner ke papan koper dengan menggunakan besi kain. Terdapat juga cara lain untuk memindahkan toner ke koper, seperti cara kimia, dan juga beberapa pembuat mengarahkan mencetak toner ke dalam tembaga, dengan memasang pencetak agar menyokong ciri ini.

- Kaedah fotolitografi - pada pendapat saya ini adalah kaedah yang paling sukar, dan juga yang paling mahal, tetapi jika anda melakukannya dengan betul, hasilnya akan sangat mengagumkan (sebenarnya, ini adalah kaedah yang kebanyakannya digunakan dalam PCB profesional). Dalam kaedah ini, cat sensetif foto diaplikasikan secara seragam pada papan perawan, setelah cat terkena sinar UV, kecuali pad, vias dan jejak yang ditutupi oleh photomask (yang sesuai dengan susunan litar), akhirnya catnya dikembangkan, hanya tinggal di kawasan yang tidak terdedah kepada sinaran UV, yang merupakan alas, lorong dan jejak.

Setelah mendapatkan vias, alas dan jejak yang dipindahkan ke papan koper, kaedah apa pun yang anda gunakan, sudah waktunya untuk etsa, juga terdapat beberapa cara etsa, tetapi pada dasarnya ia merangkumi mengikis koper yang terdedah dari papan dengan menggunakan larutan kimia. Penyelesaian yang paling biasa digunakan ialah Ferric Chloride, tetapi ada juga pilihan lain, yang mempunyai kebaikan dan keburukan, seperti Cupric Chloride, Hydrogen Peroxide - Sulfuric Acid dan lain-lain. pastikan anda mengambil protokol keselamatan yang diperlukan untuk menggunakannya, selagi dalam beberapa kes anda mungkin menghadapi beberapa asid kuat.

********** Sekali lagi, ada lebih banyak cara untuk memprotaip PCB, jadi jika anda berminat dengan kaedah apa pun, sangat disarankan untuk melakukan penyelidikan lebih lanjut, terdapat banyak tutorial di luar sana dan bahkan dalam arahan, jadi jangan ragu untuk mencarinya.

Langkah 3: Prototaip PCB - Bahan / Lapisan

Setelah mengetahui beberapa prosedur mengenai cara prototaip PCB, beberapa pertanyaan mungkin muncul, seperti, berapa banyak lapisan yang harus saya gunakan? Bilakah berbaloi menggunakan PCB 2 lapisan?

Saya rasa tidak ada jawapan pasti untuk soalan-soalan ini, tetapi ketika membuat prototaip PCB dengan menggunakan kaedah DIY, saya rasa selalu lebih baik untuk menjalankan dari 2 lapisan PCB, asalkan lebih sukar dilakukan dan memerlukan banyak usaha tambahan, walaupun ada situasi di mana tidak ada pilihan, mungkin kerana kerumitan litar atau mungkin kerana litar mendapat komponen yang wajib berada di lapisan bawah dan juga komponen yang wajib berada di lapisan atas, jadi tidak ada jalan keluar, tetapi jika boleh, saya menganggap selalu lebih baik untuk mendapatkan PCB 1 lapisan.

Sebaliknya, ketika membayar syarikat untuk memprototype PCB anda, saya selalu meminta PCB 2 lapisan, selagi biaya rata-rata PCB 1 lapisan dan PCB 2 lapisan benar-benar serupa jika tidak sama, juga pelonggaran PCB 2 lapisan banyak proses routing litar.

PCB dengan lebih dari 2 lapisan juga mungkin, tetapi mereka tidak seperti pembuat yang memerlukannya, selagi hanya litar yang sangat kompleks yang mendapat jenis PCB ini, juga sangat mahal untuk dihasilkan, yang mengklasifikasikannya sebagai tidak banyak pilihan yang berpatutan.

Juga semasa membuat prototaip, anda boleh memilih jenis dara yang akan digunakan, terdapat banyak pilihan, tetapi yang paling biasa adalah papan kaca gentian dan papan serat fenolik. Serat fenolik sedikit lebih murah daripada kaca gentian, tetapi tidak begitu banyak, secara umum papan gentian kaca mempunyai ciri mekanik yang lebih baik dan juga kelihatan lebih baik apabila selesai. Tetapi secara umum ciri-ciri ini tidak banyak masalah ketika memprotaip beberapa jenis litar, tetapi sebenarnya bagus untuk mengetahui pilihan yang ada.

Langkah 4: Prototaip PCB - Alat

Terdapat beberapa alat yang dapat membantu semasa membuat prototaip PCB anda, tetapi yang asasnya adalah:

- Besi pateri

- Tang elektronik

- Pateri timah elektronik

- Mesin gerudi tangan PCB

- penanda kekal (sekiranya anda bergantung pada kaedah artistik untuk membuat prototaip anda, atau mungkin untuk memperbaiki kemungkinan kekurangan dalam pemindahan toner)

Ini adalah alat minimum yang semestinya anda perlukan untuk membuat prototaip PCB, tetapi ada banyak alat canggih yang juga dapat membantu anda membuat prototaip, seperti mesin gerudi elektrik, stesen solder dll.

Langkah 5: Ringkas…

Kini akses kepada perkhidmatan prototaip berbayar meningkat, mereka menjadi lebih berpatutan dan lebih mudah digunakan, jadi bila-bila masa anda memerlukan prototaip profesional, cari saja, selagi lebih banyak sumber akan tersedia semasa merancang PCB anda, yang bermaksud kurang had, sebaliknya jika anda mencari prototaip maju cepat, anda boleh melakukannya sendiri dengan cara yang lebih pantas, tetapi dengan lebih banyak batasan dan mungkin hasil yang tidak begitu baik seperti yang dibayar, tetapi itu akan memenuhi keperluan anda.

Mengingat senario semasa, ia juga pilihan peribadi, memandangkan perkhidmatan prototaip berbayar menjadi sangat mudah diakses.