PCB Dizaynı və aşındırılmasına Baxış: 5 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Ən sadə olanlardan ən mürəkkəblərinə qədər PCB -lərin dizaynının və işlənməsinin bir neçə yolu var. Bu vaxt hansını seçəcəyinizi, ehtiyaclarınıza ən uyğun olanı qarışdırmaq asandır.

Bu kimi bəzi suallara aydınlıq gətirmək üçün mən bu təlimatı yazmağa qərar verdim, heç bir mütəxəssis deyiləm, amma PCB -nin dizaynı və aşınması haqqında bəzi məlumatlara sahibəm.

Beləliklə, PCB istehsal etmək üçün istifadə edilə biləcək bəzi üsullar, materiallar, proqram və alətlər haqqında ümumi bir fikir alınacaq və xoşbəxtlikdən PCB dizaynına girməyinizə kömək edə biləcək.

Addım 1: PCB Dizayn Proqramı

Dövrünüzün mürəkkəbliyindən asılı olaraq, PCB -ni əl ilə dizayn etmək uyğun deyil, buna görə işi başa çatdırmaq üçün doğru vasitələr təqdim edən xüsusi bir proqramın dəstəyi xoşdur. PCB dizayn proqramlarının bir neçə variantı var, məsələn Proteus Ares, Eagle, Altium və bir neçə onlayn seçim (yalnız ən çox yayılmış və əlçatan olanları təsvir edirəm, amma əminəm ki, bir neçə başqa variant var).

- Proteus Ares - bəlkə də bu, sxemlərin çəkilişinə gəldikdə insanların düşündükləri ilk proqramdır. Şəxsən mən hətta istifadə etməməyi də xoşlamıram (baxmayaraq ki, bir müddətdir istifadə etmişəm), amma bu PCB -lərin dizaynı zamanı nəzərə alınmalıdır. Proteus istifadə etməyin ən böyük üstünlüyü, Proteus Isis istifadə edərək, dövrə simulyasiya edə bilməyinizdir, beləliklə, dövrənin işləyib -işləmədiyini "mütləq" yoxlaya bilərsiniz. Digər tərəfdən, bəzi xüsusiyyətlər və vasitələr, başa düşmək üçün çox qarışıqdır və ehtimal ki, ehtiyac duyduğunuz hər bir komponenti tapmaq mümkün deyil (komponentlərin kitabxanaları məhduddur), lakin lazım gələrsə, yeni komponentlər yarada bilərsiniz. Başqa bir yaxşı xəbər deyil, bu açıq mənbə proqramı deyil və paketə daxil olan vasitələrin miqdarından asılı olaraq həqiqətən bahalıdır, ən azı bir sınaq versiyası var (əlbəttə ki, bir neçə məhdudiyyət ilə).

- Qartal - bu, PCB dizaynına gəldikdə də məşhur bir proqramdır, pis xəbərlər dövrə simulyasiyasına icazə vermir, eyni zamanda bu proqramı ilk dəfə istifadə edərkən, fərqli olsa da, bir qədər fərqli olan interfeysindən bir az narahat ola bilərsiniz. Bu çatışmazlıqları yerinə yetirmək üçün komponentlərin sxematik (komponentin simvolu ilə əlaqəli) və paketi (yastiqciqlar, format və ölçüləri daxil olmaqla) asan bir şəkildə düzəltmək imkanı kimi bir çox gözəl xüsusiyyətlər mövcuddur. yalnız komponentə sağ tıklayarak və "açıq cihaz" və ya "açıq paket" seçimlərinə daxil olaraq daxil ola bilərsiniz. Proqramı ilk dəfə istifadə edərkən rast gəlinən ümumi problemlərə bir neçə cavab verən böyük bir dəstək cəmiyyəti var, üstəlik bu icma rəsmi kitabxanalar və istifadəçilər tərəfindən yaradılanlar da daxil olmaqla bir neçə komponent kitabxanasına girişi asanlaşdırır. Yaxşı xəbər, bu proqramın pulsuz bir versiyası var (əlbəttə ki, məhdudiyyətlər, əsasən lövhənin ölçüsü və icazə verilən təbəqələrin sayı ilə əlaqədardır), həmçinin Autodesk tərəfindən bu yaxınlarda satın alındıqdan sonra Eagle -də tələbə versiyası da var. proqramın xüsusiyyətləri.

- Altium -

- Onlayn proqramlar - PCB dizaynı üçün nəzərdə tutulmuş bir çox onlayn proqram var, ümumiyyətlə sadə bir sxem qurarkən yaxşı bir seçimdir, əsasən tələsəndə və ya istəmirsinizsə (edə bilməzsiniz)) bir proqramın dinamikasını öyrənmək üçün çox vaxt sərf edin. Həqiqətən xüsusiyyətlər və imkanlarla məhdudlaşdıqlarını söyləməyə ehtiyac yoxdur, bəziləri hətta müəyyən bir prototip xidməti ilə əlaqələndirilir, hər zaman pulsuz və asanlıqla əldə edilə bilən əla xəbərlərdir. bəzi hallarda vacibdir.

Xülasə…

Eagle -ə üstünlük verdiyimi başa düşmüş olmalısan, bu da digər proqramların buna dəyər olmadığı anlamına gəlmir, bu yalnız mənim şəxsi seçimimdir, amma əslində insanlar Altium olmasa da, istifadə oluna bilən zaman Eagle -ı ən pis biri hesab edirlər. istifadə etmək də çox asandır. Eagle haqqında əsas fikrim, inanılmaz vasitələr təqdim etməsidir, təəssüf ki, necə istifadə etməyi öyrənmək çətindir, mənim fikrimcə, interfeysinə alışdıqda, həqiqətən səy göstərməyə dəyər.

Bazarda mövcud olan bütün proqramları sadalamadım, bildiklərimi sadaladım, buna görə də bu mövzu ilə həqiqətən maraqlandığınız təqdirdə PCB dizayn proqramı üzərində daha bir araşdırma aparmağı məsləhət görürəm.

Addım 2: PCB Prototipləşdirmə - Metodlar

PCB dizayn etdikdən sonra, prototip hazırlamağın vaxtı gəldi, PCB -ni prototipləşdirməyin bəzi yolları var, bunu özünüz edə bilərsiniz (bu ən çətindir, həm də daha çox təcrübə tələb edir), bir prototip xidməti üçün ödəyə bilərsiniz. yerli ola bilər (məmləkətinizdə varsa) və ya onlayn (sizin üçün ən çox ehtimal olunan) və s.

Prototipləşdirmə xidməti üçün pul ödəməyə qərar verərsəniz, lövhəni hazırladıqdan sonra, GERBER formatında bir neçə fayl yaratmaq lazım olacaq, GERBER formatı heç bir ehtiyac olmadan PCB -nin bütün təsvirini saxlayan bir növdür. xarici fayllar, ümumiyyətlə PCB dizayn proqramı, PCB -nin GERBER faylını yaratmağınıza kömək edəcək bəzi vasitələr təklif edir, bu o qədər də çox deyil, eyni zamanda GERBER faylının necə yaradılacağına dair çoxlu dərsliklər var. şübhə edirsiniz, hər bir proqram bir GERBER faylı yaratmaq üçün xüsusi bir üsul götürdüyü müddətcə google -a müraciət edin.

********** Prototipləşdirmə xidmətinə müraciət etməzdən əvvəl, sxem dizaynınızda hər şeyin mükəmməl olduğundan əmin olmaq vacibdir, buna görə iki dəfə yoxlayın, PCB -ni üç dəfə yoxlayın ….. yoxsa daha sonra peşman ola bilərsiniz

PCB -ni özünüz prototip etməyə qərar verərsəniz, istifadə edə biləcəyiniz bir neçə üsul var, diqqət toner köçürmə üsulu, fotolitoqrafiya üsulu və "bədii" metodu olan üç üsula, bəlkə də ən çox yayılmışlara dayanacaq.

- "Bədii" üsul - əgər PCB -nin sadə olması, ya da rəsm çəkmək bacarığına sahibsənsə, əlbəttə ki, daimi markerdən istifadə edərək, əlbəttə ki, komponentlərin ölçülərinə riayət etməklə viyasları və yolları əllə çəkə bilərsən. artıq bir neçə PCB bu şəkildə etdi, bəzilərinin yaxşı olduğu ortaya çıxdı, amma PCB -lər daha mürəkkəbləşməyə başladığı müddətcə artıq bu texnikadan istifadə etmirəm, buna görə deyərdim ki, bu bir giriş üsuludur və mövcudluğu nəzərə alınmaqla bir neçə başqa metoddan, PCB -lər daha mürəkkəbləşməyə başlayanda bu metoddan istifadə etməyə dəyər olmadığını düşünürəm.

- Toner köçürmə üsulu - Düşünürəm ki, bu, istehsalçılar arasında ən çox yayılmış üsuldur, bir az sadədir və həm də populyarlığını izah edəcək bir çox alətə ehtiyac yoxdur. Tonerin bakirə lövhəyə köçürülməsinin müxtəlif yolları var, ümumiyyətlə istehsalçılar, müəyyən bir kağız növündə (məsələn, parlaq kağız, şəffaf film və s.) bu, tonerin bakirə lövhəyə "tam" köçürülməsinə imkan verir, daha sonra toner bir parça dəmir istifadə edərək tonerin lövhəyə qarşı qızdırılması ilə normal olaraq bakirə lövhəyə köçürülür. Tonerin kimyəvi üsullarla kooperativə ötürülməsinin başqa yolları da var və bəzi istehsalçılar printeri bu xüsusiyyəti dəstəkləyərək tonerini misə yönləndirirlər.

- Fotolitoqrafiya üsulu - mənim fikrimcə bu ən çətin və eyni zamanda ən bahalı üsuldur, amma düzgün yerinə yetirsəniz nəticələr sadəcə təsir edici olacaq (əslində bu üsul əsasən peşəkar PCB -lərdə istifadə olunur). Bu üsulda, fotoşəkil çəkən boya, bakirə lövhəyə bərabər şəkildə tətbiq olunur, bundan sonra boya ultrabənövşəyi şüalara məruz qaldıqdan sonra, fotoşəkil ilə örtülmüş yastiqciqlar, viyalar və cərgələr istisna olmaqla (sxem sxeminə uyğun), nəhayət. Boya yalnız UV radiasiyasına məruz qalmayan ərazilərdə, yəni yastiqciqlar, viyalar və cığırlarda qalmaqla inkişaf etdirilir.

Viyoları, yastıqları və izləri Cooper lövhəsinə köçürdükdən sonra, hansı üsulu istifadə etməyinizdən asılı olmayaraq, aşındırma vaxtıdır, eyni zamanda aşındırmağın bir neçə yolu var, lakin onlar əsasən kimyəvi məhlul istifadə edərək lövhədən çıxarılan ləkəni taxtadan aşındırmaqdan ibarətdir. Ən çox istifadə edilən həll Ferrik Xloriddir, lakin digər üstünlükləri də var, məsələn, Cupric Chloride, Hydrogen Peroxide - Sulfuric Acid və s. istifadə etmək üçün lazımi təhlükəsizlik protokollarını götürdüyünüzdən əmin olun, çünki bəzi hallarda bəzi güclü turşularla məşğul ola bilərsiniz.

********** Yenə də PCB -lərin prototipləşdirilməsinin daha çox mümkün yolları var, buna görə də hər hansı bir üsulla maraqlanırsınızsa, bu mövzuda daha çox araşdırma aparmağınız məsləhət görülür, orada və hətta bir çox dərsliklər var. öyrədilə bilər, buna görə də onlar üçün getməkdən çekinmeyin.

Addım 3: PCB Prototipləşdirmə - Materiallar/Qatlar

PCB -lərin necə prototip edilməsinə dair bəzi prosedurlarla tanış olduqdan sonra, neçə qat istifadə etməliyəm kimi bəzi suallar yarana bilər. 2 qatlı bir PCB istifadə etməyə nə vaxt dəyər?

Düşünürəm ki, bu suallara qəti bir cavab yoxdur, ancaq DIY metodlarından istifadə edərək PCB -lərin prototipini hazırlayarkən, bunu etmək daha çətindir və çox səy göstərsələr də, 2 qatlı PCB -lərdən istifadə etməyi daha yaxşı hesab edirəm. Seçimlərin olmadığı vəziyyətlər var, bəlkə də dövrənin mürəkkəbliyi səbəbindən və ya bəlkə də dövrənin alt təbəqədə olması məcburi olan komponentlərə və üst qatda olması məcburi olan komponentlərə sahib olması səbəbindən Çıxış yolu, amma mümkün olduqda 1 qatlı PCB -lər üçün getməyi həmişə daha yaxşı hesab edirəm.

Digər tərəfdən, PCB -ni prototip etmək üçün bir şirkətə pul ödəyərkən, həmişə 1 qat PCB və 2 qat PCB -lərin orta dəyəri bərabər olmadıqca 2 qat PCB istəyərdim, eyni zamanda 2 qat PCB asanlaşdırar dövrənin çox yönləndirmə prosesi.

2 -dən çox təbəqədən ibarət olan PCB -lər də mümkündür, lakin istehsalçıların onlara ehtiyacı olması tamamilə fərqli deyil, çünki bu cür PCB -lər yalnız çox mürəkkəb sxemlərə sahib olduğu üçün istehsal üçün də çox baha başa gəlir. əlverişli variant.

Həm də prototip hazırlayarkən hansı bakirə lövhədən istifadə edəcəyinizi seçə bilərsiniz, bir çox variant var, lakin ən çox yayılmış olanlar şüşə şüşə lövhələr və fenolik lif lövhələrdir. Fenolik lif elyafdan bir qədər ucuzdur, amma o qədər də çox deyil, ümumiyyətlə elyaf şüşə lövhəsi daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir və bitdikdə daha yaxşı görünür. Ancaq ümumiyyətlə bu xüsusiyyətlər, bəzi növ sxemləri prototip edərkən çox da böyük bir şey deyil, amma mövcud variantları bilmək əslində yaxşıdır.

Addım 4: PCB Prototipləşdirmə - Alətlər

PCB -ni prototipləşdirərkən kömək edə biləcək bir neçə vasitə var, amma əsasları bunlardır:

- Lehim dəmir

- Elektron kəlbətinlər

- Elektron qalay lehim

- PCB əl qazma maşını

- daimi bir marker (prototip etmək üçün bədii üsula güvənirsinizsə və ya bəlkə də toner köçürmələrində mümkün qüsurları düzəldirsinizsə)

Bunlar bir PCB prototip etməli olduğunuz minimum vasitələrdir, ancaq elektrikli qazma maşınları, lehim stansiyaları və s.

Addım 5: Xülasə…

İndiki vaxtda pullu prototipləşdirmə xidmətlərinə giriş xeyli artdı, daha əlverişli və istifadəsi daha asan oldu, buna görə peşəkar görünüşlü bir prototipə ehtiyacınız olduqda, PCB -nizi hazırlayarkən daha çox mənbənin mövcud olacağı təqdirdə bunu edin. daha az məhdudiyyətlər, digər tərəfdən sürətli bir prototip axtarırsınızsa, bunu daha sürətli bir şəkildə edə bilərsiniz, ancaq daha çox məhdudiyyət və bəlkə də pullu olan qədər yaxşı deyil ehtiyaclarınıza uyğun olacaq.

Mövcud ssenarini nəzərə alsaq, pullu prototipləşdirmə xidmətlərinin yüksək dərəcədə əlçatan olduğunu nəzərə alsaq, bu da şəxsi seçimdir.