PCB projektēšana un kodināšana Pārskats: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Ir vairāki veidi, kā izstrādāt un kodināt PCB, sākot no vienkāršākajiem līdz vismodernākajiem. Tikmēr ir viegli apjukt, kuru izvēlēties, kurš vislabāk atbilst jūsu vajadzībām.

Lai noskaidrotu dažus šādus jautājumus, es nolēmu uzrakstīt šo pamācību, es neesmu eksperts, taču man ir zināmas zināšanas par PCB projektēšanu un kodināšanu.

Tātad tiks veikts vispārējs pārskats par dažām metodēm, materiāliem, programmatūru un rīkiem, ko varētu izmantot, lai ražotu PCB, un, par laimi, tas palīdzēs jums iekļūt PCB projektēšanā.

1. darbība: PCB projektēšanas programmatūra

Atkarībā no jūsu ķēdes sarežģītības, nav piemērota PCB projektēšana ar rokām, tāpēc ir apsveicams īpašas programmatūras atbalsts, kas piedāvā pareizos rīkus darba veikšanai. Pastāv vairākas PCB projektēšanas programmatūras iespējas, piemēram, Proteus Ares, Eagle, Altium un vairākas tiešsaistes iespējas (es aprakstu tikai visizplatītākās un pieejamākās, taču noteikti ir vairākas citas iespējas).

- Proteus Ares - varbūt šī ir pirmā programma, kas cilvēkiem ienāk prātā, kad runa ir par shēmu zīmēšanu, nevis tāpēc, ka tā ir labākā, bet tāpēc, ka varbūt tā ir vispazīstamākā. Man personīgi nepatīk to pat neizmantot (lai gan jau kādu laiku esmu to izmantojis), taču tā ir iespēja, kas jāņem vērā, izstrādājot PCB. Proteus izmantošanas lielā priekšrocība ir tā, ka jūs varat arī simulēt ķēdi, izmantojot Proteus Isis, tādējādi jūs varat "droši" pārbaudīt, vai ķēde darbojas vai ne. No otras puses, dažas funkcijas un rīki ir pārāk mulsinoši, lai tos saprastu, kā arī nav iespējams atrast katru nepieciešamo komponentu (komponentu bibliotēku skaits ir ierobežots), bet, ja nepieciešams, varat izveidot jaunus komponentus. Vēl viena ne lieliska ziņa, šī nav atvērtā koda programmatūra, un tā ir patiešām dārga atkarībā no paketē iekļauto rīku daudzuma, vismaz ir izmēģinājuma versija (protams, ar vairākiem ierobežojumiem).

- Ērglis - šī ir arī populāra programmatūra PCB projektēšanā, sliktas ziņas, ka tā neļauj simulēt ķēdi, arī, pirmo reizi lietojot šo programmatūru, jūs varētu justies nedaudz neērti par tās saskarni, kas ir nedaudz atšķirīga, lai gan atsevišķi Ņemot vērā šos trūkumus, ir daudz lielisku funkciju, piemēram, iespēja vienkāršā veidā rediģēt sastāvdaļu shematisko (kas saistīta ar komponenta simbolu) un iepakojumu (kurā ietilpst spilventiņi, formāts un izmēri). var piekļūt, tikai ar peles labo pogu noklikšķinot uz komponenta un attiecīgi piekļūstot opcijām "atvērt ierīci" vai "atvērt pakotni". Ir arī plaša atbalsta kopiena, kas sniedz vairākas atbildes uz bieži sastopamām problēmām, kas rodas, pirmoreiz lietojot programmatūru, turklāt šī kopiena arī atvieglo piekļuvi vairākām komponentu bibliotēkām, ieskaitot oficiālās bibliotēkas un lietotāju izveidotās bibliotēkas. Labas ziņas, šī programmatūra ir ieguvusi bezmaksas programmatūras versiju (protams, ar ierobežojumiem, kas galvenokārt saistīti ar tāfeles izmēru un atļauto slāņu skaitu). programmas iezīmes.

- Altium -

- Tiešsaistes programmas - vispār ir daudz tiešsaistes programmu, kas paredzētas PCB projektēšanai, un tās ir labs risinājums, veidojot vienkāršākas shēmas, galvenokārt tad, ja jūs steidzaties vai ja nevēlaties (nevar) pavadīt daudz laika, apgūstot programmas dinamiku. Lieki piebilst, ka tie patiešām aprobežojas ar funkcijām un iespējām, daži pat ir saistīti ar konkrētu prototipēšanas pakalpojumu, lieliskas ziņas, tās vienmēr ir bezmaksas un viegli pieejamas. kas dažos gadījumos ir būtiski.

Summējot…

Jūs noteikti sapratāt, ka es dodu priekšroku Eagle, kas nenozīmē, ka cita programmatūra nav tā vērta, tā ir tikai mana personīgā izvēle, bet patiesībā kopumā cilvēki uzskata, ka Eagle ir vissliktākais lietojamības ziņā, lai gan Altium nav t arī viegli lietojams. Mans galvenais punkts par Eagle ir tas, ka tas piedāvā neticamus rīkus, kurus diemžēl ir mazliet grūti iemācīties lietot, manuprāt, kad pierodat pie tā saskarnes, tas tiešām ir pūļu vērts.

Es neesmu uzskaitījis visu tirgū pieejamo programmatūru, es uzskaitīju tās, kuras es pazīstu, tāpēc iesaku arī turpmāk izpētīt PCB projektēšanas programmatūru, ja jūs patiešām interesē šī tēma.

2. solis: PCB prototipēšana - metodes

Pēc PCB izstrādes ir pienācis laiks prototipēšanai, ir daži veidi, kā prototipēt savu PCB, jūs varat to izdarīt pats (kas ir visgrūtākais, arī tas, kas prasa vairāk prakses), jūs varat maksāt par prototipēšanas pakalpojumu, tas tas var būt vietējais (ja tas ir pieejams jūsu dzimtajā pilsētā) vai tiešsaistes (kas, visticamāk, jums būs pieejams) utt.

Ja jūs nolemjat maksāt par prototipēšanas pakalpojumu, pēc tāfeles izstrādes būs jāģenerē daži faili GERBER formātā, GERBER formāts ir sava veida fails, kas saglabā visu PCB aprakstu bez jebkādas vajadzības. ārējiem failiem, parasti PCB projektēšanas programmatūra piedāvā dažus rīkus, kas palīdzēs jums izveidot PCB GERBER failu, tāpēc tas nav īpaši daudz, kā arī ir daudz pamācību par to, kā ģenerēt GERBER failu, tāpēc vienmēr jums ir šaubas, vienkārši google to, ja vien katra programmatūra izmanto noteiktu metodi, lai ģenerētu GERBER failu.

******************************************************************************************************************************************************************************************************************* reg

Ja jūs nolemjat pats izgatavot PCB prototipu, varat izmantot vairākas metodes, galvenā uzmanība tiks pievērsta trim metodēm, iespējams, visizplatītākajām, proti, tonera pārneses metodei, fotolitogrāfijas metodei un "mākslinieciskajai" metodei.

- "Mākslinieciskā" metode - ja jūsu PCB ir vienkārša vai varbūt jūs, ja protat zīmēt, jūs varat vienkārši uzzīmēt vijas un takas manuāli, izmantojot pastāvīgu marķieri, protams, ievērojot sastāvdaļu izmērus. šādā veidā jau esmu veicis vairākus PCB, daži no tiem izrādījās labi, bet es vairs neizmantoju šo tehniku, kamēr PCB sāka kļūt sarežģītāki, tāpēc es teiktu, ka šī ir ievades metode, un ņemot vērā pieejamību Manuprāt, nav vērts izmantot šo metodi ikreiz, kad PCB sāk kļūt sarežģītāka.

- tonera pārsūtīšanas metode - es domāju, ka šī ir visizplatītākā metode starp veidotājiem, tā ir diezgan vienkārša, kā arī neprasa daudz rīku, lai to izpildītu, kas izskaidrotu tās popularitāti. Ir dažādi veidi, kā toneri pārnest uz neapstrādātu plātni, parasti ražotāji izmanto siltuma pārnesi, kurā tiek izdrukāts izkārtojums, protams, izmantojot lāzera printeri dažos īpašos papīra veidos (piemēram, spīdīgā papīrā, caurspīdīgā plēvē utt.) kas ļauj toneri "pilnībā" pārnest uz neapstrādātu plātni, tad toneris parasti tiek pārnests uz neapstrādātu plātni, karsējot toneri pret pārklājuma plāksni, izmantojot auduma gludekli. Ir arī citi veidi, kā toneri pārnest uz tvertni, piemēram, ķīmiski, kā arī daži ražotāji tieši drukā toneri ar varu, ievietojot printeri šīs funkcijas atbalstam.

- Fotolitogrāfijas metode - manuprāt, šī ir visgrūtākā un arī visdārgākā metode, bet, ja to pareizi izpildīsit, rezultāti būs vienkārši iespaidīgi (patiesībā šī ir metode, ko lielākoties izmanto profesionālajos PCB). Izmantojot šo paņēmienu, fotopapratīga krāsa vienmērīgi tiek uzklāta uz neapstrādātas plātnes, pēc tam krāsa ir pakļauta UV gaismai, izņemot spilventiņus, vāciņus un pēdas, kas ir pārklātas ar fotomasku (kas atbilst shēmas izkārtojumam), visbeidzot krāsa ir izstrādāta, paliekot tikai vietās, kas nav bijušas pakļautas UV starojumam, piemēram, spilventiņi, vias un takas.

Kad vias, spilventiņi un takas ir pārnesti uz Cooper dēli, neatkarīgi no izmantotās metodes, ir pienācis laiks kodināšanai, kā arī ir vairāki kodināšanas veidi, taču tie pamatā sastāv no atklātā kupera noārdīšanas no dēļa, izmantojot ķīmisku šķīdumu. Visbiežāk izmantotais risinājums ir dzelzs hlorīds, taču ir arī citas iespējas, kurām ir arī plusi un mīnusi, piemēram, vara hlorīds, ūdeņraža peroksīds - sērskābe utt. Jebkurā gadījumā, neatkarīgi no kodināšanas vielas, kuru nolemjat izvēlēties noteikti izmantojiet nepieciešamos drošības protokolus, lai tos izmantotu, ja vien dažos gadījumos jūs varētu tikt galā ar dažām spēcīgām skābēm.

********** Atkal ir vairāk iespējamo PCB prototipēšanas veidu, tādēļ, ja jūs interesē kāda metode, patiešām ieteicams to turpināt izpētīt, tur ir daudz pamācību un pat pamācībās, tāpēc jūtieties brīvi pēc tiem.

3. solis: PCB prototipēšana - materiāli/slāņi

Pēc iepazīšanās ar dažām PCB prototipa veidošanas procedūrām var rasties daži jautājumi, piemēram, cik slāni man vajadzētu izmantot? Kad ir vērts izmantot 2 slāņu PCB?

Es domāju, ka uz šiem jautājumiem nav galīgas atbildes, bet, prototipējot PCB, izmantojot DIY metodes, es domāju, ka vienmēr ir labāk darboties no 2 slāņu PCB, ja vien tos ir grūtāk izdarīt un ir jāpieliek daudz pūļu, lai gan ir situācijas, kurās nav iespēju, iespējams, ķēdes sarežģītības dēļ vai varbūt tāpēc, ka ķēde ir ieguvusi komponentus, kuriem obligāti jābūt apakšējā slānī, kā arī komponentus, kuriem obligāti jābūt augšējā slānī, tāpēc nav izeju, bet, kad vien iespējams, es uzskatu, ka vienmēr labāk izvēlēties 1 slāņa PCB.

No otras puses, maksājot uzņēmumam par jūsu PCB prototipa izveidošanu, es vienmēr prasītu divu slāņu PCB, ja vien 1 slāņa PCB un 2 slāņu PCB vidējās izmaksas ir patiešām līdzīgas, ja ne vienādas, arī 2 slāņu PCB daudz ķēdes maršrutēšanas process.

Ir iespējamas arī PCB ar vairāk nekā 2 slāņiem, taču tie ir diezgan atšķirīgi no ražotāju nepieciešamības, ja vien šāda veida PCB tiek iegūtas tikai ļoti sarežģītas shēmas, un to ražošana ir arī ļoti dārga, un tās klasificē kā maz pieejamu iespēju.

Arī veidojot prototipus, jūs varat izvēlēties, kādu neapstrādātu plātni izmantot, ir daudz iespēju, taču visizplatītākās ir stikla šķiedras plāksnes un fenola šķiedru plātnes. Fenola šķiedra ir nedaudz lētāka nekā stikla šķiedra, bet ne tik daudz, kopumā stikla šķiedras plātnei ir labākas mehāniskās īpašības un tā arī izskatās labāk, kad tā ir pabeigta. Bet kopumā šie raksturlielumi nav īpaši svarīgi, veidojot dažu veidu ķēžu prototipus, taču patiesībā ir labi zināt pieejamās iespējas.

4. solis: PCB prototipēšana - rīki

Ir vairāki rīki, kas var palīdzēt, veidojot PCB prototipus, taču pamata rīki ir šādi:

- lodāmurs

- Elektroniskās knaibles

- Elektroniskais alvas lodmetāls

- PCB rokas urbšanas prese

- pastāvīgs marķieris (ja paļaujaties uz māksliniecisko metodi prototipa izveidošanai vai varbūt, lai labotu iespējamos trūkumus tonera pārnešanā)

Šie ir minimālie instrumenti, kas jums ir nepieciešami, lai prototipētu PCB, taču ir daudz uzlabotu rīku, kas varētu arī palīdzēt jums izveidot prototipu, piemēram, elektriskās urbjmašīnas, lodēšanas stacijas utt.

5. darbība. Apkopojot…

Mūsdienās piekļuve maksas prototipēšanas pakalpojumiem ir ievērojami palielinājusies, tie ir kļuvuši pieejamāki un vieglāk lietojami, tāpēc vienmēr, kad jums ir nepieciešams profesionāla izskata prototips, dodieties uz to, ja vien, veidojot PCB, būs pieejami daudz vairāk resursu, kas nozīmē mazāk ierobežojumu, no otras puses, ja jūs meklējat strauji uz priekšu vērstu prototipu, varat to izdarīt pats, daudz ātrāk, bet ar lielākiem ierobežojumiem un varbūt rezultātu, kas nav tik labs kā maksas, bet atbilst jūsu vajadzībām.

Ņemot vērā pašreizējo scenāriju, tā ir arī personīga izvēle, ņemot vērā, ka maksas prototipēšanas pakalpojumi kļuva ļoti pieejami.