PCB projektavimas ir ėsdinimas Apžvalga: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Yra keli PCB projektavimo ir ėsdinimo būdai - nuo paprasčiausių iki sudėtingiausių. Tuo tarpu lengva susipainioti, kurį pasirinkti, kuris geriausiai atitiks jūsų poreikius.

Siekdamas paaiškinti kai kuriuos tokius klausimus, nusprendžiau parašyti šį nurodymą, nesu ekspertas, tačiau turiu tam tikrų žinių apie PCB projektavimą ir ofortą.

Taigi, bus apžvelgta bendra kai kurių metodų, medžiagų, programinės įrangos ir įrankių, kurie gali būti naudojami PCB gamybai, apžvalga ir, laimei, tai padės jums pradėti kurti PCB.

1 žingsnis: PCB projektavimo programinė įranga

Atsižvelgiant į jūsų grandinės sudėtingumą, netinka PCB kurti rankiniu būdu, todėl laukiama konkrečios programinės įrangos, siūlančios tinkamus įrankius darbui atlikti, palaikymo. Yra keletas PCB projektavimo programinės įrangos variantų, tokių kaip „Proteus Ares“, „Eagle“, „Altium“ir keletas internetinių parinkčių (aprašau tik dažniausiai pasitaikančias ir prieinamas, tačiau tikrai yra keletas kitų variantų).

- Proteus Ares - galbūt tai yra pirmoji programa, apie kurią žmonės pagalvotų piešdami grandines ne todėl, kad tai geriausia, o todėl, kad galbūt labiausiai žinoma. Man asmeniškai nepatinka jo nenaudoti (nors jau kurį laiką jį naudoju), tačiau tai yra galimybė apsvarstyti kuriant PCB. Didelis „Proteus“naudojimo pranašumas yra tas, kad taip pat galite imituoti grandinę naudodami „Proteus Isis“, tokiu būdu galite „tikrai“patikrinti, ar grandinė veikia, ar ne. Kita vertus, kai kurios funkcijos ir įrankiai yra pernelyg painūs, kad juos būtų galima suprasti, taip pat neįmanoma rasti visų jums reikalingų komponentų (komponentų bibliotekos yra ribotos), tačiau prireikus galite sukurti naujų komponentų. Dar viena ne puiki naujiena, tai nėra atvirojo kodo programinė įranga, ir tai tikrai brangu, priklausomai nuo į paketą įtrauktų įrankių kiekio, bent jau yra bandomoji versija (žinoma, su keliais apribojimais).

- Erelis - tai taip pat populiari programinė įranga, kai kalbama apie PCB projektavimą, bloga žinia, kad ji neleidžia modeliuoti grandinės, taip pat pirmą kartą naudojant šią programinę įrangą, gali būti šiek tiek nepatogu dėl jos sąsajos, kuri yra šiek tiek kitokia, nors atskirai Atsižvelgiant į šiuos trūkumus, yra daug įdomių funkcijų, pavyzdžiui, galimybė lengvai redaguoti komponentų schemą (susijusią su komponento simboliu) ir paketą (kuriame yra trinkelės, formatas ir matmenys), galima pasiekti tiesiog dešiniuoju pelės mygtuku spustelėjus komponentą ir atitinkamai pasiekiant parinktis „atidaryti įrenginį“arba „atidaryti paketą“. Be to, yra didelė palaikymo bendruomenė, kuri pateikia kelis atsakymus į dažniausiai pasitaikančias problemas pirmą kartą naudojant programinę įrangą, be to, ši bendruomenė taip pat palengvina prieigą prie kelių komponentų bibliotekų, įskaitant oficialias ir vartotojų sukurtas. Geros naujienos, ši programinė įranga turi nemokamą versiją (žinoma, su apribojimais, daugiausia susijusiais su plokštės dydžiu ir leidžiamų sluoksnių skaičiumi), taip pat neseniai nusipirkusi „Autodesk“, „Eagle“taip pat gavo studentišką versiją, į kurią įeina visi programos ypatybes.

- Altiumas -

- Internetinės programos - yra daug internetinių programų, skirtų PCB projektavimui, apskritai, tai yra geras pasirinkimas kuriant paprastesnes grandines, daugiausia kai skubate arba nenorite (negali) praleisti daug laiko mokantis programos dinamikos. Nereikia nė sakyti, kad jie iš tikrųjų apsiriboja funkcijomis ir galimybėmis, kai kurie netgi yra susieti su konkrečia prototipų kūrimo paslauga, puikios naujienos, kad jie visada yra nemokami ir lengvai prieinami. kuris kai kuriais atvejais yra būtinas.

Apibendrinant…

Turbūt supratote, kad man labiau patinka „Eagle“, o tai nereiškia, kad kita programinė įranga nėra verta, tai tik mano asmeninis pasirinkimas, bet iš tikrųjų žmonės mano, kad „Eagle“yra blogiausia, kai kalbama apie naudojimą, nors „Altium“nėra t taip pat lengva naudoti. Mano pagrindinis dalykas apie „Eagle“yra tas, kad jis siūlo neįtikėtinus įrankius, kuriuos, deja, šiek tiek sunku išmokti naudoti, mano nuomone, kai priprantate prie jo sąsajos, tai tikrai verta pastangų.

Aš neišvardijau visos rinkoje esančios programinės įrangos, išvardinau pažįstamas, todėl rekomenduoju jums taip pat atlikti tolesnius PCB projektavimo programinės įrangos tyrimus, jei tikrai domitės šia tema.

2 žingsnis: PCB prototipų kūrimas - metodai

Sukūrus PCB, atėjo laikas prototipų kūrimui, yra keletas būdų, kaip prototipuoti savo PCB, galite tai padaryti patys (kuris yra pats sunkiausias, taip pat reikalaujantis daugiau praktikos), galite sumokėti už prototipų kūrimo paslaugą. gali būti vietinis (jei jis yra jūsų gimtajame mieste) arba internetinis (kuris greičiausiai jums bus prieinamas) ir pan.

Jei nuspręsite mokėti už prototipų kūrimo paslaugą, suprojektavę plokštę, turėsite sugeneruoti kai kuriuos failus GERBER formatu, GERBER formatas yra tam tikras failas, kuris saugo visą PCB aprašymą be jokio poreikio išoriniai failai, apskritai PCB projektavimo programinė įranga siūlo jums keletą įrankių, padedančių sugeneruoti PCB GERBER failą, todėl tai nėra labai daug, taip pat yra daugybė pamokų, kaip sukurti GERBER failą, todėl visada jei abejojate, tiesiog google, kol kiekviena programinė įranga naudoja tam tikrą metodą GERBER failui generuoti.

******************************************************************************************************* Prieš prašant prototipų kūrimo paslaugos, svarbu įsitikinti, kad viskas yra tobula jūsų grandinės konstrukcijoje, todėl dar kartą patikrinkite, trigubai patikrinkite PCB ….., kitaip galite vėliau gailėtis

Jei nuspręsite patys sukurti PCB prototipą, galite naudoti kelis metodus, daugiausia dėmesio bus skiriama trims, galbūt labiausiai paplitusiems, metodams, tai yra dažų perkėlimo metodas, fotolitografijos metodas ir „meninis“metodas.

- „Meninis“metodas - jei jūsų PCB yra paprastas, o gal jūs, jei mokate piešti, galite tiesiog nubrėžti langelius ir takelius rankiniu būdu, naudodami nuolatinį žymeklį, žinoma, atsižvelgdami į komponentų matmenis. jau padariau keletą PCB, kai kurie iš jų pasirodė esantys geri, bet aš jau nenaudoju šios technikos, kol PCB pradėjo tapti sudėtingesni, todėl sakyčiau, kad tai yra įvesties metodas, ir atsižvelgiant į prieinamumą nemanau, kad verta naudoti šį metodą, kai PCB tampa vis sudėtingesnė.

- Dažų perkėlimo metodas - manau, kad tai yra labiausiai paplitęs metodas tarp kūrėjų, jis yra gana paprastas ir nereikalauja daug įrankių, kurie paaiškintų jo populiarumą. Yra įvairių būdų, kaip tonerį perkelti į pirminę plokštę, paprastai gamintojai naudoja šilumos perdavimą, kuriame spausdinamas maketas, žinoma, naudojant lazerinį spausdintuvą, naudojant tam tikrą popierių (pvz., Blizgantį popierių, skaidrią plėvelę ir kt.) tai leidžia „visiškai“pernešti dažų miltelius į pirminę plokštę, tada dažai paprastai perkeliami į pirminę plokštę, kaitinant tonerį prie stiklo plokštės, naudojant audinio lygintuvą. Taip pat yra ir kitų būdų, kaip tonerį perkelti į „Cooper“, pavyzdžiui, cheminiais būdais, taip pat kai kurie gamintojai spausdina tonerį tiesiai į varį, pritaikydami spausdintuvui šią funkciją.

- Fotolitografijos metodas - mano nuomone, tai yra pats sunkiausias ir brangiausias metodas, tačiau jei jį atliksite teisingai, rezultatai bus tiesiog įspūdingi (iš tikrųjų tai metodas, dažniausiai naudojamas profesionaliose PCB). Taikant šį metodą, šviesiai jautrūs dažai tolygiai padengiami ant pirminės plokštės, po to dažai yra veikiami UV spindulių, išskyrus pagalvėles, tarpiklius ir takelius, kurie yra padengti fotokauke (atitinkančią grandinės išdėstymą), galiausiai dažai yra sukurti ir lieka tik tose vietose, kurios nebuvo veikiamos ultravioletinės spinduliuotės, tai yra trinkelės, langeliai ir takai.

Po to, kai naudojote metodą, perkeliate į stiklo plokštę, įklotus ir takelius, atėjo laikas ėsdinti, taip pat yra keli ėsdinimo būdai, tačiau jie iš esmės susideda iš atviro stiklo plokštės išardymo naudojant cheminį tirpalą. Dažniausiai naudojamas geležies chloridas, tačiau yra ir kitų privalumų ir trūkumų, tokių kaip vario chloridas, vandenilio peroksidas - sieros rūgštis ir tt būtinai laikykitės būtinų saugos protokolų, kad galėtumėte juos naudoti, jei tam tikrais atvejais galite susidoroti su kai kuriomis stipriomis rūgštimis.

********** Vėlgi, yra daugiau galimų PCB prototipų kūrimo būdų, taigi, jei jus domina bet kuris metodas, tikrai rekomenduojama atlikti tolesnius tyrimus, yra daugybė vadovėlių ir netgi instrukcijose, todėl drąsiai jų ieškokite.

3 žingsnis: PCB prototipų kūrimas - medžiagos/sluoksniai

Susipažinus su kai kuriomis PCB prototipų kūrimo procedūromis, gali kilti keletas klausimų, pavyzdžiui, kiek sluoksnio turėčiau naudoti? Kada verta naudoti dviejų sluoksnių PCB?

Manau, kad į šiuos klausimus nėra galutinio atsakymo, tačiau, prototipuojant PCB naudojant „pasidaryk pats“metodus, manau, kad visada geriau paleisti iš dviejų sluoksnių PCB, jei juos sunkiau padaryti ir reikia įdėti daug papildomų pastangų. yra situacijų, kai nėra galimybių, galbūt dėl grandinės sudėtingumo ar dėl to, kad grandinėje yra komponentų, kurie privalo būti apatiniame sluoksnyje, taip pat komponentai, kurie privalomi būti viršutiniame sluoksnyje, todėl nėra išeitis, bet kai tik įmanoma, manau, kad visada geriau rinktis vieno sluoksnio PCB.

Kita vertus, mokėdama įmonei už jūsų PCB prototipą, visada prašyčiau dviejų sluoksnių PCB, jei vidutinė 1 sluoksnio PCB ir 2 sluoksnių PCB kaina yra tikrai panaši, jei ne lygi, taip pat 2 sluoksnių PCB daug grandinės maršruto proceso.

Galima naudoti ir daugiau nei 2 sluoksnių PCB, tačiau jie yra visiškai nepanašūs gamintojams, kuriems jų reikia, kol šios rūšies PCB gaunamos tik labai sudėtingos grandinės, taip pat jų gamyba yra labai brangi, todėl jų nėra daug nebrangus variantas.

Be to, kurdami prototipus galite pasirinkti, kokią pirminę plokštę naudoti, yra daugybė variantų, tačiau dažniausiai pasitaikančios yra stiklo pluošto plokštės ir fenolio pluošto plokštės. Fenolio pluoštas yra šiek tiek pigesnis nei stiklo pluoštas, bet ne tiek daug, apskritai stiklo pluošto plokštės turi geresnes mechanines charakteristikas ir taip pat atrodo geriau, kai baigiamos. Tačiau apskritai šios charakteristikos nėra daug svarbios prototipuojant kai kurių tipų grandines, tačiau iš tikrųjų gerai žinoti galimas parinktis.

4 žingsnis: PCB prototipų kūrimas - įrankiai

Yra keletas įrankių, kurie gali padėti sukurti jūsų PCB prototipą, tačiau pagrindiniai yra šie:

- Lituoklis

- Elektroninės replės

- Elektroninis alavo lydmetalis

- PCB rankinis gręžimo presas

- nuolatinis žymeklis (jei pasikliaujate meniniu metodu, kad sukurtumėte prototipą, o gal ištaisytumėte galimus dažų perkėlimo trūkumus)

Tai yra minimalūs įrankiai, kuriuos turėtumėte turėti, norėdami sukurti PCB prototipą, tačiau yra daugybė pažangių įrankių, kurie taip pat gali padėti jums sukurti prototipą, pvz., Elektrinės gręžimo mašinos, litavimo stotys ir kt.

5 žingsnis: apibendrinimas…

Šiais laikais prieiga prie mokamų prototipų kūrimo paslaugų labai padidėjo, jos tapo labiau prieinamos ir lengviau naudojamos, todėl visada, kai jums reikia profesionaliai atrodančio prototipo, tiesiog eikite į jį, kol kuriant jūsų PCB bus daug daugiau išteklių, o tai reiškia, kad mažiau apribojimų, kita vertus, jei ieškote sparčiai į priekį nukreipto prototipo, galite tai padaryti patys, daug greičiau, tačiau turėdami daugiau apribojimų ir galbūt rezultato, kuris nėra toks geras kaip mokamas, bet atitiks jūsų poreikius.

Atsižvelgiant į dabartinį scenarijų, tai taip pat yra asmeninis pasirinkimas, atsižvelgiant į tai, kad mokamos prototipų kūrimo paslaugos tapo labai prieinamos.