PCB Design & ætsning Oversigt: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Der er flere måder at designe og ætse PCB'er på, fra de enkleste til de mest sofistikerede. I mellemtiden er det let at blive forvirret om, hvilken man skal vælge, hvilken der bedst passer til dine behov.

For at afklare nogle spørgsmål som dette besluttede jeg at skrive dette instruerbart, jeg er ingen ekspert, men jeg har en vis viden om PCB's design og ætsning.

Så der vil blive taget en generel oversigt over nogle metoder, materialer, software og værktøjer, der kan bruges til at producere PCB'er, og heldigvis vil det være i stand til at hjælpe dig med at komme i PCB's design.

Trin 1: Design af PCB -software

Afhængigt af kompleksiteten i dit kredsløb er det ikke egnet til at designe printkortet i hånden, så understøttelse af en bestemt software, der tilbyder de rigtige værktøjer til at få arbejdet udført, er velkommen. Der er flere muligheder for PCB -designsoftware, som Proteus Ares, Eagle, Altium og flere online muligheder (jeg beskriver kun de mest almindelige og tilgængelige, men der er sikkert flere andre muligheder).

- Proteus Ares - måske er dette det første program, folk ville tænke på, når det kommer til at tegne kredsløb, ikke fordi det er det bedste, men fordi det måske er det mest kendte. Jeg kan personligt ikke lide ikke engang at bruge det (selvom jeg allerede har brugt det et stykke tid), men det er en mulighed at overveje, når man designer PCB'er. Den store fordel ved at bruge Proteus er, at du også kan simulere kredsløbet, ved at bruge Proteus Isis, på denne måde kan du "sikkert" kontrollere, om kredsløbet fungerer eller ej. På den anden side er nogle funktioner og værktøjer bare for forvirrende til at forstå, og det er heller ikke muligt at finde hver komponent, du muligvis har brug for (komponentbibliotekerne er begrænsede), men du kan om nødvendigt oprette nye komponenter. En anden ikke god nyhed, dette er ikke en open source -software, og det er virkelig dyrt afhængigt af mængden af værktøjer, der er inkluderet i pakken, i det mindste er der en prøveversion (med flere begrænsninger selvfølgelig).

- Eagle - dette er også en populær software, når det kommer til PCB -design, dårlige nyheder, det tillader ikke kredsløbssimulering, også når du først bruger denne software, kan du blive lidt ubehagelig ved dens grænseflade, som er lidt anderledes, men dog adskilt danne disse ulemper er der masser af fede funktioner, såsom muligheden for at redigere komponenterne skematisk (relateret til komponentens symbol) og pakken (som inkluderer elektroder, format og dimensioner) på en nem måde, hvilket kan få adgang bare ved at højreklikke på komponenten og få adgang til henholdsvis "åben enhed" eller "åben pakke". Der er også et stort supportfællesskab, der giver flere svar på almindelige problemer, der står over for, når softwaren først bruges, og dette community letter også adgangen til flere biblioteker med komponenter, herunder officielle biblioteker og dem, der blev oprettet af brugere. Gode nyheder, denne software har en freeware -version (med begrænsninger selvfølgelig, hovedsageligt relateret til størrelsen på tavlen og antallet af tilladte lag), også efter at den for nylig blev købt af Autodesk, fik Eagle også en studenterversion, der indeholder alle programmets funktioner.

- Altium -

- Online programmer - der er masser af onlineprogrammer beregnet til PCB -design, generelt er de en god mulighed, når du designer enklere kredsløb, hovedsageligt når du har travlt, eller hvis du ikke vil (kan ikke) bruge meget tid på at lære dynamikken i et program. Det er overflødigt at sige, at de virkelig er begrænset til funktioner og muligheder, nogle er endda knyttet til en bestemt prototypetjeneste, gode nyheder, de er altid gratis og let tilgængelige. hvilket er vigtigt i nogle tilfælde.

Opsummering…

Du må have indset, at jeg foretrækker Eagle, hvilket ikke betyder, at den anden software ikke er det værd, det er kun min personlige mulighed, men generelt anser folk Eagle som den værste, når det kommer til brugervenlighed, selvom Altium ikke er det det er også så let at bruge. Mit hovedpunkt om Eagle er, at det tilbyder utrolige værktøjer, der desværre er lidt svært at lære at bruge, efter min mening, når du vænner dig til dets interface, er det virkelig indsatsen værd.

Jeg listede ikke al den software, der er tilgængelig på markedet, jeg listede dem, jeg kender, så jeg anbefaler dig også at undersøge PCB -designsoftwaren yderligere, hvis du virkelig er interesseret i dette emne.

Trin 2: PCB -prototyper - Metoder

Efter at have designet PCB'et, er det tid til prototyping, der er nogle måder at prototype dit PCB på, du kan gøre det selv (hvilket er det sværeste, også det der kræver mere øvelse), du kan betale for en prototypetjeneste, det kan være en lokal (hvis den er tilgængelig i din hjemby) eller en online (som er den mest sandsynlige at være tilgængelig for dig) osv.

Hvis du beslutter dig for at betale for prototypetjenesten, efter design af tavlen, vil det være nødvendigt at generere nogle filer i GERBER -formatet, GERBER -formatet er en slags fil, der bevarer hele beskrivelsen af printkortet uden behov for nogen eksterne filer, generelt tilbyder PCB -designsoftwaren dig nogle værktøjer til at hjælpe dig med at generere GERBER -filen på printkortet, så det er ikke meget, også er der masser af tutorials om, hvordan du genererer en GERBER -fil, så når som helst du er i tvivl, bare google det, så længe hver software tager en bestemt metode til at generere en GERBER -fil.

********** Inden du anmoder om prototypetjenesten, er det vigtigt at sikre, at alt er perfekt i dit kredsløbsdesign, så dobbelttjek, tredobbelt tjek printet….., ellers kan du fortryde det senere

Hvis du beslutter dig for selv at prototype PCB'en, er der flere metoder, du kan bruge, fokus vil stå på tre metoder, måske de mest almindelige, det er toneroverførselsmetoden, fotolitografimetoden og den "kunstneriske" metode.

- "Kunstnerisk" metode - hvis dit printkort er enkelt, eller måske du, hvis du er god til at tegne, kan du simpelthen tegne vias og stier manuelt ved at bruge en permanent markør, selvfølgelig med respekt for komponenternes dimensioner, jeg har allerede gjort flere PCB'er på denne måde, nogle af dem viste sig at være gode, men jeg bruger ikke længere denne teknik, så længe PCB'en er begyndt at blive mere kompleks, så jeg vil sige, at dette er en indtastningsmetode, og i betragtning af tilgængeligheden af flere andre metoder, tror jeg ikke, at det er værd at bruge denne metode, når PCB'erne begynder at blive mere komplekse.

- Toneroverførselsmetode - Jeg tror, at dette er den mest almindelige metode blandt producenterne, det er lidt simpelt og kræver heller ikke mange værktøjer, der skal udføres, hvilket ville forklare dets popularitet. Der er forskellige måder at overføre toneren til jomfrupladen, generelt bruger producenterne varmeoverførsel, hvor layoutet udskrives, naturligvis ved hjælp af en laserprinter, i nogle bestemte slags papir (som blankt papir, transparensfilm osv.) der tillader "fuldstændig" overførsel af toneren til jomfrubrættet, derefter overføres toneren til jomfrubrættet normalt ved at opvarme toneren mod kobberpladen ved hjælp af et kludjern. Der er også andre måder at overføre toneren til kuperen på, f.eks. Kemiske måder, og også nogle producenter direkte udskriver toneren i kobberet ved at montere printeren til at understøtte denne funktion.

- Fotolitografi metode - efter min mening er dette den sværeste metode, og også den dyreste, men hvis du udfører den korrekt, vil resultaterne bare være imponerende (faktisk er dette metoden mest brugt i professionelle PCB'er). I denne metode påføres fotofornuftig maling ensartet på jomfrupladen, efter at malingen er udsat for UV -lys, med undtagelse af puder, vias og stier, der er dækket af en fotomask (der svarer til kredsløbets layout), endelig malingen er udviklet og opholder sig kun i de områder, der ikke var udsat for UV -stråling, som er puder, vias og stier.

Efter at have fået overført vias, puder og stier til kuperbrættet, uanset hvilken metode du brugte, er det tid til ætsning, også er der flere måder at ætse på, men de består dybest set i at erodere den udsatte kuper fra brættet ved hjælp af en kemisk løsning. Den mest almindelige løsning, der er anvendt, er ferricchlorid, men der er også andre muligheder, der også har fordele og ulemper, f.eks. Kobberklorid, hydrogenperoxid - svovlsyre osv. Uanset hvilket ætsemiddel du vælger at vælge, skal du bare lave sørg for at tage de nødvendige sikkerhedsprotokoller for at bruge dem, så længe du i nogle tilfælde kan håndtere nogle stærke syrer.

********** Igen er der flere mulige måder at prototype PCB'er på, så hvis du er interesseret i en metode, kan det virkelig anbefales at undersøge det nærmere, der er en masse tutorials derude og endda i instrukser, så gå gerne efter dem.

Trin 3: PCB -prototyper - materialer/lag

Efter at have lært nogle procedurer at kende til prototype PCB'er, kan der komme nogle spørgsmål, f.eks. Hvor mange lag skal jeg bruge? Hvornår er det værd at bruge et 2 -lags printkort?

Jeg tror, at der ikke er noget endeligt svar på disse spørgsmål, men når jeg prototyper PCB'er ved hjælp af gør -det -selv -metoder, synes jeg, at det altid er bedre at køre fra 2 -lag PCB'er, så længe de er sværere at gøre og kræver meget ekstra indsats, selvom der er situationer, hvor der ikke er nogen muligheder, måske på grund af kredsløbets kompleksitet eller måske fordi kredsløbet har komponenter, der er obligatoriske for at være i det nederste lag og også komponenter, der er obligatoriske for at være i det øverste lag, så der er ingen vej ud, men når det er muligt, anser jeg det altid bedre at gå til 1 -lag PCB'er.

På den anden side, når jeg betaler et firma for at prototype dit PCB, vil jeg altid bede om et 2 -lagers printkort, så længe den gennemsnitlige pris på 1 -lag PCB'er og 2 -lag PCB'er virkelig er ens, hvis ikke lige, også 2 -lag PCB'er letter meget routingprocessen for kredsløbet.

PCB'er med mere end 2 lag er også mulige, men de er ganske ulige for producenterne at have brug for dem, så længe kun meget komplekse kredsløb har denne slags PCB'er, er de også meget dyre at producere, hvilket klassificerer dem som ikke meget overkommelig mulighed.

Også når du prototyper kan du vælge, hvilken slags jomfrubræt du vil bruge, der er masser af muligheder, men de mest almindelige er glasfiberplader og fenolfiberplader. Den phenoliske fiber en er en smule billigere end den glasfiber, men ikke så meget, generelt har glaspladen bedre mekaniske egenskaber og ser også bedre ud, når den er færdig. Men generelt er disse egenskaber ikke særlig store ved prototyping af nogle slags kredsløb, men det er faktisk godt at kende de tilgængelige muligheder.

Trin 4: PCB -prototyper - værktøjer

Der er flere værktøjer, der kan hjælpe, mens du prototyper dit PCB, men de grundlæggende er:

- Loddejern

- Elektronisk tang

- Elektronisk bliklod

- PCB håndboremaskine

- en permanent markør (hvis du er afhængig af den kunstneriske metode til at prototype din, eller måske for at rette mulige fejl i toneroverførslerne)

Dette er de mindste værktøjer, du skal have til at prototype et PCB, men der er masser af avancerede værktøjer, der også kan hjælpe dig med at prototype, såsom elektriske boremaskiner, loddemetre osv.

Trin 5: Opsummering …

I dag steg adgangen til betalte prototypetjenester meget, de blev mere overkommelige og lettere at bruge, så når du har brug for en professionel udseende prototype, skal du bare gå efter det, så længe der er mange flere ressourcer til rådighed, mens du designer dit printkort, hvilket betyder færre begrænsninger, på den anden side, hvis du leder efter en hurtig frem -prototype, kan du bare gøre det selv på en meget hurtigere måde, men med flere begrænsninger og måske et resultat, der ikke er så godt som den betalte, men det vil passe til dine behov.

I betragtning af det nuværende scenario er det også lidt et personligt valg, i betragtning af at betalte prototypetjenester blev meget tilgængelige.