PCB- ի նախագծում և փորագրություն Ակնարկ. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

PCB- ների նախագծման և փորագրման մի քանի եղանակ կա `ամենապարզից մինչև ամենաբարդը: Մինչդեռ հեշտ է շփոթվել, թե որն է ընտրել, որն է լավագույնս համապատասխանում ձեր կարիքներին:

Այսպիսի որոշ հարցեր պարզաբանելու համար ես որոշեցի գրել սա ուսանելի, ես փորձագետ չեմ, բայց որոշ գիտելիքներ ունեմ PCB- ի նախագծման և փորագրման վերաբերյալ:

Այսպիսով, ընդհանուր ակնարկ որոշ մեթոդների, նյութերի, ծրագրային ապահովման և գործիքների վրա, որոնք կարող են օգտագործվել PCB- ների արտադրության համար, կներկայացվի, և բարեբախտաբար այն կկարողանա օգնել ձեզ մտնել PCB- ի նախագծման մեջ:

Քայլ 1: PCB նախագծման ծրագրակազմ

Կախված ձեր սխեմայի բարդությունից, հարմար չէ PCB- ի ձեռքով ձևավորումը, ուստի ողջունելի է կոնկրետ ծրագրաշարի աջակցությունը, որն առաջարկում է ճիշտ գործիքներ ՝ աշխատանքը կատարելու համար: PCB- ի նախագծման ծրագրերի մի քանի տարբերակ կա, օրինակ ՝ Proteus Ares- ը, Eagle- ը, Altium- ը և մի քանի առցանց տարբերակ (ես նկարագրում եմ միայն ամենատարածվածներն ու մատչելիները, բայց հաստատ կան մի քանի այլ տարբերակներ):

- Պրոտեուս Արես. Միգուցե սա առաջին ծրագիրն է, որի մասին մարդիկ կմտածեին, երբ խոսքը վերաբերում է սխեմաներ նկարելուն, ոչ թե այն պատճառով, որ դա ամենալավն է, այլ որովհետև դա թերևս ամենահայտնին է: Ես անձամբ չեմ սիրում նույնիսկ չօգտագործել այն (չնայած ես արդեն որոշ ժամանակ օգտագործել եմ այն), բայց դա տարբերակ է, որը պետք է հաշվի առնել PCB- ների նախագծման ժամանակ: Proteus- ի օգտագործման մեծ առավելությունն այն է, որ դուք կարող եք նաև մոդելավորել միացումը, օգտագործելով Proteus Isis- ը, այս կերպ «վստահորեն» կարող եք ստուգել, արդյոք միացումն աշխատում է, թե ոչ: Մյուս կողմից, որոշ առանձնահատկություններ և գործիքներ պարզապես չափազանց շփոթեցնող են հասկանալու համար, ինչպես նաև հնարավոր չէ գտնել ամեն անհրաժեշտ բաղադրիչը (բաղադրիչների գրադարանները սահմանափակ են), բայց անհրաժեշտության դեպքում կարող եք ստեղծել նոր բաղադրիչներ: Մեկ այլ ոչ մեծ նորություն, սա բաց կոդով ծրագրակազմ չէ, և դա իսկապես թանկ է ՝ կախված փաթեթում ներառված գործիքների քանակից, գոնե կա փորձնական տարբերակ (իհարկե մի քանի սահմանափակումներով):

- Արծիվ - սա նաև հանրաճանաչ ծրագիր է, երբ խոսքը վերաբերում է PCB- ի նախագծմանը, վատ նորություններ այն թույլ չի տալիս միացնել մոդելային սխեմաները, ինչպես նաև այս ծրագրաշարը առաջին անգամ օգտագործելիս կարող եք մի փոքր անհարմար զգալ դրա ինտերֆեյսի համար, որը մի փոքր այլ է, չնայած առանձին այս թերություններից կան շատ հիանալի հատկություններ, ինչպիսիք են բաղադրիչների սխեմատիկ խմբագրման հնարավորությունը (կապված բաղադրիչի խորհրդանիշի հետ) և փաթեթը (որը ներառում է բարձիկներ, ձևաչափը և չափերը) հեշտությամբ, ինչը կարող է հասանելի լինել միայն բաղադրիչին աջ սեղմելով և համապատասխանաբար «բաց սարք» կամ «բաց փաթեթ» ընտրանքներին: Բացի այդ, կա մի մեծ օժանդակ համայնք, որը մի քանի պատասխան է տալիս ընդհանուր խնդիրներին, որոնք բախվում են ծրագրաշարը օգտագործելիս, ավելին ՝ այս համայնքը նաև հեշտացնում է բաղադրիչների մի քանի գրադարանների մուտքը, ներառյալ պաշտոնական գրադարանները և այն օգտվողները, որոնք ստեղծվել են օգտագործողների կողմից: Լավ նորություն, այս ծրագրաշարը ստացել է անվճար տարբերակ (իհարկե սահմանափակումներով, հիմնականում կապված է տախտակի չափի և թույլատրելի շերտերի հետ), ինչպես նաև Autodesk- ի կողմից վերջերս գնելուց հետո Eagle- ն ունի նաև ուսանողական տարբերակ, որը ներառում է բոլորը ծրագրի առանձնահատկությունները:

- ալտիում -

- Առցանց ծրագրեր. Կան շատ առցանց ծրագրեր, որոնք նախատեսված են PCB նախագծման համար, ընդհանուր առմամբ, դրանք լավ տարբերակ են ավելի պարզ սխեմաներ նախագծելիս, հիմնականում այն դեպքում, երբ դուք շտապում եք, կամ եթե չեք ցանկանում (չի կարող) շատ ժամանակ է ծախսում ծրագրի դինամիկան սովորելու վրա: Ավելորդ է ասել, որ դրանք իսկապես սահմանափակված են հնարավորություններով և հնարավորություններով, ոմանք նույնիսկ կապված են նախատիպերի պատրաստման ծառայության հետ, հիանալի նորություն, դրանք միշտ անվճար են և հեշտությամբ հասանելի: ինչը էական է որոշ դեպքերում:

Ամփոփելով…

Դուք երևի հասկացաք, որ ես նախընտրում եմ Eagle- ը, ինչը չի նշանակում, որ մյուս ծրագրակազմն արժանի չեն դրան, դա միայն իմ անձնական տարբերակն է, բայց իրականում մարդիկ Eagle- ին համարում են ամենավատը, երբ խոսքը վերաբերում է օգտագործելիությանը, չնայած Altium- ը ' դա նույնպես հեշտ է օգտագործել: Eagle- ի վերաբերյալ իմ հիմնական ասելիքն այն է, որ այն առաջարկում է անհավանական գործիքներ, որոնք, ցավոք, մի փոքր դժվար է սովորել, թե ինչպես օգտագործել, իմ կարծիքով, երբ ընտելանում ես նրա միջերեսին, դա իսկապես արժե ջանքեր գործադրել:

Ես չեմ թվարկել շուկայում առկա բոլոր ծրագրակազմը, ես թվարկել եմ իմ իմացածները, ուստի խորհուրդ եմ տալիս նաև լրացուցիչ հետազոտություն կատարել PCB- ի նախագծման ծրագրաշարի վերաբերյալ, եթե իսկապես հետաքրքրված եք այս առարկայով:

Քայլ 2. PCB- ի նախատիպավորում - մեթոդներ

PCB- ն նախագծելուց հետո ժամանակն է նախատիպավորման, ձեր PCB- ի նախատիպավորման մի քանի եղանակ կա, կարող եք դա անել ինքներդ (որը ամենադժվարն է, նաև այն, ինչ պահանջում է ավելի շատ պրակտիկա), կարող եք վճարել նախատիպերի ծառայության համար, այն կարող է լինել տեղական (եթե այն հասանելի է ձեր հայրենի քաղաքում) կամ առցանց (որն առավել հավանական է, որ հասանելի լինի ձեզ համար) և այլն:

Եթե որոշեք վճարել նախատիպերի ծառայության համար, ապա տախտակը նախագծելուց հետո անհրաժեշտ կլինի GERBER ձևաչափով ֆայլեր ստեղծել, GERBER ձևաչափը մի տեսակ ֆայլ է, որը պահպանում է PCB- ի ամբողջ նկարագրությունը ՝ առանց որևէ մեկի անհրաժեշտության: արտաքին ֆայլեր, ընդհանուր առմամբ PCB նախագծման ծրագրակազմը ձեզ առաջարկում է որոշ գործիքներ, որոնք կօգնեն ձեզ գեներացնել PCB- ի GERBER ֆայլը, այնպես որ դա մեծ գործարք չէ, ինչպես նաև կան բազմաթիվ ձեռնարկներ, թե ինչպես GERBER ֆայլ ստեղծել, այնպես որ երբ Դուք կասկածի մեջ եք, պարզապես google- ում տեղադրեք այն, քանի դեռ յուրաքանչյուր ծրագրակազմ GERBER ֆայլ ստեղծելու համար հատուկ մեթոդ է պահանջվում:

********** Նախքան նախատիպերի ծառայություն խնդրելը, կարևոր է համոզվել, որ ձեր սխեմաների նախագծման մեջ ամեն ինչ կատարյալ է, այնպես որ կրկնակի ստուգեք, եռակի ստուգեք PCB- ն …, այլապես հետագայում կարող եք փոշմանել:

Եթե որոշեք PCB- ի նախատիպը ինքնուրույն ձևակերպել, կան մի քանի մեթոդներ, որոնցից կարող եք օգտվել, ուշադրությունը կկենտրոնանա երեք մեթոդների վրա, գուցե ամենատարածվածների վրա, դա տոնիկի փոխանցման եղանակն է, ֆոտոլիտոգրաֆիայի մեթոդը և «գեղարվեստական» մեթոդը:

- «Գեղարվեստական» մեթոդ. Եթե ձեր PCB- ն պարզ է, կամ գուցե դուք, եթե լավ եք նկարում, կարող եք պարզապես ձեռքով գծել վիասներն ու արահետները ՝ օգտագործելով մշտական ցուցիչ, իհարկե հարգելով բաղադրիչների չափերը, արդեն մի քանի PCB- ներ են արել այս եղանակով, նրանցից ոմանք լավն էին, բայց ես այլևս չեմ օգտագործում այս տեխնիկան, քանի դեռ PCB- ն սկսել է ավելի բարդանալ, ուստի ես կասեի, որ սա մուտքի մեթոդ է և հաշվի առնելով առկայությունը մի քանի այլ մեթոդներից, ես չեմ կարծում, որ արժե օգտագործել այս մեթոդը, երբ PCB- ն սկսում է ավելի բարդանալ:

- Տոներ փոխանցելու մեթոդը. Կարծում եմ, որ սա արտադրողների շրջանում ամենատարածված մեթոդն է, այն մի տեսակ պարզ է և կատարման համար նույնպես շատ գործիքներ չեն պահանջվում, որոնք կբացատրեն դրա ժողովրդականությունը: Գոյություն ունեն տոներ տուփը կուսական տախտակին տեղափոխելու տարբեր եղանակներ, ընդհանուր առմամբ արտադրողները օգտագործում են ջերմության փոխանցում, որում դասավորությունը տպագրված է, իհարկե, լազերային տպիչով, որոշ հատուկ տեսակի թղթի վրա (օրինակ ՝ փայլուն թուղթ, թափանցիկ ֆիլմ և այլն): որը թույլ է տալիս տոնիկի «ամբողջական» փոխանցումը կույս տախտակին, այնուհետև տոնիկը տեղափոխվում է կույս տախտակ `սովորաբար տաքացնելով տոները տափակաբերան տախտակի դեմ` օգտագործելով կտորի երկաթ: Գոյություն ունեն նաև տոները տուփին փոխադրելու այլ եղանակներ, օրինակ ՝ քիմիական եղանակներ, ինչպես նաև որոշ արտադրողներ տոներն ուղղակի տպում են պղնձի մեջ ՝ տպիչին տեղավորելով այս հնարավորության օժանդակությամբ:

- Ֆոտոլիտոգրաֆիայի մեթոդ. Իմ կարծիքով սա ամենադժվար մեթոդն է և նաև ամենաթանկը, բայց եթե այն ճիշտ կատարես, արդյունքները պարզապես տպավորիչ կլինեն (իրականում սա այն մեթոդն է, որն առավելապես օգտագործվում է պրոֆեսիոնալ PCB- ում): Այս մեթոդով լուսանկարի ներկը միատեսակ կիրառվում է կուսական տախտակի վրա, որից հետո ներկը ենթարկվում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների, բացառությամբ բարձիկների, վիասների և արահետների, որոնք ծածկված են ֆոտոշարքով (որոնք համապատասխանում են սխեմայի դասավորությանը), վերջապես ներկը մշակված է ՝ մնալով միայն այն տարածքներում, որոնք չեն ենթարկվել ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, որոնք են բարձիկները, վիասները և արահետները:

Վիզաները, բարձիկներն ու արահետները տեղափոխելով կոպերի տախտակ, ինչ մեթոդ էլ որ օգտագործեիք, ժամանակն է փորագրելու, նաև փորագրման մի քանի եղանակ կա, բայց դրանք հիմնականում բաղկացած են քիմիական լուծույթի միջոցով տախտակից մերկացրած կոպերը քայքայելու վրա: Օգտագործված ամենատարածված լուծումը երկաթի քլորիդն է, բայց կան նաև այլ տարբերակներ, որոնք ունեն նաև դրական և բացասական կողմեր, ինչպիսիք են ՝ պղնձի քլորիդը, ջրածնի պերօքսիդը - ծծմբական թթուն և այլն: անպայման վերցրեք անվտանգության անհրաժեշտ արձանագրությունները դրանք օգտագործելու համար, քանի դեռ որոշ դեպքերում կարող եք գործ ունենալ որոշ հզոր թթուների հետ:

********** Կրկին, PCB- ի նախատիպավորման ավելի հնարավոր եղանակներ կան, այնպես որ, եթե ձեզ հետաքրքրում է որևէ մեթոդ, իսկապես խորհուրդ է տրվում դրա վերաբերյալ լրացուցիչ հետազոտություններ կատարել, այնտեղ կան մի շարք ձեռնարկներ և նույնիսկ հրահանգների մեջ, այնպես որ ազատ զգացեք դրանց գնալը:

Քայլ 3. PCB- ի նախատիպավորում - նյութեր/շերտեր

PCB- ի նախատիպերի ստեղծման վերաբերյալ որոշ ընթացակարգերին ծանոթանալուց հետո կարող են առաջանալ որոշ հարցեր, օրինակ `քանի՞ շերտ պետք է օգտագործեմ: Ե՞րբ է արժե օգտագործել երկշերտ PCB:

Կարծում եմ, որ այս հարցերի վերջնական պատասխանը չկա, բայց DIY մեթոդների միջոցով PCB- ների նախատիպավորելիս ես միշտ կարծում եմ, որ ավելի լավ է աշխատել PCB- ի 2 շերտերից, քանի դեռ դրանք ավելի դժվար է անել և շատ լրացուցիչ ջանքեր պահանջել, չնայած կան իրավիճակներ, որոնցում այլընտրանքներ չկան, գուցե սխեմայի բարդության կամ գուցե այն պատճառով, որ միացումն ունի բաղադրիչներ, որոնք պարտադիր են ներքևի շերտում և նաև բաղադրիչներ, որոնք պարտադիր են վերին շերտում, ուստի չկա ելք, բայց հնարավորության դեպքում ես միշտ ավելի լավ եմ համարում մեկ շերտ PCB- ի համար:

Մյուս կողմից, ձեր PCB- ի նախատիպը պատրաստող ընկերությանը վճարելիս ես միշտ խնդրում էի 2 շերտ PCB, քանի դեռ 1 շերտ և 2 շերտ PCB- ի միջին արժեքը իսկապես նման են, եթե ոչ հավասար, ինչպես նաև 2 շերտ PCB- ի հեշտությունը: շատ է միացման սխեմայի ընթացքը:

Հնարավոր են նաև 2 -ից ավելի շերտ ունեցող PCB- ներ, բայց դրանք բոլորովին տարբերվում են արտադրողների կարիքներից, քանի դեռ միայն այսպիսի բարդ PCB- ներն ունեն այդ բարդ համակարգերը, դրանք նույնպես թանկ են արտադրվում, ինչը դրանք դասում են որպես ոչ շատ մատչելի տարբերակ:

Նաև նախատիպերի պատրաստման ժամանակ կարող եք ընտրել, թե ինչ տեսակի կույս տախտակ օգտագործել, կան բազմաթիվ տարբերակներ, բայց ամենատարածվածներն են մանրաթելային տախտակները և ֆենոլային մանրաթելային տախտակը: Ֆենոլային մանրաթելերից մեկը մի փոքր ավելի էժան է, քան մանրաթելային ապակին, բայց ոչ այնքան, ընդհանուր առմամբ մանրաթելային ապակու տախտակը ստացել է ավելի լավ մեխանիկական բնութագրեր և ավարտվելուց նաև ավելի լավ տեսք ունի: Բայց ընդհանուր առմամբ այս բնութագրերը մեծ նշանակություն չունեն որոշ տեսակի սխեմաներ նախատիպավորելիս, բայց իրականում լավ է իմանալ առկա տարբերակները:

Քայլ 4: PCB- ի նախատիպավորում - գործիքներ

Կան մի քանի գործիքներ, որոնք կարող են օգնել ձեր PCB- ի նախատիպը կազմելիս, բայց հիմնականներն են.

- oldոդման երկաթ

- Էլեկտրոնային տափակաբերան աքցան

- Էլեկտրոնային անագի զոդում

- PCB ձեռքի հորատիչ մամլիչ

- մշտական նշիչ (այն դեպքում, երբ դուք ապավինում եք ձեր նախատիպը ստեղծելու գեղարվեստական մեթոդին, կամ գուցե տոներների փոխանցման հնարավոր թերությունները շտկելու համար)

Սրանք այն նվազագույն գործիքներն են, որոնք ենթադրաբար պետք է ունենաք PCB- ի նախատիպը ստեղծելու համար, բայց կան բազմաթիվ առաջադեմ գործիքներ, որոնք կարող են նաև օգնել ձեզ նախատիպի ստեղծմանը, ինչպիսիք են էլեկտրական հորատման մեքենաները, զոդման կայանները և այլն:

Քայլ 5: Ամփոփում…

Այժմ վճարովի նախատիպերի ծառայությունների հասանելիությունը շատ է մեծացել, դրանք դարձել են ավելի մատչելի և դյուրին օգտագործման մեջ, այնպես որ, երբ ձեզ անհրաժեշտ է պրոֆեսիոնալ տեսք ունեցող նախատիպ, պարզապես գնացեք դրանով, քանի դեռ ձեր PCB- ն նախագծելիս շատ ավելի շատ ռեսուրսներ կլինեն: ավելի քիչ սահմանափակումներ, մյուս կողմից, եթե դուք փնտրում եք արագ առաջատար նախատիպ, կարող եք դա անել ինքներդ շատ ավելի արագ, բայց ավելի շատ սահմանափակումներով և գուցե այնպիսի արդյունքով, որն այնքան էլ լավ չէ, քան վճարովիը, բայց դա կհամապատասխանի ձեր կարիքներին:

Հաշվի առնելով ներկայիս սցենարը ՝ դա նույնպես անձնական ընտրություն է ՝ հաշվի առնելով, որ նախատիպերի վճարովի ծառայությունները բարձր հասանելիություն են ձեռք բերել: