Способы нанесения рисунка на печатную плату

Когда в распоряжении есть лазерный принтер, радиолюбителями применяется технология изготовления печатных плат, которая называется ЛУТ. Однако такой прибор имеется далеко не в каждом доме, поскольку даже в наше время стоит он достаточно дорого. Еще есть технология изготовления с применением фоторезистивной пленки. Однако для работы с ней тоже нужен принтер, но уже струйный.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Изготовление печатной платы в домашних условиях
• Способы получения рисунка печатной платы
• Печатные платы в домашних условиях. Изготовление печатной платы своими руками
• Изготовление печатной платы, травление платы
• Рецепты домашней выпечки с фото — пошаговые мастер-классы
• Еще два способа изготовления печатной платы
• 4.3. Получение рисунка печатной платы
• Нанесение рисунка на печатные платы
• Изготовление печатных плат

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Чем нарисовать печатную плату?

Изготовление печатной платы в домашних условиях

Печатная плата — это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.

Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.

Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной.

Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощь любого клея, например ПВА или Момент. Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.

Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу.

Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться.

Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу. Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки. Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом.

Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь. Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки. После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия.

Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет. Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе.

Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера. Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги так же нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом так называется очищенный бензин , можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.

После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами — стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой.

В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью. Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии. Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой.

Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать.

Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием красу нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита.

Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям. После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.

При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера.

Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки. Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления.

В летнее время года — под лучи солнца. Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению. При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель.

Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях. После того, как файл с рисуночком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель.

Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.

Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.

В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.

Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.

Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит. Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом.

Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате. Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг.

Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера.

В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг не достаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей сто процентный результат.

На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги.

Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.

Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.

Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги. Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами.

Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно. Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично.

Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки. Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.

Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.

Способы получения рисунка печатной платы

Основными методами получения защитного рисунка печатной платы являются фотопечать и трафаретная печать. Для ускорения процессавычерчивания рекомендуется на бумагу предварительно нанести типографским способом координатную сетку. Вследствие высокой трудоемкости и низкой точности этот способ используется редко. Наклеивание липкой ленты значительно сокращает трудоемкость изготовления оригинала печатной платы.

Ни один способ не удовлетворял меня по причине, что результат был не стабильный . Технология нанесения рисунка печатной платы.

Печатные платы в домашних условиях. Изготовление печатной платы своими руками

Многие радиолюбители используют для разработки печатных плат персональные компьютеры и специальное программное обеспечение. Самым трудным в таком случае «является перенос полученного рисунка на поверхность фольги. Если имеется возможность отпечатать рисунок на лазерном принтере или ксероксе, можно наносить рисунок на фольгу методом термопереноса. Дело в том, что тонер, используемый в этих аппаратах, размягчается под действием температуры. На предварительно тщательно зачищенную плату кладут рисунок проводников, отпечатанный на бумаге в зеркальном изображении, и переносят их на фольгу, «прикатывая» горячим утюгом. После остывания платы бумагу с нее смывают в теплой воде. Тонер имеет достаточно хорошее сцепление с фольгой и остается на ней. Дальше плата обрабатывается обычным способом.

Изготовление печатной платы, травление платы

Рассмотрим процесс изготовления печатных плат в домашних условиях на конкретном примере. Нужно изготовить две платы. Одна — переходник с одного типа корпуса на другой. Вторая — замена большой микросхемы с корпусом BGA на две поменьше, с корпусами TO, с тремя резисторами. Размеры плат: 10×10 и 15×15 мм.

Нужны еще сервисы?

Рецепты домашней выпечки с фото — пошаговые мастер-классы

Печатная плата — это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий. Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии. Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощь любого клея, например ПВА или Момент.

Еще два способа изготовления печатной платы

Добрый день, друзья! Сегодня я вам расскажу, как изготовить печатную плату в домашних условиях. Есть несколько способов ее изготовления при помощи:. В данной статье я расскажу о «дедовском», первом методе, так как это самые азы и любой новичок должен пройти этот этап. Ручная разводка печатных плат не означает неопытность радио электронщика, хоть и существует множество технологий нанесения рисунка на фольгированный текстолит, более красивые и быстрые, но есть радиоэлектронщики старой закалки, которые относятся к изготовлению печатной платы, как искусству ручной работы и им плевать, что есть фоторезисты, лазерные принтеры и т.

Метки способы нанесения рисунка на печатные платы (Все метки) рисунок печатной платы рисунком вниз, и фиксируется скотчем с.

4.3. Получение рисунка печатной платы

В статье расскажем про способы изготовления печатной платы и травлении платы. Существует много способов изготовления печатной платы. Главный способ, которым пользуюсь лично я — изготовление платы из фольгированного текстолита гетинакса , путём нанесения рисунка рейсфедером и травления в химическом растворе.

Нанесение рисунка на печатные платы

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК нанести рисунок на печатную плату (Sprint Layout и Photoshop)

Обзоры игр. Перенос рисунка на печатную плату Вытравить автенну на стклотекстолите. Имеется чертеж антенны, как его перенести на печатную плату для травления? Прикрепленные изображения. Самые современные способы для штучного изготовления это — фоторезист и фрезеровка чпу.

Печатная плата — это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой.

Изготовление печатных плат

Изготовление печатных плат методом травления для радиолюбителей не является чем-то новым, но начинающие любители электроники порой сталкиваются с проблемой изготовления качественной печатной платы для своих самодельных радиоустройств. Стоит заметить, что обычно новички стремятся изготовить какую-либо несложную схему, с небольшим количеством радиоэлементов и низкой плотностью монтажа. Основной сложностью при изготовлении печатной платы остаётся процесс формирования устойчивого к травлению слоя, который не позволяет раствору хлорного железа вступить в реакцию с будущими медными проводниками. Сейчас в ходу так называемая лазерно-утюжная технология, которая позволяет изготавливать очень качественные печатные платы. Но для этого метода нужно соответствующее оборудование и материалы.

В данной статье на сайте предлагается оригинальный способ изготовления печатных плат в процессе производства самодельных радиоэлектронных устройств. Оригинальность его заключается в том, что совершенно не требует дорогостоящего специального оборудования и расходных материалов, а качественные характеристики данного способа переноса рисунка высоки. Ширина линии проводника может достигать 0,2…0,3 мм. В нестоящее время при изготовлении самодельных радиоэлектронных устройств одним из слабых мест является печатная плата.

⚡️Оригинальный способ изготовления печатных плат

На чтение 4 мин Опубликовано 19.10.2017 Обновлено 07. 07.2019

В данной статье на сайте предлагается оригинальный способ изготовления печатных плат в процессе производства самодельных радиоэлектронных устройств. Оригинальность его заключается в том, что совершенно не требует дорогостоящего специального оборудования и расходных материалов, а качественные характеристики данного способа переноса рисунка высоки.

Содержание

1. Способы изготовления печатных плат в домашних условиях
2. Нанесение рисунка печатной платы
3. Перенос рисунка печатной платы
4. Способы нанесения рисунка на печатную плату

Ширина линии проводника может достигать 0,2…0,3 мм. В нестоящее время при изготовлении самодельных радиоэлектронных устройств одним из слабых мест является печатная плата.

Нанесение рисунка печатной платы

Процесс изготовления печатной плоты проходит в два этапа:

1. Нанесение рисунка расположения проводников, соединяющих радиоэлементы на фольгированном текстолите.
2. Травление в растворе хлорного железа не закрашенной части фольги текстолита.

Рассмотрим первый этап изготовления, так как второй не представляет сложности. Обычно рисунок расположения проводников наносится на фольгированный текстолит кислотоупорной краской с помощью тонкой кисти, стеклянного рейсфедера или медицинского шприца. При этом невозможно получить ширину линии проводников меньше 1,5…2 мм, что существенно ограничивает возможность миниатюризации, о внешнем виде рисунка и говорить нечего.

Перенос рисунка печатной платы

Радиоэлектронного устройства на фольгированный текстолит. Оригинальность его заключается в том, что совершенно не требует дорогостоящего специального оборудования и расходных материалов, как на промышленном производстве, а качественные характеристики данного способа переноса рисунка высокие.

Ширина линии проводника может достигать 0,2…0,3 мм и ограничивается лишь возможностями используемого лазерного принтера. Для переноса рисунка на текстолит необходимо специальное устройство вулканизатор, применяемый для вулканизации автомобильных камер.

[info]Компания “ООО”«Техномастер» занимается реализацией высококачественных подшипников различной конфигураций. Приобрести изделия можно как оптом, так и в розницу, к примеру подшипник 6205 2RS в этом магазине стоит значительно меньше, чем у конкурентов.[/info]

Кстати, вулканизатор можно разработать и изготовить самостоятельно. Устройство представляет собой металлический каркас, в нижней части которого находится нагревательный элемент, позволяющий нагреть нижнюю плиту до температуры 100…140°С (рис.1).

Размеры пресса выбираются произвольно, в зависимости от размеров изготовляемых печатных плат. Верхняя часть устройства представляет собой винтовой пресс, позволяющий прижимать изготовляемую плоту к нагретой плите.

В качестве нагревательного элемента можно приспособить обычный утюг (рис.2) или изготовить этот элемент самостоятельно. Для этого необходим металлический каркас, внутрь которого уложено спираль из нихрома. Для изоляции каркаса от спирали можно применить слюду, стекловолокно, керамику.

Также можно использовать смесь глины (жирной) и маршалита (измельченный огнеупорный кирпич) в соотношении 1:3, разведенную водой. Поддерживать заданную температуру нагревательного элемента можно с помощью терморегулятора, встроенного внутрь нижней плиты. Выйти на необходимую температуру можно, подобрав длину спирали (опытным путем).

Способы нанесения рисунка на печатную плату

Рассмотрим этапы и тонкости донного способа нанесения рисунка. На компьютере разрабатывается рисунок расположения проводников, соединяющих радиоэлементы. Для этого лучше использовать специализированные программы, например LAYOUT 3.0, но можно также Photoshop или Microsoft Word. Распечатать рисунок на лазерном принтере с хорошим качеством в натуральную величину. Бумага подходит только глянцевая, например, с настенных рекламных календарей и плакатов.

Подготовить фольгированный текстолит необходимых размеров. Зачистить поверхность мелкой наждачной шкуркой (лучше использовать наждак ‘0’ на тканевой основе коричневого цвета). Протереть зачищенную поверхность от металлической или иной пыли хлопчатобумажной тканью или марлей.

Очистка спиртом или растворителем в данной технологии не применяется, так как в этих случаях на поверхности металла всегда остается углеводородная пленка, о это мешает термопереносу рисунка.

Марлевым тампоном, смоченным тушью, окрасить поверхность фольги до пепельного цвета тонким слоем. Тушь должна высохнуть сама. В противном случае, если сушить окрашенную Пластину на плите вулканизатора, произойдет необратимая реакция, и после перегрева тушь невозможно будет впоследствии удалить, не повредив перенесенный рисунок. Слой туши необходим для более крепкого сцепления рисунка с фольгой.

Тушь подходит только черная отечественная для чертежных работ.

Положить лист фольгированного текстолита на нагревательный элемент пресса фольгой вверх. Сверху положить распечаток рисунка рисунком вниз. Затем положить лист силиконовой резины толщиной 5… 10 мм. Зажать весь этот ‘бутерброд’ в прессе на 1…2 мин при температуре 100… 140°С (рис.3). Открутить прижимной винт пресса, снять резину. На 30 мин замочить плату в воде.

После размягчения бумаги смыть ее остатки (удалить скатывающими движениями пальцев). Но пальцах не должно быть посторонних абразивных песчинок. Смывать нужно аккуратно, чтобы не повредить рисунок. Проделав эту операцию, стряхнуть лишнюю воду и положить лист текстолита рисунком вверх на горячую поверхность пресса для закрепления на 1…2 мин.

Закрепление обязательно. Смывать горячей водой недопустимо!

Полученное таким способом изображение на фольгированном текстолите не стирается, не смывается водой и спиртом, кислотоустойчиво.Основные причины некачественного термопереноса приведены в таблице. Изготовление печатных плат по данной технологии успешно применяется автором при изготовлении самодельных радиоэлектронных устройств.

Введение в печатные платы | Блог Advanced PCB Design

Электронные устройства насыщают современный мир. Будь то устройство, которое бесшумно следит за жизненно важными функциями, или смартфон с бесконечным потоком уведомлений, все они содержат печатную плату в основе своей конструкции. С годами производство печатных плат продолжало расти, чтобы не отставать от растущих потребностей в новых, более быстрых и сложных электронных схемах. Обсуждения процессов, связанных с разработкой и проектированием печатной платы, могли бы заполнить целую библиотеку, но здесь мы предоставим поверхностное введение в основы.

Что такое печатная плата?

Печатная плата представляет собой жесткую конструкцию, содержащую электрические схемы, состоящие из встроенных металлических поверхностей, называемых дорожками, и больших металлических участков, называемых плоскостями. Компоненты припаяны к плате на металлических контактных площадках, которые соединены с схемой платы. Это позволяет соединять компоненты между собой. Плата может состоять из одного, двух или нескольких слоев схем.

Печатные платы изготавливаются из диэлектрического материала сердцевины с плохими электропроводными свойствами для обеспечения чистой передачи цепей и при необходимости покрываются дополнительными слоями металла и диэлектрика. Стандартный диэлектрический материал, используемый для печатных плат, представляет собой огнестойкий композит из тканого стекловолокна и эпоксидной смолы, известный как FR-4, в то время как металлические дорожки и плоскости для схем обычно состоят из меди.

Класс платы

Печатные платы используются для различных целей. Одной из отличительных характеристик печатных плат является их класс — 1, 2 или 3. Класс печатной платы указывает на ее общую надежность и качество конструкции.

Платы класса 1 обозначают бытовую электронику.

Платы класса 2 используются в устройствах, где высокая надежность важна, но не критична. Эти устройства пытаются свести к минимуму отказ.

Платы класса 3 представляют собой самые строгие стандарты производства печатных плат. Проще говоря, если доска класса 3 выходит из строя, на карту сразу же ставится жизнь — например, доски в самолете.

Типы печатных плат

В целом, платы можно разделить на одну из трех категорий: жесткие, гибкие или платы с металлическим сердечником.

Жесткие платы часто представляют собой подавляющее большинство плат, с которыми сталкивается дизайнер, где макет платы содержится в жесткой подложке, созданной в процессе ламинирования при высокой температуре и давлении. Обычным материалом для этих плит является FR-4, но в зависимости от конкретных требований дизайна его можно модифицировать, чтобы подчеркнуть или иным образом улучшить определенные характеристики плиты.

Гибкие доски изготовлены из менее жесткого материала, который допускает гораздо большее отклонение. Материал тактильно напоминает рулон пленки, а толщина доски обычно намного меньше стандартной жесткой доски. Несмотря на то, что они уже получили некоторое применение, есть надежда, что гибкие платы станут следующим шагом в развитии носимых технологий и устранят существующие плоские ограничения, присущие устройствам с жесткими платами.

Печатные платы с металлическим сердечником являются чем-то вроде ответвления от конструкций жестких плат с повышенной способностью рассеивать тепло по всей плате для защиты чувствительных схем. Этот стиль может быть вариантом для сильноточных конструкций для предотвращения теплового износа и выхода из строя.

Везде, где существует управляемый электромагнетизм, печатные платы формируют инфраструктуру для его поддержания. Конечно, печатные платы не возникают из ничего — их проектирование и производство само по себе является огромным инженерным делом.

Процесс проектирования печатной платы

Перед изготовлением печатной платы ее необходимо спроектировать. Это достигается с помощью инструментов САПР для проектирования печатных плат. Проектирование печатной платы разбито на две основные категории: схематический захват для создания соединения схем на схеме, а затем компоновка печатной платы для проектирования фактической физической печатной платы.

Разработка библиотечных CAD-деталей

Первым шагом является разработка библиотечных CAD-деталей, необходимых для проектирования. Это будет включать в себя схематические символы, имитационные модели, посадочные места для компоновки печатных плат и пошаговые модели для 3D-отображения печатной платы. Когда библиотеки будут готовы, следующим шагом будет создание логического представления схемы на схеме. Инструменты САПР используются для размещения символов на листе схемы, а затем их соединения для формирования схемы.

В то же время выполняется моделирование схемы, чтобы убедиться, что конструкция будет работать электрически так, как задумано. Как только эти задачи будут выполнены, инструменты схемы отправят свои данные о связности инструментам компоновки.

Компоновка

На стороне топологии проектирования печатной платы схемные соединения получаются и обрабатываются в виде цепей, которые соединяют вместе два или более контакта компонента. Имея на экране контур предполагаемой формы платы, дизайнер компоновки размещает посадочные места компонентов в правильных местах. Как только эти компоненты будут оптимально организованы, следующим шагом будет соединение цепей с выводами путем рисования дорожек и плоскостей между выводами. Инструменты САПР будут иметь встроенные в них правила проектирования, которые предотвращают соприкосновение следов одной цепи с другой цепью, а также определяют многие другие значения ширины и пространства, необходимые для полного проектирования. После завершения разводки инструменты проектирования снова используются для создания производственных чертежей и выходных файлов, которые производитель будет использовать для сборки платы.

Проектирование и изготовление печатной платы представляет собой пошаговый процесс: создание схемы и моделирование, настройка расчетных сеток печатной платы и DRC, размещение компонентов, трассировка печатной платы, силовые плоскости и, наконец, сборка спецификации и сборка платы. . Следующий этап проектирования будет сосредоточен на этих шагах.

Как сделать печатную плату 

Хотя проектирование и изготовление печатной платы можно описать в виде схемы, компоновки печатной платы, изготовления и сборки печатной платы, детали каждого шага очень сложны. Здесь мы рассмотрим некоторые из более конкретных аспектов каждого из этих шагов.

Создание схемы

Прежде чем приступить к проектированию платы с помощью инструментов САПР, необходимо убедиться, что проектирование библиотечных деталей завершено. Для схемы это означает создание логических символов для частей, которые будут реализованы; резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, разъемы и интегральные схемы (ИС).

Когда эти детали готовы к использованию, начните с организации их на схематических листах в инструментах САПР. После того, как детали примерно размещены, можно начертить провода, представляющие связь между выводами схемных символов. Эти линии известны как цепи, и они могут представлять отдельные цепи или группы цепей для цепей памяти или данных. Во время захвата схемы части процесса должны перемещаться по мере необходимости, чтобы схема была разборчивой и четкой.

Моделирование схемы

После организации частей и цепей на схеме следующим шагом будет проверка того, что схема будет работать должным образом. Чтобы убедиться в этом, используйте моделирование схемы в программе моделирования с помощью инструмента Integrated Circuit Emphasis, также известного как SPICE. Эти инструменты позволяют инженерам по печатным платам тестировать схемы, которые они проектируют, прежде чем создавать реальное оборудование. Таким образом, они могут сэкономить время и деньги, что делает эти инструменты неотъемлемой частью процесса проектирования печатных плат.

Настройка CAD-инструмента

Инструменты проектирования, используемые проектировщиками печатных плат, имеют множество различных возможностей, включая возможность установки правил проектирования и ограничений, которые предотвратят перекрытие отдельных цепей, сохраняя при этом правильное расстояние до различных объектов. Разработчику доступно множество дополнительных вспомогательных средств, таких как проектные сетки, которые помогают аккуратно и упорядоченно размещать компоненты и трассировать трассы.

Пример схемы, созданной с помощью OrCAD Capture

Компоненты компоновки 

После правильной настройки базы данных проекта и информации о подключении к сети, импортированной из схемы, следующей задачей является физическая компоновка печатной платы. Первым шагом является размещение посадочных мест компонентов на контуре платы в системе САПР. Каждое посадочное место будет иметь сетевые соединения, отображаемые в виде изображения «призрачной линии», чтобы показать дизайнеру, к каким частям они подключаются. Размещение этих деталей для обеспечения их наилучшей производительности с учетом возможности подключения, зон чрезмерного нагрева и электрических помех, а также других физических препятствий, таких как разъемы, кабели и монтажное оборудование, — задача, которую проектировщики приобретут с опытом. Требования к схеме сами по себе не являются единственным сдерживающим фактором: разработчики должны продумать размещение компонентов таким образом, чтобы изготовитель мог их наилучшим образом собрать.

Проложите печатную плату

После размещения компонентов (хотя их можно перемещать по мере необходимости) пришло время соединить цепи вместе. Это делается путем преобразования соединений резиновой сетки в нарисованные дорожки и плоскости. Инструменты САПР содержат множество функций, которые позволяют проектировщику делать это, в том числе некоторые функции автоматической трассировки, которые значительно экономят время. При прокладке необходимо соблюдать большую осторожность, чтобы убедиться, что цепи имеют правильную длину для сигналов, которые они проводят, а также убедиться, что они не пересекают области с чрезмерным шумом. Это может привести к перекрестным помехам или другим проблемам с целостностью сигнала, которые могут ухудшить работу встроенной платы.

Обеспечить свободный путь обратного тока печатной платы

Обычно каждый активный компонент на плате (ИС и другие связанные компоненты) должен быть подключен к цепям питания и заземления. Этого легко добиться путем заливки областей или слоев твердыми плоскостями, к которым могут подключаться эти компоненты. Но проектирование силовых и заземляющих плоскостей не так просто, как кажется. Эти плоскости также выполняют важную работу по возвращению сигналов, маршрутизируемых с помощью трасс. Если в плоскостях слишком много отверстий, вырезов или расщеплений, это может привести к тому, что эти обратные пути будут создавать много шума и ухудшать производительность печатной платы.

Окончательная проверка правил

Когда размещение компонентов, трассировка трасс, а также силовые и заземляющие слои завершены, проектирование вашей печатной платы почти завершено. Следующим шагом является запуск окончательной проверки правил и настройка другого текста и маркировки, которые будут нанесены шелкографией на внешние слои. Это поможет другим найти компоненты и пометить плату именами, датами и информацией об авторских правах. В то же время необходимо будет вывести чертежи, которые будут использоваться во время производства как для изготовления, так и для сборки окончательной платы. Разработчики печатных плат также будут использовать свои инструменты для оценки стоимости сборки платы.

Вот пример печатной платы, созданной с помощью OrCAD PCB Designer файлы данных на объект для изготовления. Этот процесс включает в себя травление всех дорожек и плоскостей на различных металлических слоях и их сжатие вместе, в результате чего получается голая плата, готовая к сборке.

На сборочном предприятии плата загружается необходимыми компонентами и проходит различные процессы пайки в зависимости от типа используемых компонентов. Затем плата проверяется и тестируется, и конечный продукт готов к отправке.

Используйте инструменты для проектирования печатных плат

Процесс изготовления и сборки печатных плат является точным и требовательным. Чтобы построить плату так, чтобы ее схемы обеспечивали требуемую производительность, производителям нужны точные проектные данные для работы.

Инструменты для проектирования печатных плат должны иметь характеристики и функциональные возможности, необходимые для создания сложных конструкций. Это включает в себя специальные функции, которые помогают прокладывать сложные трассы для высокоскоростных цепей, и правила проектирования, которые можно легко настроить для зазоров в определенных областях. Это также включает в себя наличие лучших инструментов моделирования, доступных для оптимизации процесса создания схемы, а также предоставление множества библиотечных деталей для работы. Хорошей новостью является то, что вам уже доступны инструменты для проектирования печатных плат, способные справиться с тем уровнем проектирования, о котором мы говорили. Рассмотрите систему проектирования печатных плат от Cadence для всех ваших потребностей в инструментах проектирования.

Ведущие поставщики электроники полагаются на продукты Cadence для оптимизации потребностей в мощности, пространстве и энергии для широкого спектра рыночных приложений. Если вы хотите узнать больше о наших инновационных решениях, поговорите с нашей командой экспертов или подпишитесь на наш канал YouTube.

Запросить оценку

Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.

Подпишитесь на Linkedin Посетите вебсайт Больше контента от Cadence PCB Solutions

УЧИТЬ БОЛЬШЕ

Печатная плата | Программное обеспечение Siemens

Печатные платы, часто называемые для краткости печатными платами, обычно представляют собой прочные платы, используемые для электрических схем. Платы представляют собой ламинированные пакеты из слоистых листов изоляционного материала и медной фольги с компонентами на подложке. Благодаря бесконечным возможностям дизайна вы можете найти печатные платы в электронных устройствах практически в любой отрасли, включая медицинские устройства, бытовую электронику, автомобильные компоненты, телекоммуникационное оборудование и многое другое.

Конструкция печатной платы имеет решающее значение для общей производительности конечного использования или системы. Современные печатные платы сложны, многослойны и требуют согласования конструкции от концепции до производства для обеспечения стандартов надежности и производительности.

Печатная плата (PCB) представляет собой ламинированный пакет из слоистых листов изоляционного материала и медной фольги на подложке.

Связанные ресурсы

• Оптимизация производства печатных плат
• Использование цифрового двойника при сборке печатной платы
• Цифровая стратегия для интегрированного потока печатных плат
• Модель тепловых переходных отверстий в конструкциях печатных плат
• Проектирование для производства (DFM)

Из чего сделаны печатные платы (ПП)?

Печатные платы обычно состоят из листов ламината, подложек, протравленной меди и электронных компонентов. Материалы, используемые для ламинатных листов и подложек, различаются в зависимости от требований и конечного использования.

Типы печатных плат включают односторонние, двусторонние и многослойные, в зависимости от количества медных слоев.

• Листы ламината изготавливаются с использованием температуры и давления для отверждения смолы и слоев ткани или бумаги. Типы смолы и слоев материала определяют тип ламината. Производители печатных плат используют различные типы ламинатов в зависимости от требований конечного использования (соответствие RoHS, огнестойкость, прочность, расширение и т. д.).

• Подложки состоят из электрически изолированных композитных материалов, которые могут передавать электрическую силу без проводимости. Они также классифицируются по ключевым характеристикам, таким как термомеханические и электрические.

• Медные слои протравлены и служат проводящим слоем для обеспечения контролируемых и надежных электрических соединений между электронными компонентами.

• Электронные компоненты обычно припаиваются к слоям в определенных местах и ​​соединяются через протравленный медный слой, превращая печатную плату в печатную плату.

В чем разница между печатными платами (PCB) и сборками печатных плат (PCBA)?

Хотя термины часто взаимозаменяемы, существует техническая разница. PCBA — это законченная печатная плата (электрическая схема) со всеми дополнительными электронными компонентами, необходимыми для того, чтобы плата функционировала в соответствии с проектом. PCBA включает в себя такие компоненты, как резисторы, интегральные схемы (ИС) и конденсаторы, которые варьируются в зависимости от предполагаемого конечного использования и требований.

К двум основным методам сборки печатных плат относятся:

• Технология поверхностного монтажа (SMT) предполагает монтаж электрических компонентов непосредственно на поверхность печатной платы. Электронные компоненты, монтируемые через SMT, называются устройствами поверхностного монтажа (SMD).

• Технология сквозного (или сквозного) отверстия включает в себя просверливание отверстий в печатных платах и ​​размещение выводов компонентов через отверстия. Затем выводы припаиваются к контактным площадкам на противоположной стороне.

Как устроены печатные платы (PCB)?

Инженеры создают печатные платы с помощью программного обеспечения для проектирования печатных плат

Разработчики печатных плат решают, как лучше компоновать и создавать печатные платы. Разработчики учитывают не только предполагаемую функцию печатной платы, но и то, как она будет использоваться, процесс сборки и любые внешние факторы, которые могут повлиять на ее работу (условия окружающей среды или электромагнитные помехи (ЭМП)). Дизайнеры строят схемы, чтобы показать, как все расположено и подключено на печатной плате. После того, как проект готов, он переходит к просмотру и тестированию, итеративно обновляя его по мере необходимости, чтобы гарантировать, что наилучший из доступных дизайнов будет запущен в производство.