Site Loader

Содержание

«Сотовая» макетная плата / Хабр

В очередной раз задумавшись о прототипировании электроники, автор также задался вопросом: какая топология макетной платы окажется оптимальной (в смысле, наиболее гибкой) для работы с небольшими SMD-компонентами, в частности, в корпусах, подобных SOT23-3.

Вариантов много, но в основном у них «растут ноги» из оригинальной топологии Veroboard — плата с двумерным массиом отверстий с шагом в 0,1 дюйма, с горизонтальными проводниками, которые можно разрезать где требуется. Есть также варианты с контактными площадками, никак между собой не соединёнными, с соединёнными попарно, и даже вообще без печатных проводников.


Плата Veroboard. Источник: Википедия

Права на название Veroboard много раз переходили от одной компании к другой, пока не вернулись к английской компании Vero Technologies, рядом с которой живёт автор. Как-нибудь он может даже туда заглянуть. Известны также названия perfboard, stripboard.

Далее, идут платы типа breadboard, не требующие пайки, что позволяет многократно переделывать схему и менять компоненты без их повреждения. Но такие платы, в отличие от предыдущих, непригодны для работы с SMD-компонентами, если к ним не припаять ножки. К таким платам относится, например, Adafruit Perma-Proto.


Плата Adafruit Perma-Proto. Источник: сайт Adafruit

Следующий вариант — поместить на одну универсальную плату как можно больше разных видов контактных площадок, чтобы подошли к максимально возможному количеству видов компонентов. Как, например, сделано в Universal Prototyping Board от Mike’s Electric Stuff.


Universal Prototyping Board от White Wing Design. Источник: whitewing.co.uk

Такое, конечно, при очень большом желании можно сделать и «на коленке» ЛУТом, но проще купить. Но сейчас — совсем не об этом. Автор размышляет о наиболее удобной плате для каскада на трёхвыводном компоненте в корпусе SOT23-3. Какая топология для него наиболее оптимальна? А если это МОП-транзистор? А если линейный стабилизатор? А почему на схемах обычно так много прямых линий? Что ещё может быть вместо них?

Если задаться целью заполнить двумерное пространство одинаковыми геометрическими фигурами без промежутков (на самом деле, небольшие промежутки всё же понадобятся для изоляции площадок друг от друга), на роль этих фигур подойдут, в частности, треугольники, прямоугольники и шестиугольники, данная задача называется замощением. Если площадки треугольные, к каждой из них можно припаять выводы до трёх компонентов:

Если прямоугольные — до четырёх:

Ну а если шестиугольные — соответственно, до шести:

Комбинируя эти фигуры, можно получить «макетку», интересную с точки зрения скорее искусства, чем практики:

«Сотовую» плату интересно сделать так, чтобы схему можно было собрать независимо от порядка выводов у трёхвыводного компонента. Площадки, обозначенные красным (1), зелёным (2) и синим (3) цветами, идут к расположенному внизу месту впайки компонента в корпусе SOT23-3, площадки, обозначенные буквами A, B, C с цифрами, а также с обозначениями Vcc и Gnd, соединяют плату с внешними цепями через маленькие дополнительные площадки, к которым можно припаять гребёнку. Поскольку все одноимённые площадки (A, B, C, Vcc, GND) соединены между собой, выводов у гребёнки всего пять. Площадки, обозначенные белым цветом, изначально предназначены для подачи питания, но их роль можно переназначать. Обратите также внимание, что у площадок, обозначенных серым цветом, по два буквенно-цифровых обозначения: одно сверху, другое снизу.

В качестве «мостиков» между любыми двумя соседними площадками можно применять двухвыводные SMD-компоненты в корпусах 0603. Это могут быть резисторы, керамические конденсаторы, диоды, даже небольшие катушки индуктивности и др. Также в таких корпусах бывают и перемычки, но их проще сделать из кусочков жёсткого лужёного провода.

Вариантов схем, которые можно собрать на такой плате, очень много. Например, эмиттерный повторитель:

Превращается в:

Каскад с вольтодобавкой:

Он же на плате:

Параметрический стабилизатор:

На плате, контакты гребёнки использованы нестандартно: A — вход, Vcc — выход:

Фазосдвигающий генератор:

На плате, снова нестандартное использование площадок: A — питание, Vcc — выход:

Автор спроектировал следующий рисунок платы:

И представил себе, как он будет выглядеть, если набить его компонентами под завязку:

Необходимые файлы в формате KiCAD лежат здесь под GPL v3.

И вот платы приехали из Китая по $2 за 10 штук:

От переводчика: лучше было бы «соты» сделать значительно меньшего размера, заполнить ими всё пространство платы, никак их между собой не соединять, шелкографией ничего не закрывать, на гребёнки и спец. место для SOT23-3 ничего не выводить и вообще их не предусматривать. SOT23-3 можно припаять прямо к трём любым площадкам как-то так:

Понятно, что в этом случае придётся помещать на плату не только компоненты, но и перемычки произвольной формы, как на обычных макетных платах. Преимущество, состоящее в возможности припайки к одной площадке до шести SMD-компонентов, при этом сохраняется.

Макетная плата — это… Что такое Макетная плата?

Пустая макетная плата Две самодельных макетных платы для микроконтроллера ATmega8 в процессе травления. На левой плате: сверху место для силовых транзисторов, под ним разъём программатора. В центре место для микросхемы, слева от неё — место для кварца. По кромке платы проведены дорожки питания и «земли».

Макетная плата — универсальная печатная плата для сборки и моделирования прототипов электронных устройств. Макетные платы подразделяются на два типа: для монтажа посредством пайки и без таковой.

Потребность в макетных платах

При создании прототипов электронных устройств приходится сталкиваться с рядом проблем.

  • Плату необходимо конструировать и изготавливать, а при ошибке в схеме, возможно, переделывать.
  • Для создания единственного экземпляра макетного устройства часто печатную плату делать невыгодно.
  • Если схемы на аналоговых элементах и микросхемах низкой степени интеграции можно было делать навесным монтажом, микропроцессорные устройства выполнять таким образом сложно.

Особенно страдают радиолюбители: не имея особых навыков в проектировании схем, они больше вынуждены полагаться на «метод тыка». Чтобы разрешить это противоречие, промышленность выпускает широкий диапазон макетных плат — плат с проведёнными на них короткими дорожками. Соединяя дорожки проводниками, радиолюбитель получает нужную ему схему.

Разновидности

Есть несколько различных типов макетных плат:

  • Универсальные — имеют исключительно металлизированные отверстия, которые разработчик должен соединять перемычками.
  • Для цифровых устройств — намечены возможные места для микросхем, по всей плате проведены шины питания.
  • Специализированные — для устройств на микросхеме конкретной модели. На таких платах есть как заранее разведённые стандартные цепи, так и матрица отверстий и дорожек для нестандартных. Например, для микроконтроллерных устройств стандартными цепями будут посадочное место для микросхемы, питание, «земля», кварцевый резонатор и линии внутри­схем­но­го програм­ми­ро­ва­ния.

Макетные платы для монтажа в гнёзда

Макетная плата на основе гнёзд с шагом 2,54 мм (0,1 дюйма) для сборки прототипа без пайки

В таких макетных платах имеются тысячи отверстий, электрически связанных между собой, например, с помощью металлических полосок. Выводы радиодеталей и микросхем вставляются в эти отверстия, а затем соединяются перемычками — кусочками зачищенных проводов. Длинные ряды контактов вверху, посередине и внизу платы — шины питания. Они служат для соединения многочисленных точек схемы с источником питания и «землёй». Под каждым отверстием расположены упругие контакты специальной формы, обычно из никелевых сплавов для обеспечения высокой проводимости и долговечности соединений. Каждый контакт макетной платы может выдерживать более 10 тыс. циклов установки и удаления компонентов с выводами диаметром от 0,3 до 0,8 мм.

[1] Расстояние между отверстиями составляет 2,54 мм, что является стандартным расстоянием между выводами большинства транзисторов и микросхем в DIP-корпусах (резисторы, конденсаторы и другие радиодетали обычно имеют гибкие длинные выводы, которые можно установить куда угодно). Для некоторых микросхем в миниатюрных корпусах для поверхностного монтажа производятся платы-модули, позволяющие устанавливать их без пайки в предназначенные для DIP-компонентов макетные платы
[2]
. На многих платах для удобства работы нанесена координатная сетка.

Макетные платы могут быть наращиваемыми: на их боковых гранях расположены пазы для соединения нескольких плат в более крупную.

Примечания

См. также

Литература

В чем разница между печатной платой и макетной платой?

Макетная плата — это устройство, которое используется для изготовления прототипов.

Независимо от того, делаете ли вы небольшой электронный гаджет или робота, вам необходимо создать его прототип, чтобы проверить его работу.

После успешного прототипа на макетной плате он изготавливается на печатной плате (PCB).

Инженеры-конструкторы хорошо осведомлены о пригодности конкретного типа платы для конкретной цели и после успешного прототипа изготавливают схему платы на печатной плате.

Изготовление печатных плат бывает двух основных типов. Один — это макет, а второй — сама печатная плата.

Макетная плата почему-то больше используется в общих проектах, тогда как печатная плата предпочтительнее для использования в конкретных, нестандартных и целевых проектах.

Ни один из них не имеет приоритета перед другим типом, потому что использование и назначение макетной платы и печатной платы различны. Таким образом, решение основано исключительно на потребности проекта в использовании печатной или макетной платы.

Что такое печатная плата?

Печатная плата, также сокращенно обозначаемая как PCB, механически поддерживает и электрически соединяет компоненты с помощью проводящего слоя (меди) между различными слоями подложки, которая по своей природе является непроводящей.

Компоненты должны быть припаяны к печатной плате для обеспечения механической устойчивости и электрического соединения.

Печатная плата является основным и жизненно важным блоком современных электрических и электронных устройств.

Печатные платы бывают разных типов, от однослойных до многослойных. Например, однослойные печатные платы используются в устройстве открывания гаражных ворот, радио, телевидении, телефонах и т. Д.

В то время как многослойные печатные платы используются в таких устройствах, как высокоскоростная электроника, умные часы, суперкомпьютеры и т. д. На печатной плате устанавливаются различные компоненты, составляющие электронное оборудование, такие как разъемы, диоды, полупроводники, радиоустройства, конденсаторы, катушки индуктивности и резисторы. и т.п.

Печатные платы обладают как электрическими, так и механическими качествами, что делает их идеальными для использования в широком диапазоне приложений.

Большинство производимых печатных плат являются жесткими, но некоторые устройства также имеют другие типы, такие как гибкие печатные платы.

Гибкие печатные платы являются гибкими, что означает, что этим схемам можно придать любую форму.

Гибкие печатные платы имеют долгий срок службы по сравнению с другими типами печатных плат. Однако гибкие печатные платы используются только примерно на 10% рынка печатных плат.

Печатная плата

Характеристики печатной платы

Ниже приведены основные характеристики печатных плат.

  1. Технология сквозного отверстия

Печатные платы на начальных этапах использовались технология сквозных отверстий и монтаж всех компонентов с помощью выводов, которые должны были быть вставлены через отверстия через любую из сторон платы и затем припаяны с помощью медных дорожек на другой ее стороне.

Эти платы были одно- и многослойными в зависимости от области применения. Установка компонентов в сквозные отверстия, таких как диоды, резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы и т. Д., В горизонтальном режиме достигается за счет изгиба их выводов более чем на 90 °.0 в том же направлении до того, как он будет вставлен на плату. При производстве печатных плат со сквозными отверстиями на плате добавляется как можно больше отверстий путем точного просверливания.

Ограничение отверстий доступно через области маршрутизации для передачи трассировок сигналов по различным уровням непосредственно под верхним слоем в многослойных платах.

  1. Технология поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа появилась еще в 1960 году в области печатных плат и медленно набирала обороты до 1980 года, когда она была принята во всем мире.

Компоненты были переработаны по механическим аспектам, чтобы иметь меньшие металлические выступы вдоль торцевых крышек, которые должны были быть припаяны к поверхности печатной платы вместо проводов, ведущих через несколько отверстий.

С внедрением этой технологии размер компонентов уменьшился, и их размещение на печатной плате стало проще.

Это очень упростило процесс сборки печатных плат. Технология поверхностного монтажа произвела революцию в отрасли, поскольку она предложила автоматизацию, сокращение затрат на рабочую силу, а также увеличение производства.

Вес компонентов снизился примерно до одной десятой при использовании технологии поверхностного монтажа по сравнению с обычной технологией печатных плат. Это также привело к тому, что компоненты стали намного дешевле и качественнее, чем раньше.

Что такое Bдоска для чтения и Hой делает IWорк?

Термин «макетная плата» появился на ранних этапах развития электроники.

В то время люди вбивали шурупы и гвозди в деревянные доски, по которым резали хлеб, чтобы соединять разные цепи.

Так возникло название «макетная плата».

макетировать также иногда называют прототипной платой. Макетная плата считается основным ингредиентом электроники «сделай сам».

Макетная плата — это обычное устройство, единственная цель которого — создание прототипов схем без пайки. Макетная плата, в основном состоящая из пластика, имеет множество небольших отверстий, в которые вставляются различные компоненты.

Самая распространенная форма макета — прямоугольная; Тем не менее, он также бывает и в других формах.

Схема, составленная на макетной плате, не является постоянной и может быть удалена при необходимости, в отличие от печатной платы, которая является постоянной.

Нельзя отрицать важность макета, когда дело доходит до тестирования, проектирования и экспериментов с конкретной схемой до того, как ее печатная плата будет изготовлена ​​и изготовлена.

макетировать

Как обсуждалось ранее, схема создается на макетной плате до того, как она будет спланирована и реализована на печатной плате, так что схема может быть реконфигурирована и изменена в случае внесения необходимых изменений. Схемы должны быть нарисованы, а затем подключены соответствующим образом.

Основная цель макета — создание прототипа схемы. На макетной плате есть два ряда и пять столбцов в виде отверстий над и под разделительной областью. Ряды макета соединяются снизу горизонтально.

В то время как отверстия для колонн соединяются снизу вертикально. Между каждыми двумя рядами предусмотрены каналы, и микросхема со штырьками может быть размещена по бокам для соединения и предотвращения короткого замыкания.

Микросхемы интегральной схемы (ИС) также могут быть размещены над макетной платой, и к контактам можно получить доступ с любой стороны платы через существующий чип.

Как записаться Use Bдоска для чтения?

Макетная плата представляет собой набор металлических зажимов проводящего характера, заключенных в белый пластиковый корпус. Каждый проводящий зажим изолируется другими зажимами.

Количество отверстий на разных макетных платах разное, но на наиболее распространенных макетных платах 10 вертикальных отверстий в каждом столбце (планки розеток) и два горизонтальных ряда в ряды (шины).

Общее количество столбцов как для горизонтальных, так и для вертикальных отверстий составляет 64. На макетной плате есть два разных типа областей, которые также известны как полоски, то есть полоски розетки и шины.

Шинные планки предназначены для подачи основного питания на схему, в то время как блоки розеток служат для удержания компонентов и схемы здания. Наиболее распространенный метод использования макета следующий.

  1. Подключение аккумуляторной батареи / питания к шине питания.
  2. Подключение заземления к шинной полосе.
  3. Соединение различных компонентов схемы вместе на планках розеток.
  4. Подключение аккумулятора и заземления к колодке розеток на главную цепь.
  5. Перемычки используются для соединения компонентов и аккумулятора.
  6. В некоторых случаях светодиоды используются как элемент защиты от импульсных токов.
  7. Компоненты можно соединять последовательно и параллельно. Однако необходимо убедиться, что подключение выполнено правильно. Параллельное соединение — это сквозное соединение компонентов на макетной плате, а последовательное соединение — сквозное.
  8. Подключение цепи тестирования через цифровой мультиметр (DMM).
  9. Для проверки напряжения провода цифрового мультиметра могут быть размещены на концах любых компонентов, и они будут отображать напряжение, проходящее через них.
  10. Что касается тока, то сначала необходимо изменить показания цифрового мультиметра на показания тока, а затем цепь должна быть разомкнута / разомкнута в точке, где необходимо проверить ток. Цифровой мультиметр помещается между разомкнутой клеммой и замкнутой клеммой цепи.

Макетные работы

Каковы Tвиды Bдоска для чтения?

Есть два основных типа макетов.

  1. Платы припоя: Паяльные платы — это платы, к которым должны быть припаяны все смонтированные компоненты для проверки подключения и производительности. Такие типы плат аналогичны стандартным печатным платам. Если перевернуть плату, можно заметить припаивание соединений к плате.
  2. Беспаечные платы: Беспаечные платы представляют собой обычные макеты белого цвета с многочисленными отверстиями. Такие платы просты в использовании, поскольку компоненты могут быть сняты с производства и вставлены при необходимости, чтобы создать безошибочную схему.

Типы макетов

Каковы преимущества печатной платы и макетной платы?

Ниже приведены основные преимущества использования макетов.

  1. Соединения компонентов могут быть быстро изменены для тестирования различных схемных схем на этапе их разработки.
  2. Процесс сборки очень быстрый и простой, потому что пайка не требуется.
  3. Почти все компоненты, такие как резистор, конденсатор и катушка индуктивности, также можно легко заменить.
  4. Амперметр можно разместить в любом месте схемы, просто сдвинув провода (разомкнув цепь, потянув за провода) на любом ответвлении. В то время как измерение тока на печатной плате потребует удаления медного слоя для размыкания цепи.

Ниже перечислены основные преимущества использования печатных плат.

  1. Печатная плата не может быть изменена, но постоянна, если устройство находится в рабочем состоянии.
  2. Пропускная способность печатной платы лучше по сравнению с обычной макетной платой.
  3. Ширина медных проводов может быть увеличена для пропускания большего тока.
  4. Для внешних подключений клеммы могут быть добавлены на печатную плату.
  5. Для увеличения жесткости печатной платы на нее также можно установить радиаторы.
  6. Печатные платы широко используются в электронной промышленности во всем мире.
  7. Печатная плата выглядит более аккуратно по сравнению с обычной макетной платой.
  8. Понять схему очень легко, если принять во внимание печатную плату, потому что нет петель или перекрытия проводов где-либо вокруг компонентов.
  9. Никто не станет покупать даже отличный рабочий гаджет, если его схема собрана на макетной плате, а простая схема с простой работой, построенная на печатной плате, предпочтительнее.

Печатная плата

Как рассчитать макетную плату Pрис?

Цена макета очень номинальная. Макетные платы легко доступны на рынке, и их цена колеблется от 2 до 10 долларов в зависимости от характеристик, расстояния, текущей емкости и т. Д.

Кроме того, цена макета с полной схемой зависит от схемы. Это потому, что разные схемы имеют разные компоненты.

При рассмотрении простой схемы с обычными компонентами, такими как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и светодиоды, будет номинальная цена, но схема с датчиками, переключателями и радиаторами будет немного дороже.

Следовательно, необходимо провести исследование цен на компоненты, которые будут использоваться в схеме.

Заключение

Теперь, когда все, что касается печатной платы и макета, ясно, мы можем легко понять, что есть время, когда печатная плата предпочтительнее, а когда следует выбирать макет для изготовления схемы.

Все зависит от создаваемой схемы, ее стадии и статуса проекта. Эти факторы помогают принять решение, использовать ли макетную плату или печатную плату.

Обычно при тестировании схемы и ее соединений предпочтительнее использовать макетную плату.

Таким образом возможно перемещение компонентов без воздействия на печатную плату, поскольку состав схемы не является постоянным.

Однако в этом случае допустимая нагрузка по току минимальна, и перед разработкой реальной платы, которая является постоянной, то есть печатной платы, необходимо лучше поработать.

Печатные платы используются в реальных электронных и электрических устройствах.

После того, как тестирование и работа схемы завершена путем ее формирования на макетной плате, ее печатная плата может быть спроектирована. Печатная плата — это постоянное устройство в электронных компонентах, потому что к ней припаяны компоненты.

Таким образом, использование печатных плат и макетов важно как по своим аспектам, так и по удобству использования и функциям.

PCBМай может помочь вам в производстве печатных плат и макетов, поэтому, если у вас есть запрос, отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected]

Беспаечные макетные платы — какие бывают и как устроены

Очень часто, люди не знакомые с современными технологиями, при слове «электроника» представляют у себя в голове человека с паяльником. И это неспроста. Действительно, почти все, кто занимаются электроникой и работотехникой умеют пользоваться этим волшебным орудием.

Но значит ли это, что для сборки электронного устройства необходим навык пайки? Ответ — нет! Все люди в мире от мала до велика знают, что перед тем, как создать что-либо, необходимо сначала создать макет этого «чего-либо», будь это макет здания, стадиона или даже небольшого сельского туалета. В электротехнике это называют прототипом.

Прототип — это работающая модель устройства. Именно для прототипированя нам и понадобится макетная плата.

Одноразовые монтажные платы

Монтажная плата — универсальная печатная плата для сборки и моделирования прототипов электронных устройств. Бывают односторонними и двухсторонними разных размеров.


Отверстия очень удобно подобраны по размерам выводов микросхем, а также других радиоэлементов. Поэтому очень удобно на таких макетных платах собирать и проверять радиоэлектронное устройство.

Обратная сторона таких макетных плат уже с готовыми устройствами будет выглядеть приблизительно вот так:

В чем же минусы монтажных плат? Лучше все-таки их использовать единожды, так как при многоразовом использовании у них могут отлетать пятачки, что приведет к их непригодности.

Беспаечные макетные платы (breadboard)

Видов беспаечных макетных плат существует множество. Они различаются количеством выводов, количеством шин, конфигурацией. Но устроены все они по одному принципу. Макетная плата состоит из пластикового основания со множеством отверстий, расположенных обычно со стандартным шагом 2,54 мм. С таким же шагом обычно располагаются ножки у выводных микросхем.

Отверстия нужны для того, чтобы вставлять в них выводы радиоэлементов или соединительные провода. Типичный вид макетной платы представлен на рисунке.

На рисунке ниже показан breadboard, на котором снято основание на нижней части. Как вы видите, на плате установлены ряды металлических пластин.

Каждая металлическая пластина имеет вид, приведенный на рисунке ниже. То есть, это не просто пластина, а пластина с клипсами, которые прячутся в пластиковой части монтажной платы. Именно в эти клипсы вы подключаете ваши провода.


То есть, как только вы подключили проводник к одному из отверстий в отдельном ряде, этот контакт будет одновременно подключен и к остальным контактам в отдельном ряде.

Обратите внимание, что на одной рельсе пять клипс. Это общепринятый стандарт. Большинство беспаечных макетных плат реализуются именно таким образом. То есть, вы можете подключить до пяти компонентов включительно к отдельной рельсе на breadboard’е и они будут связаны между собой. Но ведь на плате десять отверстий в ряде! Почему мы ограничены пятью контактами? Вы, наверное, обратили внимание, что по центру монтажной платы есть отдельная рельса без пинов? Эта рельса изолирует пластины друг от друга

.

На рисунке ниже показан светодиод, установленный на беспаечную макетную плату. Обратите внимание, что две ноги светодиода установлены на изолированных параллельных рельсах. В результате не будет замыкания контактов.


Теперь рассмотрим макетные платы бóльших размеров. На таких платах, как правило, предусматривают две вертикально расположенные рельсы. Так называемые рельсы для питания.

Эти рельсы аналогичны по исполнению с горизонтальными, но при этом соединены друг с другом по всей длине. При разработке проекта вам часто необходимо питание для многих компонентов. Именно эти рельсы используются для питания. Обычно их отмечают

«+» и «-» и двумя разными цветами — красным и голубым. Как правило, рельсы соединяют между собой, чтобы получить одинаковое питание по обоим сторонам макетки (смотрите на рисунке ниже). Кстати, нет необходимости подключать плюс именно к рельсе с обозначением «+», это исключительно подсказка, которая поможет вам структурировать ваш проект.

Центральная рельса без контактов изолирует две стороны беспаечной монтажной платы. Помимо изоляции, эта рельса выполняет вторую важную функцию. Большинство микросхем (ICs), изготавливаются в стандартных размерах. Для того, чтобы они занимали минимум места на монтажной плате, используется специальный форм-фактор под названием Dual in-line Package, или сокращенно –
DIP
.

У DIP-микросхем контакты расположены по двум сторонам и отлично садятся на две рельсы по центру макетной платы. Именно в этом случае изоляция контактов – отличный вариант, который позволяет сделать разводку каждого контакта микросхемы на отдельную рельсу с пятью контактами.

На рисунке ниже показана установка двух DIP микросхем. Сверху – LM358, ниже – микроконтроллер ATMega328, который используется во многих платах Arduino.

Наверняка вы обращали внимание, что на беспаечных монтажных платах нанесены числа и буквы возле строк (горизонтальных рельс) и столбцов (вертикальных рельс). Эти обозначения нанесены исключительно для удобства. Прототипы ваших устройств очень быстро обрастают дополнительными компонентами, а одна ошибка в подключении приводит к неработоспособности электрической схемы или даже к выходу из строя отдельных компонентов. Гораздо проще подключить контакт к рельсе, которая отмечена цифрой и буквой, чем отсчитывать контакты “на глаз”.

Когда вы разрабатываете электрическую схему, необязательно ограничиваться одной макеткой. На многих монтажных платах предусмотрены специальные пазы и выступы по бокам. С помощью этих слотов, вы можете соединить несколько breadboard’ов и сформировать необходимое для вас рабочее пространство. На рисунке ниже показаны четыре беспаечных макетных платы, соединенных вместе.

На некоторых монтажных беспаечных платах предусмотрена самоклеющаяся основа на задней части. Очень полезная особенность, если вы хотите надежно установить макетку на какой-то поверхности.

На некоторых больших макетках вертикальные рельсы, на которые подается питание, состоят из двух изолированных друг от друга частей (например, макетка на 830 контактов).

Очень удобно, если в вашем проекте надо два разных источника питания: например, 3.3 В и 5 В.

Но надо быть предельно осторожным и перед использованием breadboard’а подключить один источник питания и проверить напряжение на двух концах вертикальной рельсы с помощью мультиметра.

Беспаечная макетная плата

Радиоэлектроника для начинающих

Для налаживания и тестирования самодельных электронных устройств радиолюбители используют так называемые макетные платы. Применение макетной платы позволяет проверить, наладить и протестировать схему ещё до того, как устройство будет собрано на готовой печатной плате.

Это позволяет избежать ошибок при конструировании, а также быстро внести изменения в разрабатываемую схему и тут же проверить результат. Понятно, что макетная плата, безусловно, экономит кучу времени и является очень полезной в мастерской радиолюбителя.

Прогресс и развитие электроники также затронул и макетные платы. В настоящее время можно без особых проблем приобрести беспаечную макетную плату.

В чём плюсы такой беспаечной макетной платы? Самый важный плюс беспаечной монтажной платы – это отсутствие процесса пайки при макетировании схемы.

Это обстоятельство значительно сокращает процесс макетирования и отладки устройств. Собрать схему на беспаечной монтажной плате можно буквально за пару минут!

Как устроена беспаечная макетная плата?

Беспаечная макетная плата состоит из пластмассового основания в котором имеется набор токопроводящих контактных разъёмов. Этих контактных разъёмов очень много.

В зависимости от конструкции макетной платы контактные разъёмы объединяются в строки, например, по 5 штук. В результате образуется пятиконтактный разъём.

Каждый из разъёмов позволяет подключать к нему выводы электронных компонентов или токопроводящих проводников диаметром, как правило, не более 0,7 мм.

Но, как говориться, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Вот так выглядит беспаечная макетная плата EIC-402 для монтажа без пайки на 840 точек. Таким образом, данная макетная плата содержит 840 контактных разъёмов!

Основа макетной платы – ABS пластик. Контактные разъёмы выполнены из фосфористой бронзы и покрыты никелем. Благодаря этому, контактные разъёмы (точки) рассчитаны на 50 000 циклов подключения/отключения. Контактные разъёмы позволяют подключать выводы радиодеталей и проводники диаметром от 0,4 до 0,7 мм.

А вот так выглядит отладочная плата для микроконтроллеров серии Pic, собранная на беспаечной макетной плате.


Как видим, беспаечная макетная плата позволяет устанавливать резисторы, конденсаторы, микросхемы, светодиоды и индикаторы. Невероятно просто и удобно.

С помощью беспаечной макетной платы изучение электроники превращается в увлекательный процесс. Принципиальные схемы собираются на макетке без лишнего труда. Всё настолько просто, как если бы вы играли с конструктором LEGO.

В зависимости от «крутизны» беспаечной макетной платы она может комплектоваться набором соединительных проводников (проводов-джамперов), дополнительных разъёмов и пр.

Несмотря на все «плюшки» основным показателем качества беспаечной макетной платы всё же является качество контактных разъёмов и их количество. Тут всё понятно, чем больше контактных точек (разъёмов), тем более сложную схему можно смонтировать на такой плате.

Качество разъёмов также важно, ведь от частого использования разъёмы могут потерять свои упругие свойства, а это в будущем приведёт к плохому качеству контакта.

Советы по использованию беспаечных макетных плат

  • Поскольку разъёмы макетной платы позволяют подключать проводники диаметром не более 0,4-0,7 мм, то попытки «затолкнуть» толстые выводы деталей могут привести лишь к порче контакта. В таком случае к выводам радиоэлементов, имеющим достаточно большой диаметр, например, как у мощных диодов, лучше припаять или намотать провод меньшего диаметра и уже тогда подключать элемент к макетной плате.
  • Если планируется макетирование достаточно сложной схемы с большим количеством элементов, то площади беспаечной макетной платы может и не хватить. В таком случае схему лучше разделить на блоки, каждый из которых нужно собрать на отдельной макетной плате и затем соединить блоки в единое устройство с помощью соединительных проводников. Понятно, что в таком случае понадобится дополнительная макетная плата.
  • Как правило, макетная плата с набором соединительных проводников разной длины (проводов-джамперов) стоит дороже обычных беспаечных плат, которые такими проводниками не комплектуются. Но это не беда. В качестве соединительных проводников можно использовать и обычный провод в изоляции.
    Например, прекрасно подходит для таких целей весьма распространённый и доступный по цене провод КСВВ 4х0,4, который используется для монтажа охранно-пожарной сигнализации. Этот провод имеет 4 жилы, каждая из которых покрыта изоляцией. Диаметр самой медной жилы без учёта изоляции составляет 0,4 мм. Изоляция с такого провода легко снимается кусачками, а медный провод не покрыт лаковым покрытием.
    Из одного метра такого кабеля можно наделать целую уйму соединительных проводников разной длины. Кстати, на фотографиях макетной платы, показанных выше, для соединения радиодеталей использовался как раз провод КСВВ.
  • Макетную плату следует оберегать от пыли. Если макетка долгое время не используется, то на её поверхности оседает пыль, которая забивает контактные разъёмы. В дальнейшем это приведёт к плохому контакту и макетку придётся чистить.
  • Беспаечные макетные платы не предназначены для работы с напряжением 220 вольт! Также стоит понимать, что макетирование и проверка работы сильноточных схем на беспаечной макетной плате может привести к перегреву контактных разъёмов.

Экранирование макетной платы

Обилие соединительных проводников и сама конструкция макетной платы при работе собранного устройства провоцирует так называемые «паразитные связи». По-простому их называют «наводками» или помехами. Эти помехи отрицательно влияют на работу схемы, собранной на макетке.

Чтобы избежать этого общий провод (GND) схемы электрически соединяют с металлической подложкой. Сама подложка закрепляется на нижней части беспаечной макетной платы. Кстати, в упаковке вместе с беспаечной макетной платой EIC-402 имелась и металлическая пластина.

На вид она выполнена то ли из алюминия, то ли из дюраля.

Подготовка беспаечной макетной платы перед работой

Перед тем, как начать макетировать схему на новой беспаечной макетной плате не лишним будет «прозвонить» контактные разъёмы мультиметром. Это нужно для того, чтобы узнать, какие точки-разъёмы соединены между собой.

Дело в том, что точки (разъёмы) на макетной плате соединены на макетной плате особым образом. Так, например, беспаечная макетная плата EIC-402 имеет 4 независимые контактные зоны.

Две по краям – это шины питания (плюсовая «+» и минусовая «»), они маркированы красной и синей линией вдоль контактных точек.

Все точки шины электрически соединены между собой и, по сути представляют собой один проводник но с кучей точек-разъёмов.

Центральная область разделена на две части. Посередине эти две части разделяет своеобразная канавка. В каждой части 64 строки по 5 точек-разъёмов в каждой. Эти 5 точек-разъёмов в строке электрически соединены между собой.

Таким образом, если установить, например, микросхему в корпусе DIP-8 или DIP-18 по центру макетной платы, то к каждому её выводу можно подключить либо 4 вывода радиоэлементов, либо 4 соединительных проводника-джампера.

Также для подключения останутся доступны шины питания с обеих сторон макетной платы. Объяснить это на словах достаточно сложно. Конечно, лучше увидеть это вживую и вдоволь наиграться с беспаечной макетной платой.

Вот такую схему я собрал на беспаечной плате. Это простейшая отладочная макетная плата для микроконтроллеров серии PIC. На ней установлен микроконтроллер PIC16F84 и элементы обвязки: индикатор, кнопки, зуммер…

Макетную плату для монтажа без пайки удобно использовать для быстрой сборки измерительных схем, например, для проверки ИК-приёмника.

Такие платы можно приобрести не только на радиорынках, но и купить в интернете.

Дешёвые беспаечные макетные платы можно приобрести на AliExpress.com. О том, как покупать радиодетали и наборы на AliExpress, я рассказывал тут.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Макетная плата для монтажа с пайкой и без

При разработке новой конструкции не имеет смысла сразу выполнять монтаж на печатной плате – достаточно собрать все детали во временную схему, провести испытания и «на лету» вносить изменения.

В этом деле неоценимую помощь оказывает макетная плата, о которой рассказано в этой статье.

Виды макетных плат

  • Существует большое количество видов макетных плат (или монтажных плат), но все они делятся на две группы:
    • Беспаечные макетные платы;
  • • Макетные платы для пайки.

Есть и еще интересный вариант – платы для монтажа накруткой. Однако этот метод сегодня не слишком распространен и говорить о нем мы не будем.

Беспаечная макетная плата

Устройство макетной платы такого типа простое. Ее основой является пластиковый корпус с большим количеством отверстий на верхней плоскости.

В отверстиях расположены контактные разъемы для установки деталей.

Разъемы допускают установку контактов и проводов диаметром до 0,7 мм, расстояние между ними – стандартное 2,54 мм, что позволяет устанавливать транзисторы и микросхемы в DIP-корпусах.

Разъемы соединены друг с другом особым образом – в вертикальные строки по 5 штук, также на многих платах есть выделенные шины питания – в них разъемы соединены на всю длину платы (по горизонтали), и обозначены синей (-) и красной (+) чертами. Физически разъемы и шины выполнены в виде металлических контактов, вставленных с обратной стороны платы, и закрытых защитной наклейкой.

Существуют беспаечные макетные платы разных размеров – от 105 до 2500 и более контактных точек. Для удобства на плате может быть нанесена координатная сетка. Многие платы устроены по типу конструктора – несколько штук могут собираться в одну большую плату, что позволяет прототипировать конструкции модулями.

Печатные макетные платы

Такие платы устроены аналогично печатным, но за единственным отличием: в макетной плате выполнена или сетка из отверстий с расстоянием 2,54 мм (с контактными площадками или без них), или стандартный рисунок (например, под макетирование устройств на микросхемах), или то и другое сразу. Причем бывают платы односторонние и двухсторонние.

Печатная и беспаечная макетная плата: как пользоваться?

Монтаж на макетной плате без пайки сводится к установке деталей в разъемы и их соединение перемычками (специальными или самодельными). При этом следует помнить, что разъемы в строках соединены и ошибка может привести к короткому замыканию.

Как пользоваться макетной платой для пайки объяснять не нужно: достаточно вставить детали в отверстия, и пайкой соединить их друг с другом и с перемычками. Но следует выполнять пайку аккуратно, так как при частом перегреве контактные площадки и дорожки отслаиваются от платы.

Какую макетную плату выбрать?

Наиболее проста в применении беспаечная плата, поэтому она сегодня очень популярна, и о том, как работать с макетной платой без пайки, знают даже начинающие радиолюбители.

Кроме того, платы долговечны и очень надежны.

Печатные монтажные платы более сложны в работе, так как требуют пайки, однако они имеют важное преимущество: на ней можно макетировать окончательный вариант монтажа на постоянной печатной плате.

Поэтому не лишним будет иметь оба типа макетных плат и использовать их в зависимости от ситуации. Ах да а макетные платы купить можно здесь.

С н/п Владимир Васильев

P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!

Как пользоваться макетной платой (breadboard)

Часто для того чтобы быстро собрать макет какой-нибудь электронной схемы на столе, удобно воспользоваться макетной платой, которая позволяет обойтись без пайки.

И лишь затем, когда вы убедитесь в работоспособности своей схемы, можно озаботиться созданием печатной платы с пайкой.

Для человека, только начинающего познавать мир электроники, совсем не очевидным может быть использование такого инструмента как макетная плата или «бредборд» (breadboard). Давайте посмотрим, что же такое макетная плата и как с ней работать.

Видов макетных плат существует множество. Они различаются количеством выводов, количеством шин, конфигурацией. Но устроены все они по одному принципу.

Макетная плата состоит из пластикового основания со множеством отверстий, расположенных обычно со стандартным шагом 2,54 мм. С таким же шагом обычно располагаются ножки у выводных микросхем.

Отверстия нужны для того, чтобы вставлять в них выводы радиоэлементов или соединительные провода. Типичный вид макетной платы представлен на рисунке.

Различные виды макетных плат (breadboard)

Своё английское название – breadboard («доска для хлеба») – такой вид плат получил из-за сравнения с доской для нарезки хлеба: она подходит для быстрого «приготовления» несложных схем.

Также существуют макетные платы под пайку. Отличаются они тем, что сделаны обычно из стеклотекстолита, а их металлизированные площадки хорошо подходят для пайки проводов и выводных радиоэлементов к ним. В этой статье мы не рассматриваем такие платы.

2 Устройствомакетной платы

Давайте посмотрим, что внутри у макетной платы. На рисунке слева показан общий вид платы. На правой части рисунка цветом обозначены шины-проводники.

Синий цвет – это «минус» схемы, красный – «плюс» , зелёный – это проводники, которые вы можете использовать по своему усмотрению для соединений частей электрической схемы, собираемой на макетной плате. Обратите внимание, что центральные отверстия соединены параллельными рядами поперёк макетной платы, а не вдоль.

В отличие от шин питания, которые размещены по краю макетной платы вдоль её краёв. Как видно, имеется две пары шин питания, что позволяет при необходимости подавать на плату два разных напряжения, например, 5 В и 3,3 В.

Устройство макетной платы (breadboard)

Две группы поперечных проводников разделены широкой бороздкой. Благодаря этому углублению на макетную плату можно ставить микросхемы в DIP-корпусах (корпусах с «ножками»). Как на рисунке ниже:

Микросхема на макетной плате

Существуют также радиоэлементы для поверхностного монтажа (их «ножки» при монтаже вставляются не в отверстия в печатной плате, а припаиваются прямо на её поверхность). Их использовать с подобной макетной платой можно лишь со специальными переходниками – прижимными или под пайку.

Универсальные переходники называются «панели с нулевым усилением» или ZIF-панели, используя иностранную терминологию. Такие переходники бывают чаще всего под 8-выводные микросхемы и под 16-выводные микросхемы. Пример таких элементов и такого переходника показан на иллюстрации.

Универсальная панель для установки безвыводных элементов на макетную плату без пайки

Цифры и буквы на макетной плате нужны для того, чтобы вы легче могли ориентироваться на плате, а в случае необходимости – нарисовать и подписать свою принципиальную схему.

Это иногда может пригодиться при монтаже больших схем, особенно если вы монтируете по описанию.

Пользоваться ими примерно так же, как буквами и цифрами на шахматной доске, например: подключаем вывод резистора в гнездо E-11 и т.п.

3 Собираем схемуна макетной плате

Для приобретения навыка работы с макетной платой соберём простейшую схему, как показано на рисунке. «Плюс» батарейки подключим к плюсовой шине макетной платы, «минус» – к отрицательной шине. Яркие красные и чёрные линии – это соединительные провода, а бледные полупрозрачные – это соединения, которые обеспечивает макетная плата, они показаны для наглядности.

Схема, собранная на макетной плате

В правой части рисунка приведена эквивалентная принципиальная схема. Если схема собрана верно, то при нажатии на кнопку светодиод должен светиться. Вы видите, что не потребовалось брать в руки паяльник, чтобы собрать электрическую схему. Использование бредборда – это быстро и удобно.

Полезные советы

  • Для быстрого расчёта номинала резистора, подходящего к выбранному вами источнику питания, можно воспользоваться онлайн-калькулятором расчёта светодиодов.
  • Попробуйте собрать несколько несложных схем, чтобы закрепить навыки использования макетной платы.
  • Скачать схему с макетной платой и светодиодом в формате программы Fritzing:

Макетная плата

Эта статья должна быть полностью переписана.На странице обсуждения могут быть пояснения.

Пустая макетная плата
Две самодельных макетных платы для микроконтроллера ATmega8 в процессе травления. На левой плате: сверху место для силовых транзисторов, под ним разъём программатора. В центре место для микросхемы, слева от неё — место для кварца. По кромке платы проведены дорожки питания и «земли».

Макетная плата — универсальная печатная плата для сборки и моделирования прототипов электронных устройств. Макетные платы подразделяются на два типа: для монтажа посредством пайки и без таковой.

Потребность в макетных платах

При создании прототипов электронных устройств приходится сталкиваться с рядом проблем.

  • Плату необходимо конструировать и изготавливать, а при ошибке в схеме, возможно, переделывать.
  • Для создания единственного экземпляра макетного устройства часто печатную плату делать невыгодно.
  • Если схемы на аналоговых элементах и микросхемах низкой степени интеграции можно было делать навесным монтажом, микропроцессорные устройства выполнять таким образом сложно.

Особенно страдают радиолюбители: не имея особых навыков в проектировании схем, они больше вынуждены полагаться на «метод тыка». Чтобы разрешить это противоречие, промышленность выпускает широкий диапазон макетных плат — плат с проведёнными на них короткими дорожками. Соединяя дорожки проводниками, радиолюбитель получает нужную ему схему.

Разновидности

Есть несколько различных типов макетных плат:

  • Универсальные — имеют исключительно металлизированные отверстия, которые разработчик должен соединять перемычками.
  • Для цифровых устройств — намечены возможные места для микросхем, по всей плате проведены шины питания.
  • Специализированные — для устройств на микросхеме конкретной модели. На таких платах есть как заранее разведённые стандартные цепи, так и матрица отверстий и дорожек для нестандартных. Например, для микроконтроллерных устройств стандартными цепями будут посадочное место для микросхемы, питание, «земля», кварцевый резонатор и линии внутрисхемного программирования.

Макетные платы для монтажа в гнёзда

Макетная плата на основе гнёзд с шагом 2,54 мм (0,1 дюйма) для сборки прототипа без пайки

В таких макетных платах имеются тысячи отверстий, электрически связанных между собой, например, с помощью металлических полосок. Выводы радиодеталей и микросхем вставляются в эти отверстия, а затем соединяются перемычками — кусочками зачищенных проводов. Длинные ряды контактов вверху, посередине и внизу платы — шины питания. Они служат для соединения многочисленных точек схемы с источником питания и «землёй». Под каждым отверстием расположены упругие контакты специальной формы, обычно из никелевых сплавов для обеспечения высокой проводимости и долговечности соединений. Каждый контакт макетной платы может выдерживать более 10 тыс. циклов установки и удаления компонентов с выводами диаметром от 0,3 до 0,8 мм.[1] Расстояние между отверстиями составляет 2,54 мм, что является стандартным расстоянием между выводами большинства транзисторов и микросхем в DIP-корпусах (резисторы, конденсаторы и другие радиодетали обычно имеют гибкие длинные выводы, которые можно установить с иным шагом). Для некоторых микросхем в миниатюрных корпусах для поверхностного монтажа производятся платы-модули, позволяющие устанавливать их без пайки в предназначенные для DIP-компонентов макетные платы[2]. На многих платах для удобства работы нанесена координатная сетка.

Макетные платы могут быть наращиваемыми: на их боковых гранях расположены пазы для соединения нескольких плат в более крупную.

См. также

  • Монтаж проводов накруткой

Литература

  • П.Хоровиц, У.Хилл, «Искусство схемотехники» т.2, 1986, стр.244-249

Примечания

  1. ↑ Features of WISH Solderless Breadboard Архивная копия от 14 марта 2013 на Wayback Machine Wisher Enterprise Co., Ltd.
  2. ↑ Arduino Nano — миниатюрный модуль с процессором ATmega
Это заготовка статьи об электронике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Как быстро собрать схему на беспаечных макетных платах

Как быстро собрать схему на беспаечных макетных платах

Макетная плата — универсальная печатная плата для сборки и моделирования прототипов электронных устройств. Макетные платы подразделяются на два типа: для монтажа посредством пайки и без таковой.

Давайте рассмотрим устройство и назначение беспаечных макетных плат. В чем их преимущество перед другими видами сборки, и как с ними работать, а также какие схемы можно быстро собрать на них новичку.

Предыстория

Первой проблемой с которой сталкивается радиолюбитель это даже не отсутствие теоретических знаний, а отсутствия средств и знаний о способах монтажа электронных устройств. Если вы не знаете как работает та или иная деталь, это не помешает вам подключить её по схеме электрической принципиальной, а вот чтобы наглядно и качественно собрать схема нужна печатная плата. Чаще всего их изготавливают по методу ЛУТ, но лазерный принтер есть не у всех. Наши отцы и деды рисовали платы вручную лаком для ногтей или краской, а потом их вытравливали.

Здесь новичка настигает вторая проблема — отсутствие реактивов для травления. Да, безусловно, хлорное железо продается в каждом магазине радиоэлектронных компонентов, но на первых порах и так нужно много всего приобрести и изучить, что уделить внимания технологии травления плат из фольгированного текстолита или гетинакса просто сложно. Да и не только новичкам, но и опытным радиолюбителям порой нет смысла травить плату и тратить средства на недоработанное изделие на этапах его наладки.

Чтобы избежать проблем с поиском хлорного железа, текстолита, принтера и не получить от жены (мамы) за несанкционированное использование утюга, можно практиковаться в монтаже электронных устройств на беспаечных макетных платах.

Что такое беспаечная макетная плата?

Как видно из названия это такая плата, на которой можно собрать макет устройства без использования паяльника. Макетка — так её называют в народе — в магазинах присутствует разных размеров и модели несколько отличаются по компоновке, но принцип действия и внутреннее их устройство одинаковы.

Макетная плата состоит из корпуса из ABS пластика, в котором расположены разъёмные соединения, которые напоминают сдвоенные металлические шины между которыми зажимается проводник. На лицевой части корпуса отверстия, пронумерованные и промаркированные, в них можно вставлять провода, ножки микросхема, транзисторов и других радиодеталей в корпусах с выводами. Взгляните на картинку ниже, на ней я всё это изобразил.

На рассмотренной печатной плате крайние два столбца отверстий с каждой из сторон объединили вертикально общими шинами, из которых обычно формируют шину плюсового контакта источника питания и минусовую (общую шину). Обычно обозначаются красной и синей полосой по краю платы плюс и минус соответственно.

Средняя часть платы разделена на две части, каждая из частей объедены по строчно по пять отверстий в ряд на данной конкретной плате. На рисунке изображено схематическое соединение отверстий (черными сплошными линиями).

Внутренняя структура платы изображена на рисунке ниже. Сдвоенные шины зажимают проводники, что и проиллюстрированно. Жирными линиями обозначены внутренние соединения.

Такие платы в англоязычной среде называются Breadboard именно по такому названию вы сможете найти её на aliexpress и подобных интернет магазинах.

Как с ней работать?

Просто в отверстия вставляете ножки электронных компонентов, соединяя между собой детали по горизонтальным линиям, а с крайних вертикальных подаёте питание. Если нужна перемычка часто используют специальные с тонкими штекерами на конца, в магазинах их можно встретить под название «перемычки dupont» или перемычки для ардуино, её кстати тоже можно вставить в такую макетку и собирать свои проекты.

Если вам не хватило размеров одной макетной платы вы можете совместить несколько, он словно пазлы вставляются друг в друга, обратите внимание на первой картинке в статье схема собрана на двух соединенных платах. На одной из них есть шип, а на другой выемка, скошенные от наружной части к корпусу платы, чтобы конструкция не развалилась.

Сборка простых схем на макетной плате

Начинающему радиолюбителю важно быстро собрать схему чтобы убедиться в работоспособности и понять как она работает. Давайте рассмотрим как выглядят разные схемы на макетной плате.

Схема симметричного мультивибратора советуется как первая многим новичкам, она позволяет научиться соединять детали последовательно и параллельно, а также определять цоколевку транзисторов. Её можно собрать навесным монтажом или развести печатную плату, но это требует пайки, а навесной монтаж несмотря на свою простоту, на самом деле очень сложен для начинающих и чреват замыканиями или плохим контактом.

Посмотрите как просто она выглядит на беспаечной макетной плате.

Кстати обратите внимание здесь не использовались перемычки Dupont. Вообще, их не всегда можно найти в радиомагазинах, а особенно в магазинах маленьких городов. Вместо них можно использовать жилы от интернет-кабеля (Витая пара) они в изоляции, а жила не покрыта лаком, что позволяет быстро оголить конец кабеля, сняв небольшой слой изоляции и вставить в разъём на плате.

Соединять вы можете детали как угодно, лишь бы обеспечить нужную цепь, вот та же схема, но собрана слегка иначе.

Кстати для описания соединений вы можете пользоваться маркировкой платы, столбцы обозначают буквами, а строки цифрами.

Для ваших конструкций встречаются такие блоки питания, на них есть штекера которые монтируются в беспаечную плату подключаясь к шинам «+» и «-». Это удобно, на нём есть выключатель и линейный малошумящий стабилизатор напряжения. В целом вам не составит труда развести такую плату самому и собрать её.

Вот так можно подключить светодиод, например для его проверки. На картинке изображена более “продвинутая” версия печатной платы с зажимными клеммами для подключения источника питания. Анод светодиода подключен к плюсу питания (красная шина) а катод на горизонтальную шину рабочей области, где и соединен с токоограничительным резистором.

Источник питания на линейном стабилизаторе типа L7805, или любой другой микросхеме серии L78xx, где хх — нужное вам напряжение.

Собранная схема пищалки на логике. Правильное название такой схемы — Генератор импульсов на логических элементах типа 2и-не. Сначала ознакомьтесь со схемой электрической принципиальной.

В качестве логической микросхемы подойдет отечественная К155ЛА3, либо иностранная типа 74HC00. Элементы R и C задают рабочую частоту. Вот её реализация на плате без пайки.

Справа заклееный белой бумажкой — буззер. Его можно заменить светодиодом, если уменьшить частоту.

Чем больше Сопротивление ИЛИ ёмкость — тем меньше частота.

А вот так выглядит типовой проект Ардуинщика на стадии тестирования и разработки (а иногда и в конечном виде, зависит от того насколько он ленив).

Собственно благодаря проекту Arduino в последнее время популярность “бредбордов” существенно возросла. Они позволяют быстро собирать схемы и проверять их работоспособность, а также использовать в качестве разъёма при перепрошивке микросхем в DIP корпусе, и в других корпусах, если есть переходник.

Ограничения беспаечной макетной платы

Несмотря на свою простоту и очевидные преимущества перед пайкой, беспаечные макетки имеют и ряд недостатков. Дело в том что не все цепи нормально работают в такой конструкции, давайте рассмотрим подробнее.

Перегрузка и паразитные составляющие

На беспаечных макетных платах не рекомендуется собирать мощные преобразователи, а особенно импульсные схемы. Первые не будут нормально работать по причине токовой пропускной способности контактных дорожек. Не стоит залазить за токи более 1-2 Ампер, хотя в интернете встречаются и сообщения о том что включают и 5 Ампер, делайте сами выводы и экспериментируйте.

Импульсные схемы могут и вовсе не заработать по причине большого числа паразитных емкостей и индуктивностей в схеме. Расположение шин такое, что они проходят вдоль друг друга и имеют достаточно большую площадь. Это вызывает лишние наводки и не улучшает стабильность работы импульсных и прецизионных схем.

Электробезопасность

Не стоит забывать и о том, что высокое напряжение опасно для жизни. Макетирование устройств работающих, например от 220 В ЗАПРЕЩЕНО категорически. Хоть и выводы закрыты пластиковой панелью, но куча проводников и перемычек могут привести к случайному замыканию или поражению электрическим током!

Заключение

Беспаечная макетная плата годится для простых схем, аналоговых схем которые не предъявляют высоких требованиям к электрическим соединениям и точности, автоматики и цифровых схем, которые не работают на высоких скоростях (ГигаГерцы и десятки МегаГерц — это уже слишком). При этом высокое напряжение и токи опасны и в таких целях лучше использовать навесной монтаж и печатные платы, при этом новичку не следует производить и навесного монтажа таких цепей. Стихия беспаечных макетных плат — простейшие схемы до десятка элементов и любительские проекты на Ардуино и других микроконтроллерах.

Ранее ЭлектроВести писали, что на главном автошоу Европы во Франкфурте Volkswagen наконец официально представит свой первый серийный электромобиль, спроектированный и построенный с нуля. ID.3 будет выпускаться с тремя вариантами аккумуляторов, обеспечивающими запас хода от 330 до 550 км.

По материалам: electrik.info.

Сборка простых резисторных схем

Добавлено 6 января 2021 в 21:50

Сохранить или поделиться

Изучая электричество, возможно, вы захотите собирать свои собственные схемы, используя резисторы и батареи. Некоторые варианты сборки схем доступнее, а некоторые проще, чем другие. В данном разделе я исследую пару методов сборки, которые помогут вам собирать схемы, не только показанные в этой главе, но и более сложные схемы.

Использование для сборки схемы перемычек с зажимом типа «крокодил»

Если всё, что мы хотим собрать, – это простая схема с одним аккумулятором и одним резистором, мы можем легко использовать перемычки с зажимом типа «крокодил»:

Рисунок 1 – Схема с одним аккумулятором и одним резистором

Провода перемычек с пружинными зажимами типа «крокодил» на каждом конце обеспечивают безопасный и удобный метод электрического соединения компонентов.

Если бы мы хотели собрать простую последовательную схему с одной батареей и тремя резисторами, можно было бы применить ту же технику сборки «точка-точка» с использованием перемычек:

Рисунок 2 – Одна батарея и три резистора

Использование беспаечной макетной платы для более сложных схем

Однако этот метод оказывается непрактичным для гораздо более сложных схем из-за неудобства перемычек и физической хрупкости их соединений. Более распространенным методом временной сборки у любителей является беспаечная макетная плата, устройство из пластика с сотнями подпружиненных соединительных разъемов, соединяющих вставленные концы компонентов и/или отрезки проводов. Ниже показана фотография реальной макетной платы, за которой следует иллюстрация, показывающая простую последовательную схему, построенную на ней:

Рисунок 3 – Беспаечная макетная платаРисунок 4 – Простая последовательная схема в беспаечной макетной плате

Под каждым отверстием на макетной плате находится металлический пружинный зажим, предназначенный для захвата вставленного провода или вывода компонента. Эти металлические пружинные зажимы соединяются под лицевой стороной макетной платы, обеспечивая соединение между вставленными выводами. Пять отверстий в каждом вертикальном столбце соединены между собой внутри платы (рисунок ниже):

Рисунок 5 – Соединение отверстий внутри макетной платы

Сборка последовательной схемы на макетной плате

Таким образом, когда провод или вывод компонента вставляется в отверстие на макетной плате, в этом столбце появляются еще четыре отверстия, обеспечивающие потенциально возможные точки подключения к другим проводам и/или выводам компонентов. В результате получается чрезвычайно гибкая платформа для временной сборки схем. Например, схема с тремя резисторами, показанная на рисунке 4, может быть собрана на макетной плате следующим образом:

Рисунок 6 – Схема из трех резисторов в макетной плате

Сборка параллельной схемы на макетной плате

На беспаечной макетной плате так же легко собрать и параллельную схему:

Рисунок 7 – Макет параллельной схемы

Ограничения в использовании беспаечных макетных плат

Однако у беспаечных макетных плат есть свои ограничения. В первую очередь, они предназначены только для временной сборки. Если вы возьмете макетную плату, перевернете ее и встряхнете, любые подключенные к ней компоненты обязательно расшатываются и могут выпасть из соответствующих отверстий.

Кроме того, эти макетные платы ограничены схемами с довольно низкими токами (менее 1 А). Их пружинные зажимы имеют небольшую площадь контакта и поэтому не могут выдерживать высокие токи без перегрева.

Пайка или обмотка проводов

Для большей надежности можно выбрать пайку или обмотку проводов. Эти методы включают прикрепление компонентов и проводов к какой-либо конструкции, обеспечивающей надежную механическую установку (например, на гетинаксовой или стеклотекстолитовой плате с просверленными в ней отверстиями, почти как на беспаечной макетной плате, но без внутренних пружинных зажимов), а затем подключение проводников к закрепленным выводам компонентов.

Пайка – это форма низкотемпературной сварки с использованием сплава олово/свинец или олово/серебро, который при плавке электрически связывает медные объекты (выводы компонентов, провода и т.п.). Для соединения компонентов вместе служат припаянные к выводам этих компонентов концы проводов или маленькие медные «контактные площадки», прикрепленные к поверхности печатной платы.

При обмотке проводов небольшой провод плотно наматывается на выводы компонентов, а не припаивается к выводам или медным площадкам; и натяжение этого намотанного провода обеспечивает надежное механическое и электрическое соединение компонентов вместе.

Печатные платы (PCB)

Ниже показан пример макетной печатной платы (PCB, printed circuit board), предназначенной для сборки макетов схем:

Рисунок 8 – Макетная печатная плата

Эта плата показана медной стороной вверх: стороной, на которой выполняется вся пайка. Каждое отверстие для пайки окружено небольшим металлическим слоем меди. Все отверстия на этой конкретной плате независимы друг от друга, в отличие от отверстий на беспаечной макетной плате, которые соединены вместе группами по пять штук.

Но также существуют и доступны печатные макетные платы с той же схемой подключения с 5 отверстиями, что и беспаечные макетные платы.

Промышленные печатные платы содержат медные дорожки, нанесенные на подложку из гетинакса или стеклотекстолита, чтобы сформировать заранее спроектированные пути соединения, которые работают как провода в цепи. Ниже показан пример такой платы, это устройство фактически представляет собой схему «источника питания», предназначенную для получения переменного напряжения 120 вольт от бытовой розетки и преобразования его в низковольтное постоянное напряжение.

Рисунок 9 – Печатная плата с заранее спроектированными соединительными дорожками

Вид на нижнюю часть платы показывает медные «дорожки», соединяющие компоненты вместе, а также серебристый припой, прикрепляющий выводы компонентов к этим дорожками:

Рисунок 10 – Нижнаяя сторона печатной платы

Спаяная или обмотанная проволокой схема считается постоянной: то есть она вряд ли случайно развалится. Однако эти методы сборки иногда считаются слишком постоянными. Если кто-то захочет заменить компонент или существенно изменить схему, он должен потратить немало времени на разборку соединений. Кроме того, как пайка, так и обмотка проводов требуют специальных инструментов, которые могут быть недоступны сразу.

Клеммные колодки

Альтернативная технология сборки, используемая повсеместно, – это клеммные колодки. Клеммные колодки состоят из отрезка непроводящего материала с несколькими небольшими металлическими стержнями, встроенными внутрь. Каждый металлический стержень имеет, по крайней мере, один крепежный винт или другой крепеж, под которым может быть закреплен провод или вывод компонента.

Несколько проводов, скрепленных одним винтом, электрически являются общими друг с другом, как и провода, прикрепленные к нескольким винтам на одной шине. На следующей фотографии показан один из вариантов клеммной колодки с несколькими подключенными проводами.

Рисунок 11 – Клеммная колодка

Еще одна клеммная колодка меньшего размера показана на следующей фотографии. У этого типа, иногда называемого «европейским», винты немного утоплены, чтобы предотвратить случайное замыкание между клеммами отверткой или другим металлическим предметом:

Рисунок 12 – «Европейская» клеммная колодка

Сборка схемы на клеммной колодке

На следующем рисунке показана схема с одной батареей и тремя резисторами, собранная на клеммной колодке:

Рисунок 13 – Сборка последовательной цепи на клеммной колодке

Если в клеммной колодке для фиксации компонентов и концов проводов используются крепежные винты, то для закрепления новых соединений или разрыва старых соединений не потребуется ничего, кроме отвертки. В некоторых клеммных колодках используются подпружиненные зажимы (аналогичные беспаечной макетной плате, но с повышенной прочностью), которые зажимаются и отжимаются с помощью отвертки в качестве толкателя (без завинчивания). Электрические соединения, устанавливаемые клеммной колодкой, достаточно надежны и подходят как для постоянной, так и для временной сборки.

Перевод принципиальной схемы в компоновку схемы

Один из важных навыков для любого, кто интересуется электричеством и электроникой, – уметь «переводить» принципиальную схему в реальную компоновку схемы, где компоненты могут быть ориентированы по-разному.

Принципиальные схемы обычно рисуются для максимальной удобочитаемости (за исключением тех немногих примечательных примеров, нарисованных так, чтобы создать максимальную путаницу!), но при практической сборке схем часто требуется другая ориентация компонентов. Сборка простых схем на клеммных колодках – это один из способов развить навык пространственного мышления «растягивать» провода для создания тех же соединительных путей.

Преобразование простой параллельной схемы в компоновку схемы

Рассмотрим случай параллельной схемы с одной батареей и тремя резисторами, построенной на клеммной колодке:

Рисунок 14 – Схема из одной батареи и трех параллельных резисторов на клеммной колодке

Переход от красивой, аккуратной принципиальной схемы к реальной схеме (особенно когда подключаемые резисторы физически расположены линейно на клеммной колодке) для многих не очевиден, поэтому я опишу этот процесс шаг за шагом. Во-первых, начните с чистой принципиальной схемы и всех компонентов, прикрепленных к клеммной колодке, без соединительных проводов:

Рисунок 15 – Шаг 1

Затем проследите соединение от одной стороны батареи к первому компоненту на принципиальной схеме, закрепив соединительный провод между теми же двумя точками на реальной цепи. Думаю, полезно перерисовать этот провод на принципиальной схеме другой линией, чтобы указать, какие соединения выполнены в реальности:

Рисунок 16 – Шаг 2. Подключение первого компонента к одной стороны батареи

Продолжайте этот процесс, провод за проводом, пока не будут пройдены все соединения на принципиальной схеме. Было бы полезно рассматривать общие провода в стиле SPICE: сделайте все соединения с общим проводом в схеме за один шаг, убедившись, что каждый компонент, подключенный к этому проводу на схеме, действительно имеет соединение с этим проводом на макете, прежде чем перейти к следующему. На следующем рисунке показано, как верхние стороны двух оставшихся резисторов соединяются вместе, что является электрически общей точкой с проводом, закрепленным на предыдущем этапе:

Рисунок 17 – Шаг 3

Когда верхние стороны всех резисторов (как показано на схеме) соединены вместе и к положительной (+) клемме батареи, всё, что нам нужно сделать, это соединить нижние стороны вместе и с другой стороной батареи:

Рисунок 18 – Шаг 3. Подключение резисторов вместе к обоим клеммам аккумулятора

Обычно в промышленности все провода маркируются цифровыми бирками, а электрически общие провода имеют одинаковые номера бирок, как и при моделировании SPICE. В этом случае мы можем пометить провода, как 1 и 2:

Рисунок 19 – Общие номера проводов, представляющие электрически общие точки

Еще одно промышленное соглашение – немного изменить принципиальную схему, чтобы указать фактические точки подключения проводов на клеммной колодке. Это требует системы маркировки для самой колодки: номер «TB» («terminal block», номер клеммной колодки) для самой колодки, за которым следует другой номер, представляющий конкретную металлическую полосу на колодке.

Рисунок 20 – Обозначение точек подключения на клеммной колодке

Таким образом, принципиальную схему теперь можно использовать в качестве «карты» для определения точек в реальной цепи, независимо от того, насколько запутанной и сложной может казаться соединительная проводка. Это может показаться излишним для простой схемы с тремя резисторами, показанной здесь, но такая деталь абсолютно необходима для сборки и обслуживания больших схем, особенно когда эти схемы могут охватывать большое физическое расстояние, используя более одной клеммной колодки, расположенной в более чем одном шкафу или распределительном щите.

Резюме

  • Беспаечная макетная плата – это устройство, используемое для быстрой сборки временных схем путем подключения проводов и компонентов к электрически общим пружинным зажимам, расположенным под рядами отверстий на пластиковой плате.
  • Пайка – это процесс низкотемпературной сварки, в котором используется сплав свинец/олово или олово/серебро для соединения проводов и выводов компонентов вместе; обычно компоненты крепятся к плате из стеклотекстолита.
  • Обмотка проводов – это альтернатива пайке, при которой провод небольшого сечения плотно наматывается вокруг выводов компонентов.
  • Клеммная колодка – еще одно устройство, используемое для монтажа компонентов и проводов при сборке цепей. Винтовые клеммы или усиленные пружинные зажимы, прикрепленные к металлическим стержням, обеспечивают точки соединения для концов проводов и выводов компонентов; эти металлические стержни устанавливаются отдельно в кусок непроводящего материала, такого как пластик, бакелит или керамика.

Оригинал статьи:

Теги

PCB (печатная плата)Клеммная колодкаМакетированиеМакетная платаПайка

Сохранить или поделиться

Чем односторонняя печатная плата отличается от двухсторонней?

Особенности и различия одно- и двухсторонних печатных плат

Односторонние и двухсторонние печатные платы (ПП) могут быть использованы при изготовлении широкого круга современных изделий. Степень сложности производства печатных плат зависит как раз от количества их сторон. Из одно и двухсторонних изделий в последствие могут быть созданы более сложные многослойные ПП.

Односторонняя печатная плата

Такие устройства крепятся только с одной стороны. Причем отверстия, к которым они будут присоединены, должны быть неметаллизированными (гладкими). Основная сфера, где они используются – это бытовая аппаратура. Главными преимуществами таких плат являются их доступная стоимость, а также обеспечение наивысшей точности исполнения рисунка, образованного проводниковым материалом, и его соединения с отверстиями. К отрицательным сторонам можно отнести наличие низких трассировочных и монтажных способностей.

Двухсторонняя печатная плата

Двухсторонняя ПП

Этот вид ПП отличается от предыдущего расположением проводников с обеих их сторон. Электрически связать проводники, расположенные на разных сторонах устройства, можно через переходные отверстия. Если ограничения в размерах платы при этом отсутствуют, может быть реализована любая схема устройства. Устанавливая компоненты с двух сторон такой ПП, следует учитывать необходимость наличия зазора между телом компонента и основанием платы. Двухсторонние печатные платы могут иметь как неметаллизированные, так и металлизированные отверстия. По этому принципу их делят на два вида. Устройства с неметаллизированными отверстиями очень схожи с односторонними ПП. Однако присутствующий на них второй слой способствует повышению трассировочной емкости изделия и плотности расположения элементов. Достаточно проблематично обеспечить на таких ПП электрические переходы между слоями. Необходимо использование проволочных перемычек, заклепок или пайки. По этой причине усложняется монтаж печатной платы и повышается цена агрегата. Чаще всего таким видом плат оснащают макетные и любительские агрегаты. Двухсторонние ПП с металлизированными отверстиями обладают высокой трассировочной емкостью и дают возможность прочно закреплять элементы близко друг к другу. Такие изделия чаще всего устанавливают в радиоэлектронные устройства.

Печатная плата

и ее развитие

Что такое печатная плата

Печатная плата — это тип электронного компонента, который является носителем схемы и необходим для любого электронного продукта. Функциональные компоненты соединяются друг с другом медными дорожками, а механическая поддержка обеспечивается печатной платой.

Основные материалы печатных плат разнообразны, в том числе термореактивные смолы (такие как FR-1, FR-2, FR-4…), металл (например, алюминий, медь …), бумага (например, CEM-1, CEM-3), полимерные пластмассы (например, PI, PTFE), керамика и так далее.

Обычно печатные платы могут быть односторонними, двусторонними или многослойными. Под многослойной печатной платой понимается просто наложение большего количества медных слоев наружу на основе двухсторонней платы.

Типичное наложение двухсторонней печатной платы и многослойной печатной платы выглядит следующим образом.

Двухслойная печатная плата

4-х слойная печатная плата

От проектирования схемы до выбора материала и сборки печатной платы — каждый этап производства печатной платы легко настраивается, поэтому он широко используется в электронных продуктах.

История развития печатных плат

  • В 1936 году основатель печатных плат австриец Пауль Эйслер впервые применил печатные платы в радиоустановках.
  • В 1943 году американцы использовали технологию печатных плат в военных радиоприемниках.
  • В 1947 году Управление авиации США и Бюро стандартов США организовали первый технический семинар по печатным платам.
  • В 1948 году США официально признали изобретение и использовали его в коммерческих целях.
  • В начале 1950-х годов из-за проблем, связанных с прочностью соединения и сопротивлением припоя медной фольги и ламината CCL, производительность была стабильной и надежной, и было реализовано промышленное производство. Травление медной фольги стало основным направлением технологии производства печатных плат, и начались производственные заказы.
  • В 1960-е гг. Осуществление крупносерийного производства металлизированных двусторонних печатных плат с отверстиями.
  • В 1970-х годах многослойные плиты быстро развивались и продолжали развиваться в направлении высокой точности, высокой плотности, мелких отверстий с тонкими линиями, высокой надежности, низкой стоимости и автоматизированного непрерывного производства.
  • В 1980-х годах печатные платы для поверхностного монтажа (SMT) постепенно вытеснили съемные печатные платы и стали основным направлением производства.
  • Поверхностное крепление превратилось из плоского корпуса (QFP) в корпус с шариковой решеткой (BGA) с 1990-х годов.
  • С начала 21 века для печатных плат многочиповых модульных корпусов быстро стали развиваться BGA высокой плотности, упаковка в масштабе микросхемы и органический ламинат.

Развитие индустрии печатных плат в Китае

Производство печатных плат в Китае

  • В 1956 году Китай начал разработку печатных плат.
  • В 1960-е годы массовое производство односторонних печатных плат, мелкосерийное производство двусторонних плат и начало разработки многослойных плат.
  • В 1970-х годах из-за ограниченности исторических условий того времени развитие технологии печатных плат было медленным, в результате чего вся производственная технология отставала от передового уровня зарубежных стран.
  • В 1980-х годах из-за границы были внедрены передовые линии по производству односторонних, двусторонних, многослойных печатных плат, что повысило уровень производственных технологий в Китае.
  • В 1990-х годах иностранные производители печатных плат из Гонконга и Тайваня, а также из Японии приехали в Китай, чтобы создать совместные предприятия и полностью принадлежащие фабрики, что сделало производство печатных плат в Китае и технологии стремительно развивались.
  • В 2002 году она стала третьей по величине производственной базой печатных плат.
  • В 2003 году стоимость выпуска печатных плат, а также объем импорта и экспорта превысили 6 миллиардов долларов США, впервые превысив США, став второй по величине производственной базой в мире.Доля стоимости выпуска также увеличилась с 8,54% в 2000 году до 15,30%, то есть почти вдвое.
  • В 2006 году Китай заменил Японию в качестве крупнейшей в мире базы по производству печатных плат и страны, наиболее активно развивающей технологии.
  • В последние годы промышленность печатных плат Китая поддерживала высокие темпы роста, составляющие около 20%, что намного выше, чем темпы роста мировой индустрии печатных плат

Материалы печатных плат (PCB)

Печатные платы (PCB) обычно представляют собой плоский ламинированный композит, изготовленный из непроводящих материалов подложки со слоями медных схем, скрытыми внутри или на внешних поверхностях.

Они могут быть такими простыми, как один или два слоя меди, или в приложениях с высокой плотностью, они могут состоять из пятидесяти или более слоев. Плоская композитная поверхность идеально подходит для поддержки компонентов, которые припаяны и прикреплены к печатной плате, в то время как медные проводники соединяют компоненты друг с другом электронным способом.

Шесть основных компонентов стандартной печатной платы:

  • Препрег
  • Ламинат
  • Медная фольга
  • Паяльная маска
  • Номенклатура
  • Окончательная отделка

Препрег — это тонкая стеклоткань, покрытая смолой и высушенная в специальных машинах, называемых обработчиками препрега.Стекло — это механическая подложка, удерживающая смолу на месте. Смола — обычно эпоксидная смола FR4, полиимид, тефлон и другие — начинается с жидкости, которая наносится на ткань. По мере того, как препрег проходит через устройство для обработки, он попадает в секцию печи и начинает высыхать. После выхода из протравливателя он становится сухим на ощупь.

Когда препрег подвергается воздействию более высоких температур, обычно выше 300 градусов по Фаренгейту, смола начинает размягчаться и плавиться. После того, как смола в препреге плавится, она достигает точки (называемой термореактивным), когда снова затвердевает, снова становясь твердой и очень, очень прочной.Несмотря на такую ​​прочность, препрег и ламинат обычно очень легкие. Листы препрега или стекловолокно используются для производства многих вещей — от лодок до клюшек для гольфа, самолетов и лопастей ветряных турбин. Но это также важно при производстве печатных плат. Листы препрега — это то, что мы используем для склеивания печатной платы вместе, а также то, что используется для создания второго компонента печатной платы — ламината.

Слоистые материалы, иногда называемые ламинатами, плакированными медью, состоят из листов препрега, которые ламинируются вместе под действием тепла и давления, с листами медной фольги с обеих сторон.Когда смола затвердевает, ламинаты печатных плат становятся похожими на пластиковый композит с листами медной фольги с обеих сторон.

Мы изображаем и протравливаем медную фольгу, чтобы создать схему на поверхностях ламината. Эти медные цепи станут проводниками или электропроводкой на внутреннем и внешнем слоях платы. Когда слои ламината визуализируются и травятся с помощью схем, они затем ламинируются вместе с использованием препрега, описанного ранее.


Паяльная маска — это зеленое эпоксидное покрытие, которое покрывает схемы на внешних слоях платы.Внутренние контуры утоплены в слоях препрега, поэтому их не нужно защищать. Но внешние слои, если их оставить без защиты, со временем окисляются и корродируют. Паяльная маска обеспечивает такую ​​защиту проводов на внешней стороне печатной платы.

Номенклатура, или иногда называемая шелкографией, — это белые буквы, которые вы видите поверх покрытия паяльной маски на печатной плате. Номенклатура — это надпись, которая показывает расположение каждого компонента на плате, а также иногда указывает ориентацию компонентов.

И паяльная маска, и номенклатура доступны в других цветах, кроме зеленого и белого, но они являются наиболее популярными.

Soldermask защищает все схемы на внешних слоях печатной платы, к которым мы не собираемся прикреплять компоненты. Но нам также необходимо защитить открытые медные отверстия и контактные площадки, где мы планируем припаять и установить компоненты. Чтобы защитить эти области и обеспечить хорошую паяемость, мы обычно используем металлические покрытия, такие как никель, золото, припой на основе олова / свинца, серебро и другие отделочные покрытия, разработанные специально для производителей печатных плат.


Printed Circuits, LLC производит высококачественные электронные печатные платы более 40 лет. Как производитель печатных плат на протяжении многих лет мы специализируемся на широком спектре типов печатных плат, идя в ногу с быстро меняющимися потребностями рынка. На нашем предприятии площадью 55 000 квадратных футов в Миннеаполисе, штат Миннесота, у нас есть опытный штат из более чем 90 сотрудников. Со временем, чтобы удовлетворить потребности современной электроники, мы накопили опыт в производстве гибких схем и жестких гибких печатных плат.

Гибкие и жесткие гибкие печатные платы обеспечивают основу для сложных электрических систем, которые могут поместиться внутри небольших устройств. Они также могут быть спроектированы и изготовлены очень тонкими и очень легкими без ущерба для живучести. Эти печатные платы обеспечивают высокую степень надежности в средах с сильными ударами и вибрациями. Отрасли, которые часто используют гибкие и жесткие гибкие печатные платы, включают аэрокосмическую, медицинскую, военную, телекоммуникационную и другие отрасли.

На этой странице обсуждаются некоторые из материалов, наиболее часто используемых для изготовления печатных плат, характеристики этих материалов и почему вам следует выбрать Printed Circuits, LLC в качестве производителя печатных плат.

Из чего сделаны печатные платы?

Печатные платы

могут использовать различные материалы в качестве подложек и компонентов. Выбор материала зависит от требований приложения, поскольку выбор материала придает схемам разное качество, что облегчает работу в определенных обстоятельствах.

Конструкторы иногда выбирают материалы на основе электрических характеристик для высокоскоростных приложений или механической или термической живучести — например, в автомобилях под капотом.Дизайнеры могут выбрать соответствие нормативным государственным требованиям. Например, директива Европейского Союза об ограничении использования опасных веществ (RoHS) запрещает использование материалов, содержащих любые запрещенные химические вещества и металлы.

Одним из наиболее популярных вопросов является соответствие материалов требованиям UL (сокращение от Underwriters Laboratories) по огнезащите. Рейтинг UL имеет решающее значение для многих электронных устройств, чтобы показать, что в случае пожара печатная плата самозатухает, что обычно считается критически важным для бытовой и другой электроники.

Ламинат обычно изготавливается из смол и тканевой ткани, которые обладают отличными изоляционными свойствами. К ним относятся диэлектрики, такие как эпоксидная смола FR4, тефлон, полиимид и другие ламинаты, в которых используется сочетание стекла с полимерными покрытиями. Многие отличительные термические и электрические факторы определяют, какой ламинат лучше всего подходит для данной конструкции печатной платы.

При выборе материала для своей конструкции разработчики

печатных плат сталкиваются с несколькими характеристиками. Вот некоторые из наиболее популярных рекомендаций:

  • Диэлектрическая проницаемость — ключевой показатель электрических характеристик
  • Огнестойкость — критично для сертификации UL (см. Выше)
  • Более высокие температуры стеклования (Tg) — выдерживают более высокие температуры при сборке
  • Сниженные факторы потерь — важно в высокоскоростных приложениях, где скорость сигнала оценивается
  • Механическая прочность, включая сдвиг, растяжение и другие механические характеристики, которые могут потребоваться от печатной платы при вводе в эксплуатацию
  • Тепловые характеристики — важное значение при эксплуатации в сложных условиях
  • Стабильность размеров — или насколько материал перемещается и насколько последовательно он перемещается во время производства, тепловых циклов или воздействия влажности

Вот несколько наиболее популярных материалов, используемых при изготовлении печатных плат:

(Нажмите для увеличения)

  1. Эпоксидный ламинат и препрег FR4: FR4 — самый популярный в мире материал для подложек для печатных плат.Обозначение «FR4» описывает класс материалов, которые соответствуют определенным требованиям, определенным стандартами NEMA LI 1-1998. Материалы FR4 обладают хорошими тепловыми, электрическими и механическими характеристиками, а также благоприятным соотношением прочности и веса, что делает их идеальными для большинства электронных приложений. Ламинат FR4 и препрег изготавливаются из стеклоткани, эпоксидной смолы и обычно являются самым дешевым материалом для печатных плат. Он особенно популярен для печатных плат с меньшим количеством слоев — односторонних, двусторонних в многослойных конструкциях, как правило, менее 14 слоев.Кроме того, базовая эпоксидная смола может быть смешана с добавками, которые могут значительно улучшить ее тепловые характеристики, электрические характеристики и стойкость к пламени UL, что значительно улучшит ее способность использоваться в слоях с большим количеством слоев, приложениях с более высокими тепловыми нагрузками и более высокими электрическими характеристиками. производительность при более низкой стоимости для схем с высокой скоростью. Ламинат и препреги FR4 очень универсальны, их можно адаптировать к широко принятым технологиям производства с предсказуемым выходом продукции.
  2. Полиимидные ламинаты и препрег: Полиимидные ламинаты обладают более высокими температурными характеристиками, чем материалы FR4, а также имеют небольшое улучшение электрических характеристик.Полиимидные материалы стоят дороже, чем FR4, но обладают повышенной живучестью в суровых условиях и при более высоких температурах. Они также более стабильны во время термоциклирования, с меньшими характеристиками расширения, что делает их пригодными для конструкций с большим количеством слоев.
  3. Тефлоновые ламинаты и связующие слои: Тефлоновые ламинаты и связующие материалы обладают превосходными электрическими свойствами, что делает их идеальными для применения в высокоскоростных схемах. Тефлоновые материалы дороже полиимида, но предоставляют конструкторам необходимые им высокоскоростные возможности.Тефлоновые материалы могут быть нанесены на стеклоткань, но также могут быть изготовлены в виде пленки без подложки или со специальными наполнителями и добавками для улучшения механических свойств. Производство тефлоновых печатных плат часто требует уникальной квалифицированной рабочей силы, специализированного оборудования и обработки, а также ожидания более низких производственных показателей.
  4. Гибкие ламинаты: Гибкие ламинаты тонкие и позволяют складывать электронную конструкцию без потери электрической целостности.У них нет стеклоткани для поддержки, но они построены на пластиковой пленке. Они одинаково эффективны в сложенном виде в устройство для одноразовой гибкости для установки приложения, так же как и в динамической гибкости, когда цепи будут непрерывно складываться в течение всего срока службы устройства. Гибкие ламинаты могут быть изготовлены из материалов с более высокими температурами, таких как полиимид и LCP (жидкокристаллический полимер), или из очень дешевых материалов, таких как полиэстер и PEN. Поскольку гибкие ламинаты очень тонкие, для производства гибких схем также может потребоваться уникальная квалифицированная рабочая сила, специализированное оборудование и обработка, а также ожидание более низкой производительности.
  5. Другое: На рынке представлено множество других ламинатов и связующих материалов, включая BT, цианатный эфир, керамику и смешанные системы, в которых смолы сочетаются для получения отличных электрических и / или механических характеристик. Поскольку объемы намного ниже, чем у FR4, а производство может быть намного сложнее, они обычно считаются дорогостоящими альтернативами для конструкций печатных плат.

Тщательный выбор ламината важен для обеспечения правильных электрических, диэлектрических, механических и термических свойств печатной платы для конечного применения.

Гибридные печатные платы

Некоторые производители объединяют ламинат в гибридные системы. Один из распространенных вариантов — это жесткие гибкие печатные платы, в которых гибкие схемы и жесткие ламинаты объединены в гибридное упаковочное решение, предлагающее преимущества как гибких схем, так и обычных печатных плат. Некоторые секции являются гибкими, что позволяет сгибать доску в нужную форму или тысячи раз сгибать, сохраняя при этом электрическую целостность. Другие секции жесткие, что обеспечивает более высокую плотность электрических соединений, необходимую для современной электроники.Жесткие гибкие платы часто могут стать идеальным методом упаковки для современных проектировщиков электроники.


Другой распространенный гибридный вариант — это включение слоев тефлона в обычную печатную плату FR4 или полиимид. Слои тефлона предоставят разработчику электроники слои, оптимизированные для высокоскоростных сигналов, в пределах общего корпуса печатной платы, который все еще можно изготовить.

Препреги с низким и непротекающим действием

Один из материалов, который необходим для производства жестких гибких плит, — это препрег с низкой текучестью или без него.Никакие проточные препреги не производятся в некоторой степени аналогично обычным препрегам, но смола продвигается до более высокого состояния отверждения. В результате получается лист препрега, по которому смола будет стекать немного, но не слишком сильно. Как и обычные препреги, как только смола достигает определенной температуры, она термоотверждается и становится твердой.

При изготовлении жестких гибких печатных плат критически важны препреги с низкой текучестью и низкой текучестью, поскольку они позволяют смоле течь до края жесткой части платы, не вытекая на гибкую часть платы.Если бы производители жестких гибких материалов использовали обычные препреги, смола вылилась бы на гибкие секции и сделала бы их негибкими. Для связывания материалов с печатными платами также обычно используются препреги без / с низкой текучестью, такие как радиаторы и ребра жесткости для гибких схем, потому что скорость потока смолы желательно низкая и управляемая.

Препрег с низкой текучестью и без нее имеют очень ограниченную доступность, и при проектировании жесткой гибкой плиты проектировщик должен позаботиться о выборе ламинатной системы, которая поставляется с соответствующим препрегом без текучести.Производители жестких гибких материалов не могут использовать обычные препреги в жестких гибких конструкциях. Кроме того, препреги с низкой текучестью и с низкой текучестью имеют ограничения в их применении с более тяжелыми массами меди, когда у смолы недостаточно текучести для герметизации схемы. У них также есть особые производственные соображения, которые необходимо учитывать для их успешного использования.

Высококачественные печатные платы от печатных схем, ООО

ООО «

Printed Circuits» специализируется на производстве гибких и жестких гибких печатных плат.Мы тщательно выбираем материалы, чтобы гарантировать, что производимые нами печатные платы будут обеспечивать идеальную производительность в критических приложениях и экстремальных условиях. Мы создаем индивидуальные высокопроизводительные печатные платы в течение десятилетий со специализированной командой обученных, преданных своему делу и квалифицированных сотрудников IPC со средним стажем работы 11 лет.

Printed Circuits, LLC, имеет сертификат ISO 9001: 2015, и мы имеем следующие регистрации и сертификаты:

  • Сертификат UL для гибких и жестких гибких конструкций
  • Зарегистрировано в ITAR
  • Большая часть продукции произведена в соответствии с IPC 6013, класс III

Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы узнать больше о наших услугах по производству печатных плат.


Поставщики материалов для печатных схем



Мы ценим наши отношения с поставщиками и используем множество различных материалов из разных источников.
Однако есть некоторые, которые мы используем почти каждый день, что помогает нам охарактеризовать наши процессы по их атрибутам, а именно:

Панасоник Фелиос:

»Гибкие ламинаты с медной оболочкой Panasonic Felios R-F775

DuPont Pyralux:

»Гибкие ламинаты с медной оболочкой DuPont AP
» Покровные и клеевые слои DuPont LF и FR

Hitachi:

»Полиимидные ламинаты
» Полиимидный непротекающий препрег

Арлон:

»Ламинат и непроточный препрег

изола:

»Ламинат и непроточный препрег

Amazon.com: ZYAMY 16pcs 4x6cm PCB Board Double Side Tinning Prototype Development Board DIY Универсальная зеленая печатная плата Латунная плата толщиной 1,6 мм: Industrial & Scientific


Цена: 5 долларов.99 $ 5,99 + $ 18,36 перевозки
Депозит без импортных пошлин и 18 долларов.36 Доставка в РФ Подробности
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Тип: Двухсторонняя луженая прототипная универсальная печатная плата DIY
  • Размеры: (ШxДxТ) 40x60x1,6 мм, шаг отверстия 2,54 мм, диаметр отверстия 0,95 мм.
  • Использование: Обе стороны имеют контактные площадки с отверстиями для связи, и их можно сваривать.
  • Применение: для пайки «сделай сам» «точка-точка», широко используется в обучающих экспериментах, исследованиях и разработках продуктов, настройке демонстрационной платы и т. Д.
  • Содержание пакета: 16pcs 40x60x1.Зеленые печатные платы 6 мм
Печатная плата

| Что такое печатная плата (PCB)

Печатные платы

, пожалуй, сегодня являются наиболее распространенной технологией.Они присутствуют практически в каждом современном устройстве, включая пульты дистанционного управления, компьютеры, смартфоны, автомобили, музыкальные плееры, умные часы, самолеты, промышленное оборудование и многое другое. Печатные платы выглядят просто, сами по себе выглядят как тонкие платы с узорами. Однако они являются сердцем современной электроники и выполняют очень важную задачу.

Электронные устройства и машины работают с использованием сложных схем, состоящих из множества электронных и электрических компонентов.Печатные платы служат для механической поддержки и электрического соединения всех различных компонентов, составляющих схему в устройстве, компактным, аккуратным и эффективным образом. Они состоят из плоского листа изоляционного материала, называемого подложкой, ламинированного высокопроводящим материалом, наиболее часто используемым из которых является медь.

Заранее заданные узоры вытравливаются из слоя меди с помощью фотохимического процесса, создавая отдельные проводящие линии, известные как дорожки или дорожки, контактные площадки, переходные отверстия и другие электропроводящие геометрические формы, каждая из которых выполняет определенные функции.Дорожки служат проводами в цепи, а контактные площадки служат точками соединения для компонентов, составляющих схему. Другие протравленные элементы, такие как переходные отверстия и сплошные проводящие области, используются для соединения нескольких слоев на многослойной плате и для электромагнитного экранирования соответственно. Травленные элементы отделены друг от друга материалом подложки. После изготовления платы компоненты крепятся к ней пайкой.

В дополнение к слоям меди и подложки печатные платы обычно имеют защитный слой паяльной маски и могут иметь шелкографию.

История печатных плат

Учитывая их важность и широкое использование в современной электронике, уместно задаться вопросом, как существовали технологии до печатных плат. Схемы широко использовались в различных устройствах задолго до изобретения этих плат. Тем не менее, покупаемые печатные платы были созданы путем соединения компонентов друг с другом посредством проводов методом, известным как двухточечное соединение. Провода часто припаивались к выводам компонентов для создания токопроводящих дорожек.Также было распространено прямое соединение компонентов, которые можно было разместить рядом друг с другом с помощью их выводов.

Другой популярный метод — обмотка проволоки. В этом методе электронные компоненты размещались на изолирующей плате и соединялись между собой изолированными проводами. Концы проводов были зачищены и непрерывно обернуты вокруг штырей или выводов гнезда.

В то время как эти методы можно было использовать для небольших схем, для более крупных схем, включающих множество компонентов, требовалось столько проводов, что они превратились в неорганизованный пучок проводов и компонентов.Это снизило эффективность схем и сделало тестирование и отладку очень утомительным процессом. Помимо этих трудностей, производство электронных устройств было медленным и утомительным процессом, так как многочисленные компоненты приходилось вручную соединять и паять.

К счастью, были разработаны печатные платы — более быстрая, компактная, аккуратная и гораздо более эффективная альтернатива. История технологии печатных плат в том виде, в каком мы ее знаем, началась в 1903 году, когда немецкий изобретатель Альберт Хансон подал в Великобритании патент на плоский провод из фольги на многослойной изолирующей плате.Это был первый предок печатных плат. За прошедшие годы произошло несколько значительных разработок и улучшений, которые привели к появлению высокоэффективной технологии, которая широко используется сегодня.

Дизайн печатных плат

Рисунки на печатной плате не случайны. Дизайн для печати известен заранее. Каждая печатная плата изготавливается для подключения и поддержки определенной схемы, поэтому все дорожки, контактные площадки, переходные отверстия и т. Д. Рассчитываются и проектируются заранее.Дизайн печатной платы — это тщательный и кропотливый процесс, который считается одновременно наукой и искусством. Это должно быть сделано правильно для функциональности и надежности платы. Дизайн печатной платы включает следующие основные этапы.

  • Планирование : Прежде чем что-либо делать, необходимо определить функцию схемы. На этом этапе будут идентифицированы различные электронные компоненты, которые должны работать вместе в цепи для выполнения указанных функций.
  • Чертеж : После планирования схемы инженер-электрик / электронщик рисует подробный план схемы, соединяя все различные компоненты.Чертеж, также известный как схема, представляет собой полностью функциональную схему. Однако на данный момент компоненты расположены не так, как на печатной плате.
  • Тестирование : Этот шаг включает в себя закупку реальных компонентов и, используя принципиальную схему в качестве руководства, их соединение в реальную схему. Это можно сделать на прототипе платы, которая также может проверить работоспособность схемы.

Подробнее о макетных платах и ​​прототипах схем

  • Дизайн : Дизайн печатной платы является решающим шагом в производстве печатных плат.На этом этапе дизайнеры используют специальное программное обеспечение для проектирования печатных плат для тщательной компоновки и организации компонентов схемы на виртуальной плате, используя схемы, созданные и протестированные на этапах 2 и 3. Виртуальной плате при необходимости задаются определенные габаритные размеры, и она является точной виртуальной платой. копия реальной печатной платы. Каждая дорожка, контактная площадка, переходное отверстие и компонент виртуально размещаются для получения требуемого рисунка, который впоследствии будет напечатан. После проектирования платы файл проекта экспортируется и отправляется производителю для изготовления.

Эти советы по дизайну необходимы при проектировании печатной платы.

Помимо определения функции и требуемых компонентов схемы и создания рисунка платы, при проектировании печатной платы также учитываются такие аспекты, как применение платы, условия эксплуатации, доступное пространство для установки и тип платы. Все эти соображения существенно влияют на технологичность, рабочие покрытия, время выполнения заказа и скорость производства.

Терминология печатных плат

Некоторые специфические слова и фразы обычно используются в мире печатных плат. Если вы собираетесь работать с печатными платами, важно ознакомиться с этими словами.

  • Кольцевое кольцо : Область, оставшаяся от медной площадки после просверливания в ней отверстия для поверхностного монтажа, называется кольцевым кольцом.
  • ESD : обычно известный как электронный статический разряд, который вызывается статическим электричеством.
  • Gerber File : Gerber-файл — это стандартный CAM-файл, который сообщает производителю, как должна печататься плата.
  • Вывод : это относится к клеммам компонента.
  • Mil : Мил — это значение одной тысячной дюйма.
  • Узел : это вывод или штырь, подключенный к проводу.
  • Короткое замыкание : это сокращенная форма термина «короткое замыкание», которое возникает при повышенном токе в точке подключения.
  • Переходное отверстие : переходные отверстия — это отверстия, покрытые медью, которые проходят через слои многослойных плат для обеспечения взаимосвязи.

Материалы для печатных плат

Печатная плата состоит не только из подложки и медных слоев. Дополнительные слои, такие как паяльная маска и шелкография, служат для улучшения качества платы. Все эти слои изготовлены из разных материалов с определенными характеристиками.

Медь

Медь широко используется для создания проводящего слоя печатных плат из-за ее высокой электропроводности.Обычно он приклеивается к изолирующей подложке и обеспечивает электропроводность плиты. Электронные компоненты размещаются прямо на дорожках и площадках, вытравленных из слоя меди.

Подложка

Подложка служит для отделения и изоляции следов и контактных площадок друг от друга. Печатную плату можно описать как медные линии и формы, идущие вдоль поверхности подложки. В качестве подложек используются различные материалы. Наиболее распространенным из них является FR4, армированный стекловолокном эпоксидный ламинат.FR4 используется в жестких плитах. Другие используемые материалы подложки — это полиамидное стекловолокно и хлопковая бумага, пропитанная фенольной смолой. Для гибких плит используются пластиковые подложки, такие как полиэстер, полиэтиленнафталат и жидкокристаллический полимер.

Паяльная маска

Soldermask — это слой жидкой эпоксидной смолы, который обычно наносится на внешние слои печатной платы. Пайка — это наиболее часто используемый процесс для прикрепления компонентов к плате. Во время пайки припой временно становится жидким, приобретая способность течь.Паяльная маска контролирует и удерживает поток припоя во время пайки, чтобы предотвратить его вытекание через слой платы, так как это может соединить соседние цепи, что приведет к короткому замыканию на плате.

Шелкография

Шелкография не важна для работы печатной платы. Однако в некоторых приложениях он играет важную роль. Шелкография — это слой следа краски, напечатанный вместе с этикетками, легендами и текстами, которые могут потребоваться для идентификации или информационных целей.

Компоненты печатных плат

Многочисленные компоненты, составляющие печатную плату, представляют собой либо соединительные устройства, либо компоненты схемы

Устройства межсоединения

Устройства часто имеют более одной платы. Платы работают вместе, чтобы выполнять общие функции устройств. Также часто бывает необходимо подключить печатные платы к другим устройствам или внешним платам. Эта взаимосвязь достигается с помощью устройств взаимосвязи.

  • Торцевые соединители : Краевые соединители обычно располагаются на краю печатной платы и предназначены для подключения к соответствующей розетке. Штекерный разъем, напечатанный на краях платы, соединен с гнездовым разъемом, который содержит как гнездо, так и различное количество внешних контактов. Затем сборку можно подключить к соответствующему разъему другого устройства.
  • Ленточные кабели : Ленточные кабели представляют собой плоские широкие кабели, состоящие из нескольких небольших кабелей, расположенных параллельно друг другу.Один или оба конца кабеля заделаны массой и присоединены к IDC (разъему смещения изоляции). Существует множество типов разъемов (вилка / розетка, количество контактов и т. Д.), Которые можно подсоединять к ленточным кабелям. Они определяют способ подключения кабеля к печатной плате.
  • D-коннекторы : D-коннекторы состоят из нескольких параллельных рядов контактов или гнезд, заключенных в D-образный металлический экран, отсюда и название «D-коннектор». Металлический экран механически поддерживает разъем и предотвращает электромагнитные помехи.Контакты D-Connector припаиваются непосредственно к печатной плате и обычно устанавливаются под прямым углом к ​​плате, чтобы кабель можно было вставить в край сборки.
  • Прямоугольные разъемы : это прямоугольные разъемы типа «папа» или «мама», которые монтируются на печатной плате, что позволяет подключать к плате устройства типа «мама» или «папа».
  • Розетки для микросхем . Микросхемы IC можно паять прямо на печатную плату.Однако для некоторых приложений, например для создания прототипов, может потребоваться съемная микросхема. Для таких приложений используются гнезда IC. Гнездо для микросхемы припаяно к плате, и микросхема может быть легко прикреплена и снята для перепрограммирования.

Компоненты цепи

Когда компоненты были установлены на печатной плате, это называется сборкой печатной платы. Компоненты работают вместе, чтобы выполнить намеченную функцию схемы, а печатная плата обеспечивает взаимосвязь.

Многочисленные электрические / электронные компоненты используются для выполнения различных функций цепи. Ниже приведены наиболее часто используемые из них.

  • Резисторы : Эти компоненты используются для управления прохождением электрического тока или для того, чтобы вызвать падение напряжения. Эти компоненты ограничивают прохождение тока и имеют разные уровни сопротивления.
  • Конденсаторы : Конденсаторы выполняют множество функций. Они накапливают электрическую энергию и ограничивают поток постоянного тока (постоянного тока), позволяя протекать переменному току (переменному току).Разделительные конденсаторы также используются для фильтрации или минимизации шума.
  • Диоды : Диоды — это электрические компоненты, которые могут управлять потоком электрического тока в определенном направлении, блокируя ток в противоположном направлении. Они сделаны из полупроводникового материала.
  • Транзисторы : Транзисторы, также сделанные из полупроводниковых материалов, служат либо для усиления тока, протекающего через них, либо для переключения его направления.
  • Катушки индуктивности : Эти компоненты блокируют колебания переменного тока, пока через них протекает постоянный ток.Их еще называют дросселями или катушками.
  • Выключатели : Выключатели могут блокировать или пропускать ток, в зависимости от того, открыты они или закрыты.

Виды печатных плат

Существуют различные типы печатных плат, каждая из которых имеет определенные функции, преимущества и ограничения. Эти доски классифицируются по ряду характеристик.

По количеству слоев меди печатные платы можно разделить на односторонние (однослойные), двусторонние (2-слойные) и многослойные.

односторонний

Также известные как однослойные платы, односторонние платы состоят из одного слоя меди, прикрепленного к слою подложки. Эти платы могут также иметь паяльную маску и шелкографию. Стоимость печатных плат для односторонних плат легко спроектировать, а массовое производство обходится дешевле. Однако они подходят только для самых простых схем.

Двусторонний

Двусторонние или двухслойные платы имеют слой подложки, зажатый между двумя слоями меди.Компоненты могут быть установлены с обеих сторон платы. Двусторонние платы могут иметь отверстия, через которые можно вставить выводы компонентов и припаять их на другой стороне платы. Эти платы можно использовать для относительно простых схем.

Многослойный

Эти платы состоят из четырех или более слоев меди, соединенных с чередующимися слоями подложки. Различные слои обычно имеют определенные цели и связаны между собой переходными отверстиями. Например, многослойная плата может иметь сигнальные слои, слои заземления и плоскости питания.Изготовление многослойных печатных плат обходится дороже, но они отлично подходят для сложных схем, радиочастотных компонентов и специализированных приложений.

Печатные платы

также можно разделить по гибкости на жесткие, гибкие и жестко-гибкие.

Жесткий

Жесткие печатные платы изготовлены с использованием жестких стекловолоконных подложек, что делает невозможным их изгиб. Хотя они проще и дешевле в производстве, чем их гибкие аналоги, жесткие плиты менее универсальны и не подходят для сложных пространств.Большинство производимых и используемых сегодня досок являются жесткими. Жесткие доски доступны как односторонние, двухсторонние и многослойные.

Гибкий

Гибкие печатные платы имеют гибкую пластиковую основу, что делает их очень гибкими. Они легкие, их можно складывать и скручивать, чтобы они вписывались в сложные помещения. Гибкие плиты также могут быть ударопрочными, термостойкими, водонепроницаемыми и устойчивыми к коррозии. Однако их производство сложнее и дороже, чем жесткие доски.Гибкие доски также доступны как односторонние, двусторонние и многослойные.

Жестко-гибкий

Жесткие и гибкие доски сочетают в себе желаемые качества гибких и жестких досок. Они состоят из частей гибких досок, прикрепленных к частям жестких досок. Некоторые из комбинированных преимуществ жестко-гибких плат по сравнению с другими отдельными платами включают меньшее количество деталей, более обтекаемую конструкцию и уменьшенный размер и вес платы, поскольку электронные соединения скрыты внутри платы.

Компоненты сборки печатной платы

Существует два распространенных метода сборки компонентов на печатной плате. Они бывают поверхностным и сквозным.

При поверхностном монтаже небольшие компоненты размещаются непосредственно на внешней стороне платы и припаиваются. С другой стороны, при сквозном монтаже в плате есть предварительно просверленные отверстия. В эти отверстия вставляются выводы крупных компонентов и припаиваются к другой стороне платы.

Применение печатных плат

Печатные платы стали незаменимыми в современной технике. Эти устройства широко используются в различных приложениях во многих отраслях промышленности. Ниже приведены несколько примеров применения печатных плат.

Компьютеры

Компьютеры — это высокофункциональные устройства, способные выполнять сложные приложения. Компьютер состоит из сотен установленных на плате схем, которые работают вместе для выполнения задач.Материнская плата, являющаяся сердцем компьютера, по сути, представляет собой сборку печатной платы. Все другие хорошо известные компьютерные компоненты, такие как RAM и видеокарты, являются печатными платами.

Военный

Все больше и больше военных систем и оборудования объединяют передовые компьютеризированные технологии для повышения точности и эффективности. Печатные платы широко используются в этих технологиях. Благодаря своей прочности гибкие и жестко-гибкие плиты особенно полезны при сильных ударах, ударах и вибрации.К ним относятся военные машины и современные системы вооружения.

Аэрокосмическая промышленность

Aerospace — одна из самых требовательных отраслей к разработке печатных плат. Потребность в очень высокой точности, эффективности и компактности является причиной широкого применения печатных плат в аэрокосмической отрасли. Тысячи сборок печатных плат можно найти в спутниках, дронах, самолетах и ​​т. Д.

Медицинский

В медицинских устройствах, таких как радиационное оборудование, аппараты МРТ, медицинские компьютеры, кардиостимуляторы, слуховые аппараты и многие другие, используются печатные платы.Они привели к разработке сложных, компактных, высокофункциональных медицинских устройств.

Сделай сам

Благодаря простоте настройки и относительно низкой стоимости производства печатные платы отлично подходят для проектов DIY. Вы можете просто спланировать схему, разработать макет платы и переслать файлы дизайна производителю печатной платы для печати.

Печатные платы

— обзор

Глава Введение

Печатные платы (ПП) на сегодняшний день являются наиболее распространенным методом сборки современных электронных схем.Они состоят из одного или нескольких изолирующих слоев и одного или нескольких медных слоев, которые содержат сигнальные дорожки, а также источники питания и заземления; дизайн компоновки печатных плат может быть столь же требовательным, как и конструкция электрической схемы.

Большинство современных систем состоят из многослойных плат, содержащих до восьми слоев (а иногда и больше). Традиционно компоненты устанавливались на верхнем слое в отверстия, проходящие через все слои. Они называются компонентами со сквозным отверстием.В последнее время, с почти повсеместным использованием компонентов для поверхностного монтажа, вы обычно найдете компоненты, монтируемые как на верхнем, так и на нижнем уровнях.

Дизайн печатной платы может иметь такое же значение, как и схема, для общей производительности конечной системы. В этой главе мы обсудим разделение схемы, проблему соединения трасс, паразитные компоненты, схемы заземления и развязку. Все это важно для успеха общего дизайна.

Эффекты печатной платы, которые вредны для работы прецизионных схем, включают сопротивление утечки, падение напряжения ИК-излучения в фольгах проводов, переходных отверстиях и плоскостях заземления, влияние паразитной емкости и диэлектрическое поглощение (DA). Кроме того, тенденция ПХБ к поглощению атмосферной влаги (гигроскопичность , ) означает, что изменения влажности часто приводят к тому, что вклад некоторых паразитических эффектов меняется изо дня в день.

В целом эффекты печатной платы можно разделить на две большие категории — те, которые наиболее заметно влияют на статическую работу цепи или работу постоянного тока, и те, которые наиболее заметно влияют на динамическую работу или работу цепи переменного тока, особенно на высоких частотах.

Еще одна очень обширная область проектирования печатных плат — это заземление. Заземление само по себе является проблемной областью для всех аналоговых и смешанных схем, и можно сказать, что простая реализация схемы на печатной плате не меняет того факта, что требуются надлежащие методы. К счастью, определенные принципы качественного заземления, а именно использование заземляющих пластин, являются неотъемлемой частью окружающей среды печатных плат. Этот фактор является одним из наиболее значительных преимуществ аналоговых схем на печатных платах, и существенное обсуждение в этом разделе сосредоточено на этом вопросе.

Некоторые другие аспекты заземления, которыми необходимо управлять, включают контроль паразитного заземления и возвратных напряжений сигнала, которые могут ухудшить характеристики. Эти напряжения могут возникать из-за связи внешнего сигнала, общих токов или просто чрезмерных падений ИК-излучения в заземляющих проводниках. Правильная прокладка и размер проводов, а также методы обработки дифференциальных сигналов и изоляции заземления позволяют контролировать такие паразитные напряжения.

Последняя область заземления, которую необходимо обсудить, — это заземление, подходящее для аналогово-цифровой среды со смешанными сигналами.Действительно, единственный вопрос, связанный с качественным заземлением, может повлиять на всю философию компоновки высокопроизводительной печатной платы со смешанными сигналами — как это и должно быть.

Развитие печатных плат — блог Clarydon

Печатные платы претерпели различные изменения с момента своего создания. За время его существования произошло много заметных изменений, которые сделали печатные платы столь полезными в наши дни, когда технологии оказывают значительное влияние на нашу жизнь.

По сути, печатная плата является основой для физической поддержки соединений между электронными и электрическими компонентами. Эти печатные платы используются практически во всем, что связано с электричеством, например, в компьютерах, мобильных устройствах, радиоприемниках и многом другом.

Чтобы узнать больше о печатных платах и ​​о том, как далеко зашла эта технология, мы рассмотрим, как печатные платы развивались с течением времени.

Первые годы печатных плат

Одна из самых первых итераций печатной платы возникла в 1920-х годах, и в самой печатной плате в качестве основного материала можно было использовать почти что угодно, даже дерево.В материале просверливаются отверстия, и на плату помещаются плоские провода. В то время вместо заклепок использовались гайки и болты. Хотя это выглядело совсем не так, как сейчас, концепция зародилась там и была функциональна. В то время печатные платы не пользовались большой популярностью и не пользовались большой популярностью. В основном эта концепция использовалась в граммофонах и радиоприемниках.

Разработка печатных плат

Только в 1950-1960-х годах типы материалов, используемых для печатных плат, начали смещаться в сторону различных смол и других подходящих материалов.В то время большинство печатных плат были односторонними, с компонентами на одной стороне платы и схемами на другой стороне. Это было большим улучшением по сравнению с громоздкой проводкой, которая использовалась ранее. Затем в США был введен «процесс сборки электрических схем», который улучшил способы изготовления печатных плат. Процесс включал рисование схемы разводки и затем ее фотографирование на цинковую пластину, которую затем можно было использовать в качестве печатной формы. Это был значительный прорыв, и печатные платы стали получать более широкое распространение.

В 1960 году печатные платы начали разрабатываться с использованием более передовых технологий и методов, которые помогли защитить следы и компоненты от коррозии. Это было также время, когда началось производство многослойных печатных плат. В 1970-х годах схема и общий размер печатных плат начали уменьшаться и стали намного меньше, когда начали использоваться методы пайки горячим воздухом.

Сложность и миниатюризация

В 1980-х годах дальнейшее уменьшение размеров печатной платы стало возможным благодаря компонентам для поверхностного монтажа.Этот метод быстро стал предпочтительным по сравнению с компонентами со сквозным отверстием, поскольку он сохраняет тот же уровень функциональности, но требует меньше места.

Позже, в 1990-х годах, автоматизированное производство быстро стало традиционным способом разработки печатных плат. Это также означало, что сложность конструкции печатных плат значительно возросла. Это постепенное развитие технологии позволило платам быть более эффективными и открыло больше возможностей для различных применений и приложений. Несмотря на то, что сложность печатных плат продолжает расти, затраты все еще остаются низкими.

Примерно в 1995 году, когда начали использоваться высокоплотные межсоединительные платы. Эти доски отличаются меньшими линиями, подушечками и обладают различными преимуществами, такими как уменьшенный вес и размер. С этого момента старые платы устарели. Гибкие и жесткие печатные платы стали более распространенными, поскольку они были более доступными. Миниатюризация электронных устройств и оборудования продолжала стимулировать технологию производства печатных плат к созданию более эффективных и компактных конструкций.

Все эти достижения помогают поддерживать динамику производства печатных плат и постоянное развитие в соответствии с потребностями современных технологий.

Свяжитесь с Clarydon по вопросам производства печатных плат

Clarydon Electronic Services обладает богатым опытом в производстве и сборке печатных плат. Если вам требуется изготовление или сборка печатных плат, свяжитесь с одним из наших специалистов по печатным платам, и мы будем рады помочь.

Позвоните нам по телефону 01902 606 000 или напишите нам по адресу [email protected] .

Понимание процесса разработки печатных плат

При сборке печатных плат используются три автоматизированных процесса пайки:

припой оплавление:

Когда компоненты для поверхностного монтажа удерживаются на своих местах на монтажных платах с помощью паяльной пасты, печатная плата проходит через печь оплавления на конвейерной ленте.Эти промышленные печи используют несколько зон нагрева для пайки платы в соответствии с заданным температурным профилем. Профиль запрограммирован в систему, что позволяет контролировать процесс пайки как по температуре, так и по продолжительности в различных зонах нагрева печи.

Первая зона — это стадия предварительного нагрева, при которой плата нагревается до первой заданной температуры. Вторая зона пропитывает плату при этой температуре, активируя флюс в паяльной пасте и давая ему время для удаления любых оксидов металлов.Третья зона снова нагревает плату до тех пор, пока припой не оплавится или не расплавится, чтобы сформировать паяные соединения. Последняя зона — это контролируемый цикл охлаждения, помогающий вновь образованным паяным соединениям затвердеть должным образом.

Волновой припой:

Детали со сквозными отверстиями на печатной плате будут припаяны с помощью машины для пайки волной припоя. Это испытанная система пайки, которая долгое время использовалась для производства печатных плат. Платы пропускаются через расплавленную волну припоя с помощью конвейерной системы, и волновые силы впадают в отверстия и вокруг вставленных контактов, чтобы сформировать хорошее паяное соединение.Таким образом можно паять даже некоторые корпуса SMT, если они удерживаются на месте с помощью клея.

Волновая пайка настраивается быстро и дает более стабильные результаты, чем ручная пайка. Однако предостережение заключается в том, что если на доске есть участки, которые не могут пройти сквозь волну, то эти участки необходимо подготовить заранее. Обычно для этого требуется замаскировать участки или создать приспособление для защиты компонентов или элементов в нижней части платы от волн.

Селективный припой:

Это автоматизированная система, которая использует расплавленный припой, прокачиваемый через сопло, для пайки выводов через отверстия.Система перемещается во всех направлениях, чтобы расположить провода над соплом в соответствии с тем, как это было запрограммировано оператором. Хотя система селективной пайки и не такая быстрая, ее можно использовать в обстоятельствах, когда пайка волной неэффективна. Это могут быть компоненты или другие объекты на плате, которые слишком высоки и будут блокировать волну, или компоненты, которые уже припаяны и слишком тугие для того, чтобы на них можно было установить защитное приспособление.

Селективный припой дает PCB CM возможность быстро припаять труднодоступные области платы, которые раньше были доступны только при ручной пайке.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *