Возможности печатной платы

Узнайте о возможностях JLCPCB и быстро создавайте свои печатные платы

Тур JLCPCB Smart Factory

Просмотреть JLCPCB в: Мобильные устройства | Рабочий стол

© 2020 JLCPCB.COM Все права защищены.

5 самых распространенных ремонтов печатных плат (PCB)

Многие не осознают, что электроника, устройства и предметы, которыми они владеют, построены на нескольких внутренних компонентах, которые работают совместно, чтобы обеспечить необходимые функциональные возможности и функции, которые они используют. Например, мобильный телефон — это больше, чем просто корпус, кнопки и дисплей, которые вы видите снаружи.Внутри устройства находятся несколько частей, в которых размещаются и соединяются необходимые компоненты. Одна из этих основных частей называется печатной платой или PCB для краткости.

Печатные платы — основа большей части электроники. Ожидается, что только к концу 2018 года объем продаж печатных плат в мире достигнет 82 миллиардов долларов США. Это должно дать вам некоторое представление о том, как часто печатные платы используются в производстве.

Без них многие устройства просто перестали бы функционировать.В случае серьезного сбоя или неисправности это может вызвать довольно серьезные проблемы. Печатные платы тоже не неуязвимы. Со временем они сильно изнашиваются, что может ухудшить их производительность и функциональность. Такие вещи, как погода, влажность, возраст и даже высота над уровнем моря, могут повлиять на состояние доски.

К счастью, можно отремонтировать или переработать платы, чтобы они снова стали как новые. Это делает одно из двух. Либо рассматриваемую плату можно вернуть в исходное устройство, чтобы оно снова работало.Или, если хотите, его можно использовать в совершенно другом устройстве, как форму вторичной переработки.

Конечно, прежде чем какую-либо плату можно будет отремонтировать или отремонтировать, инженеры должны понять и понять, почему она вообще вышла из строя. Вы не сможете решить проблему, если не знаете, что пошло не так, не так ли?

Очень полезно знать и идентифицировать некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с печатными платами, чтобы в случае отказа устройства вы, по крайней мере, знали, что пошло не так.Мы собираемся взглянуть на некоторые из наиболее распространенных проблем с печатными платами и изучить пути их решения.

Для большей уверенности давайте разберемся, что такое печатная плата на самом деле и чем она занимается.

Что такое печатные платы?

Печатная плата или PCB является основным компонентом почти всех электронных устройств. Во всем, кроме самой простой электроники, используется какая-то плата для соединения и механической синхронизации всех элементов продукта.Кофеварка, например, может иметь внутри небольшую печатную плату для подключения электронной системы управления, нагревательного элемента и дисплея.

В первые дни — задолго до того, как появилось программное обеспечение для проектирования — печатные платы планировались с использованием листов майлара путем ручной разработки и часто были в четыре раза больше, чем сама печатная плата. Дизайнеры закладывали контактные площадки, следы и компоненты в предложенный дизайн, который использовался как своего рода раскадровка для тестирования и объяснения схем.Сегодня все это делается с помощью программного обеспечения для проектирования и производства.

механически необходимы для поддержки и соединения всех компонентов внутри устройства, которые синхронизируются с помощью токопроводящих дорожек — это позволяет электричеству свободно течь через плату и от компонента к компоненту.

PCB припаяны к плате, которая электрически и механически скрепляет их с общей схемой. Эти «компоненты» включают в себя такие вещи, как аккумулятор, резисторы, светодиоды, транзисторы, конденсаторы и многое другое.

Платы часто производятся слоями, которые включают различные уровни проводящих и непроводящих листов. Они могут быть односторонними с одним слоем меди, двусторонними с двойным слоем меди с обеих сторон слоя подложки или многослойными с разными слоями меди и подложки. Стоит упомянуть, что многослойные платы обеспечивают множество преимуществ, таких как повышенная плотность компонентов, однако их намного сложнее анализировать, ремонтировать и модифицировать.

Важно понимать, что детали и методы ремонта печатных плат часто состоят из тех же материалов и компонентов, которые изначально использовались для создания оборудования.Заменителей или альтернатив очень мало, особенно когда речь идет о надежных и проводящих материалах. Это подчеркивает необходимость найти подходящую профессиональную ремонтную бригаду с нужными активами и связями.

Какие устройства их используют?

используются практически во всех электронных устройствах, которые вы можете найти, от смартфонов и компьютеров до телевизоров и пылесосов. Если устройство требует для работы электрического соединения, можно с уверенностью сказать, что внутри есть какая-то печатная плата, иногда невероятно маленькая и тонкая.

По мере развития технологий на протяжении многих лет, проектирование и разработка печатных плат позволяет создавать более мелкие и сложные компоненты, а также более тонкие и менее громоздкие платы. Это делает процесс ремонта печатной платы особенно сложным, потому что существует очень много разных типов, различающихся по размеру и дизайну. Вы не можете обратиться к кому-либо, чтобы отремонтировать, модифицировать или переработать печатную плату. Крайне важно, чтобы вы обратились к авторизованной группе, у которой есть как опыт, так и необходимое оборудование, чтобы это произошло.

Почему выходят из строя печатные платы?

Как и все, что ухудшается со временем и при длительном использовании, печатные платы могут столкнуться с множеством проблем. От следовых повреждений, влияющих на проводимость платы и схемы, до отказа компонентов, в результате которого умирают конденсаторы или диоды, на печатной плате есть много спорных моментов.

Это помогает выявить и понять некоторые из наиболее распространенных отказов, чтобы вы могли решить проблему соответствующим образом.Это также может помочь людям, не имеющим прямого опыта работы с печатными платами, поддерживать их в лучшей форме.

1. Физические повреждения
Это наиболее очевидный выбор, когда речь идет о повреждении печатной платы. Фактически, наиболее частые причины отказов печатных плат связаны с физическим повреждением устройства или его внутренних компонентов. Это может быть что угодно, относящееся к физическому давлению или шоку. Рассматриваемое устройство могло быть уронено с большого расстояния. Возможно, его ударили или ударили другим предметом? Также существует вероятность того, что устройство было разобрано по какой-либо причине, и повреждение произошло непосредственно на плате.

Как диагностировать и ремонтировать

До тех пор, пока не наступает полный отказ — плата упала на землю и раскололась или полностью сломалась — физические повреждения можно исправить с помощью процесса восстановления. Как правило, это включает в себя плавление поврежденных участков платы или ремонт путем разборки и повторной сборки. Из-за характера большинства физических повреждений маловероятно, что это может быть сделано в качестве самостоятельного проекта теми, у кого нет опыта ремонта печатных плат.Ремонт физических повреждений должен производиться только обученным и опытным специалистом. В большинстве случаев это требует переделки платы, перепайки компонентов и реболлинга токопроводящих дорожек.

2. Отказ компонентов
Помимо физического повреждения, неисправные компоненты являются другой наиболее частой причиной отказов печатных плат. Фактически, если и когда нет физических повреждений, но устройство не работает или не включается, вы можете почти гарантировать, что это связано с одним из компонентов, подключенных к плате.

Сам по себе компонент может быть чем угодно, от конденсатора до диода или микропроцессора. Если проблема заключается в компоненте, который вышел из строя или не работал, возможно, его необходимо полностью заменить. Однако проблема не всегда в фактическом компоненте. Иногда из-за старения, перегрева и провалов напряжения электрическая цепь может ухудшиться до такой степени, что перестает быть проводящей. Также возможно, что один или несколько компонентов полностью отсоединились от платы и их необходимо переустановить.

Как диагностировать и ремонтировать

Вы можете спросить, как починить печатную плату при выходе из строя какого-либо компонента? Опять же, процесс ремонта и восстановления неисправных компонентов лучше доверить профессионалам. Существуют инструменты для измерения напряжения и различные устройства, которые можно использовать для проверки проводимости схемы платы. Их также можно использовать, чтобы определить, течет ли электричество к компоненту или полностью вышел из строя элемент платы. Часто, просто открыв устройство, можно увидеть неисправные компоненты.Их внешняя оболочка может показаться обгоревшей, потрескавшейся или сломанной, либо компонент полностью отсоединен от платы и болтается.

Чтобы отремонтировать неисправный компонент, вам может потребоваться нагреть — обычно с помощью теплового пистолета — припаять и провести тщательное тестирование.

3. Следы повреждений
Следы на печатной плате — это проводящие пути, состоящие из серебра или меди. Обычно проблему со следами можно увидеть невооруженным глазом, но не всегда. Если след повреждается в результате регулярного использования или физического повреждения, это может вызвать серьезные проблемы с проводимостью печатных плат, компонентами и рассматриваемым устройством.

К наиболее частым причинам следовых повреждений относятся удары молнии, сильные скачки напряжения или короткое замыкание, загрязнение металлической пылью, перегрев и нормальный износ.

Как диагностировать и ремонтировать

При условии, что след не очень тонкий и трудноразличимый, повреждение обычно можно определить, просто сканируя путь. Медь и серебро по своей природе являются яркими и блестящими, что упрощает определение поломки или повреждения. Имейте в виду, что это не всегда так, но это беспроигрышный вариант.

Чтобы отремонтировать неисправные или повредить дорожки следов, вам просто нужно перепаять или переболеть доской с необходимым материалом. Это повторно подключает разорванную цепь и позволяет электричеству беспрепятственно течь по плате.

4. Плохой дизайн
Как бы нам ни хотелось хвалить каждого существующего инженера или разработчика продукта, это просто нежизнеспособно. Иногда по какой-либо причине команда может срезать углы при разработке платы или производстве необходимых компонентов.Это может привести к плохому дизайну и конструкции платы, что впоследствии вызовет проблемы.

К сожалению, плохая конструкция печатной платы может привести к нескольким причинам, многие из возникающих сбоев уже обсуждались здесь.

Как диагностировать и ремонтировать

Вы узнаете, как только у вас будет неисправная или неисправная печатная плата, потому что ваше устройство будет продолжать выходить из строя снова и снова, даже после ремонта или обслуживания. Лучшее решение для некачественной печатной платы — полностью заменить ее, посетив официальный или лицензированный ремонтный центр.

Самый простой способ определить плохо спроектированную плату — это количество отказов или проблем после продолжительного использования. За исключением значительных физических или электрических повреждений устройства, если вы возьмете плату для ремонта или анализа и обнаружите несколько проблем, вероятно, что-то не так с конструкцией платы. В некоторых случаях это просто означает, что оригинальный производитель использовал дешевые или ненадежные компоненты, но сама плата в порядке.

5.Сбой питания
В большинстве случаев сбой питания очень похож на отказ компонента, он может даже быть одним и тем же. Основная проблема связана с тем, что произошел серьезный сбой питания всей платы или ее части. Один из компонентов мог оказаться под более высоким напряжением, чем обычно, что привело к его перегреву и взрыву. Или, может быть, где-то произошел сбой трассировки, вызвавший короткое замыкание? В любом случае, измеритель мощности может использоваться для проверки каждого отдельного компонента и общей проводимости платы.

Как диагностировать и ремонтировать

У всех профессиональных ремонтных бригад есть измеритель мощности или напряжения, который можно использовать для определения электрических проблем с платой и ее компонентами. Это действительно единственный способ диагностировать проблему за пределами видимого повреждения компонента. Что касается ремонта, лучше всего доверить этот процесс профессионалам, но, как правило, он включает переустановку или замену компонентов.

Из чего состоит ремонт и восстановление печатных плат?

Существует несколько способов ремонта или обслуживания печатной платы с различной степенью квалификации.Однако по большей части все, что связано с внутренним устройством электроники или устройства, требует знаний в области техники и механики, а также основных электрических схем. Что касается некоторых более крупных устройств, представленных на рынке, вы можете серьезно или даже смертельно пораниться, если не будете знать, что делаете.

При наличии следов и токопроводящих дорожек вам может потребоваться покрытие, удаление или замена необходимого материала: будь то медь или серебро. Часто для этого используются такие инструменты, как паяльник или тепловая пушка.

При физическом или видимом повреждении платы необходим ремонт основной платы. Это может включать плавление аналогичных материалов для изменения формы или модификации платы, а иногда даже может потребовать полной разборки.

Для ремонта проводов и компонентов могут потребоваться знания и навыки пайки, демонтажа, восстановления BGA и высокой точности. Если вы когда-либо работали или держали паяльник раньше, не так-то просто удержать устойчивую руку и равномерно распределить материал.Вам понадобится большой опыт работы с паяльником и демонтажным паяльником, чтобы убедиться, что компоненты и детали правильно установлены на плате.

Конечно, существует множество стандартов IPC и ICO, которым должны следовать профессионалы, чтобы гарантировать, что электроника и компоненты сконструированы и отремонтированы с использованием надлежащих протоколов. Если вы не знаете или недостаточно знаете об этих стандартах, вы можете позже оказаться в затруднительном положении.

Убедитесь, что все службы по производству электроники или EMS, с которыми вы работаете, знают и соблюдают необходимые процедуры.

EMS, если вы не знаете, часто представляет собой компанию по ремонту печатных плат, которая проектирует, производит, тестирует, распространяет и ремонтирует электронные компоненты и внутренние узлы. Обычно они обслуживают компоненты и устройства для OEM-производителей или производителей оригинального оборудования. OEM — это компания, которая изначально разработала и владеет данным продуктом.

Весь этот процесс называется контрактным производством электроники или сокращенно ECM.

Какие материалы необходимы для ремонта печатной платы?

Как и следовало ожидать, для большинства ремонтов требуются те же материалы или улучшенные материалы, которые использовались в официальном дизайне платы.Это может потребовать повторной установки меди или серебра для восстановления путей следа. Подложки для печатных плат часто состоят из стекловолокна или эпоксидной смолы с медной фольгой, прикрепленной к проводящему слою. Они также могут состоять из армированной фенольной смолы, материала, более напоминающего бумагу, который тоньше стекловолокна.

Gold также используется многими производителями или ремонтными центрами, особенно когда дело доходит до повторного покрытия или улучшения паяных сегментов платы.

Лучшие бригады по обслуживанию и ремонту могут собрать или отремонтировать поврежденную плату достаточно близко к ее первоначальному состоянию, так что разница между предыдущей версией и обновленной почти не наблюдается.Конечно, это требует большого мастерства и опыта, которых вы не найдете за пределами опытной и профессиональной среды.

Важная часть поиска и найма профессиональных ремонтных служб — убедиться, что у них есть подходящие материалы и инструменты для ремонта печатных плат, необходимые для выполнения работы. У некоторых сервисных ремонтных бригад не все находится в собственности или на месте, что может увеличить время, необходимое для ремонта или повторной сборки деталей. Им приходится ждать получения необходимых материалов или инструментов.

Ни для кого не секрет, что многие используемые материалы не являются экологически чистыми или безопасными. До нас еще далеко, но есть ученые и передовые команды, работающие над биоразлагаемыми ПХБ, которые после утилизации разрушаются естественным путем.

Почему работа с EMSG так важна?

Для ремонта и восстановления печатных плат, а также услуг по ремонту промышленных печатных плат вы не можете сделать ничего лучше, чем EMSG Inc. (Electronic Manufacturing Services Group). Мы хорошо приспособлены для обработки сборок на уровне платы и полных коробок, включая любую индивидуальную упаковку, которую вы, возможно, создали или использовали.

Мы располагаем высокотехнологичным производством с новейшими технологиями производства и ремонта, которые позволяют нам быть невероятно точными, но при этом эффективными в наших обязанностях. Это, в сочетании с нашим невероятно опытным персоналом, современным оборудованием и отличной командой менеджеров, означает, что мы можем действовать быстро и надежно и выполнять любой ремонт или развитие в соответствии с выбранным вами графиком.

Наша основная цель в EMSG — помочь вам успешно выйти на рынок, но в то же время в конкурентной и надежной среде.Мы понимаем, что каждый бизнес уникален, а дизайн и характеристики его компонентов требуют индивидуального внимания. Мы можем и будем предоставлять вам абсолютную сосредоточенность и преданность делу, в которых вы нуждаетесь, чтобы гарантировать, что любая работа превзойдет ваши ожидания.

Мы уверены, что EMSG будет играть неотъемлемую роль в проектировании и разработке вашего продукта. Представленная здесь информация — это всего лишь малая часть того, что необходимо для проведения профессионального ремонта и восстановления.Вы можете быть уверены, что у нас есть навыки, опыт и инструменты, чтобы вывести вас на рынок в кратчайшие сроки.

Если вы заинтересованы в наших услугах, заполните эту контактную форму и позвольте нам связаться с вами. Вы также можете позвонить нам в любое время и поговорить с представителем компании.

Основы проектирования печатных плат: компоненты и конструкция

Базовая установка печатной платы

Как вы, наверное, знаете, печатные платы довольно распространены в мире электроники.Вероятно, вы найдете его в устройствах, которыми пользуетесь каждый день. Однако люди часто используют эти электронные устройства, не задумываясь и не понимая лежащих в их основе технологий. Вот основы конструкции, компонентов и конструкции печатной платы, которые помогут вам лучше понять, как работает ваша электроника.

В простейшем виде печатная плата представляет собой пластиковую плату, армированную стеклом. К этой плате прикреплены медные провода и контактные площадки, которые соединяются вместе, вырезанные из слоя меди. Эти медные линии (известные как следы) позволяют электрическому заряду проходить через печатную плату, обеспечивая питание различных компонентов, которые систематически расположены на плате.Медные дорожки действуют вместо проводов, направляя электричество в нужное место.

Слои печатной платы

Самыми простыми печатными платами являются односторонние платы (один слой меди). Однако медные дорожки также можно установить с обеих сторон платы, создавая двухстороннюю печатную плату. Они становятся все более и более сложными по мере добавления дополнительных слоев к исходному дизайну. Эти новые слои имеют свои собственные образования медных следов. Медные соединения не могут пересекать друг друга без нарушения пути электрического заряда, поэтому многослойные печатные платы становятся необходимыми для современной электроники.Однако в односторонних платах одна сторона зарезервирована для медной дорожки, а другая сторона — для компонентов.

Поверх слоя меди находится паяльная маска и шелкография. Паяльная маска — это то, что придает печатной плате узнаваемый зеленый цвет. Это позволяет изолировать медь от любых металлических частей, которые могут случайно с ней соприкоснуться. Однако части металла останутся открытыми, чтобы их можно было припаять. Шелкография снова располагается поверх паяльной маски.На нем нарисованы буквы и цифры, которые упрощают сборку печатной платы для инженера (или любителя!).

Компоненты

Если медные следы ведут себя как скелет печатной платы, выступая в качестве ее основной структуры — тогда компоненты являются жизненно важными органами. У каждого своя функция. Они придают схеме уникальные качества, которые делают ее пригодной для использования по назначению. В зависимости от устройства или электронного элемента, для которого предназначена печатная плата, для разных схем потребуются разные компоненты.Эти компоненты могут состоять из широкого спектра электронных компонентов. Некоторые общие компоненты печатной платы включают:

Батарея: обеспечивает напряжение в цепи.

Резисторы: контролируют электрический ток, когда он проходит через них. Они имеют цветовую кодировку, чтобы определить их ценность.

Светодиоды: светодиод. Загорается, когда через него протекает ток, и позволяет току течь только в одном направлении.

Транзистор: усиливает заряд.

Конденсаторы: это компоненты, которые могут нести электрический заряд.

Индуктор: накапливает заряд, останавливает и изменяет ток.

Диод: позволяет току проходить только в одном направлении, блокируя другое.

Переключатели: могут либо пропускать ток, либо блокировать, в зависимости от того, замкнуты они или разомкнуты.

Сборка печатной платы

Эти компоненты могут быть прикреплены к плате различными способами.Как правило, инженер выбирает для крепления компонентов либо метод поверхностного монтажа, либо метод сквозного отверстия. Следуя схематическому рисунку и используя числа на шелкографии, инженер использует припой, чтобы прикрепить компоненты к плате. Инженер должен быть очень осторожен при пайке. Поскольку припой — это металл, который инженер плавит, чтобы им можно было манипулировать. Любые случайные капли, которые находятся не на своем месте и соприкасаются с другими металлическими компонентами, могут вызвать короткое замыкание в цепи. Это может быть опасно, вызывая возгорание или даже небольшие взрывы.Когда компоненты установлены правильно, печатная плата готова к использованию в устройстве.

Итак, вот оно. Базовая конструкция, конструкция и компоненты печатной платы. Это только обзор, так как печатные платы могут быть чрезвычайно сложными с продвинутой электроникой. Однако основные принципы остаются неизменными даже для 16-слойных досок.

Если вы планируете сборку, изготовление, изготовление печатных плат, трафареты для паяльной пасты или любое другое производство печатных плат — получите онлайн-предложение сейчас.

Процесс производства печатных плат — пошаговое руководство

Печатные платы (PCB) составляют основу всей основной электроники. Эти чудесные изобретения появляются почти во всей вычислительной электронике, включая более простые устройства, такие как цифровые часы, калькуляторы и т. Д. Для непосвященных печатная плата направляет электрические сигналы через электронику, что удовлетворяет требованиям электрических и механических схем устройства.Короче говоря, печатные платы сообщают электричеству, куда идти, оживляя вашу электронику.

Печатные платы направляют ток вокруг своей поверхности через сеть медных проводников. Сложная система медных трасс определяет уникальную роль каждой части печатной платы.

Перед проектированием печатных плат разработчикам схем рекомендуется совершить экскурсию по цеху печатных плат и лично пообщаться с производителями по поводу их требований к производству печатных плат. Это помогает предотвратить передачу конструкторами ненужных ошибок на этапе проектирования.Однако по мере того, как все больше компаний передают запросы на производство печатных плат зарубежным поставщикам, это становится непрактичным. В связи с этим мы представляем эту статью, чтобы обеспечить правильное понимание этапов процесса производства печатных плат. Надеюсь, это даст разработчикам схем и новичкам в индустрии печатных плат четкое представление о том, как производятся печатные платы, и позволит избежать ненужных ошибок.

Этапы процесса производства печатных плат

Шаг 1. Дизайн и вывод

Печатные платы должны быть строго совместимы с макетом печатной платы, созданным разработчиком с помощью программного обеспечения для проектирования печатных плат.Обычно используемое программное обеспечение для проектирования печатных плат включает Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad, Eagle и т. Д. ПРИМЕЧАНИЕ. Перед изготовлением печатной платы разработчики должны сообщить своему контрактному производителю версию программного обеспечения для проектирования печатных плат, используемую для разработки схемы, поскольку это помогает избежать проблем, вызванных несоответствиями. .

После того, как дизайн печатной платы одобрен для производства, дизайнеры экспортируют его в формат, поддерживаемый их производителями. Наиболее часто используемая программа называется расширенной Гербер. Рекламная кампания детского питания 1980-х годов была направлена ​​на поиск красивых младенцев, и эта программа создала красиво оформленное потомство.Гербер также известен под именем IX274X.

Индустрия печатных плат породила расширенный Gerber как идеальный выходной формат. Различное программное обеспечение для проектирования печатных плат, возможно, требует различных этапов создания файлов Gerber, все они кодируют исчерпывающую важную информацию, включая слои отслеживания меди, чертежи сверления, отверстия, обозначения компонентов и другие параметры. На этом этапе проверяются все аспекты конструкции печатной платы. Программное обеспечение выполняет алгоритмы надзора за дизайном, чтобы гарантировать, что ошибки не останутся незамеченными.Дизайнеры также изучают план в отношении элементов, относящихся к ширине дорожки, расстоянию между краями платы, расстоянию между дорожками и отверстиями и размеру отверстий.

После тщательного изучения дизайнеры отправляют файл печатной платы в PC Board Houses для производства. Чтобы гарантировать соответствие конструкции требованиям по минимальным допускам во время производственного процесса, почти все PCB Fab Houses проходят проверку Design for Manufacture (DFM) перед изготовлением печатных плат.

Шаг 2: от файла к фильму

Печать печатной платы начинается после того, как дизайнеры выдают файлы схемы печатной платы, а производители проводят проверку DFM.Для печати печатных плат производители используют специальный принтер, называемый плоттером, который делает фотопленку печатных плат. Производители будут использовать пленки для изображения печатных плат. Хотя это лазерный принтер, это не стандартный струйный лазерный принтер. Плоттеры используют невероятно точную технологию печати, чтобы получить детализированную пленку дизайна печатной платы.

Конечный продукт представляет собой пластиковый лист с фотонегативом печатной платы черными чернилами. Для внутренних слоев печатной платы черные чернила представляют собой проводящие медные части печатной платы.Оставшаяся прозрачная часть изображения обозначает области из непроводящего материала. Внешние слои следуют противоположному шаблону: чистый для меди, но черный относится к области, которая будет вытравлена. Плоттер автоматически проявляет пленку, и пленка надежно хранится во избежание нежелательного контакта.

Каждый слой печатной платы и паяльной маски получает свой собственный прозрачный черный пленочный лист. Всего для двухслойной печатной платы требуется четыре листа: два для слоев и два для паяльной маски.Важно отметить, что все фильмы должны идеально соответствовать друг другу. При использовании в гармонии они отображают выравнивание печатной платы.

Чтобы добиться идеального совмещения всех пленок, необходимо пробить регистрационные отверстия во всех пленках. Точность отверстия достигается регулировкой стола, на котором сидит пленка. Когда крошечные калибровки стола приводят к оптимальному совпадению, отверстие пробивается. Отверстия войдут в регистрационные штифты на следующем этапе процесса визуализации.

Шаг 3: Печать внутренних слоев: куда пойдет медь?

Создание пленок на предыдущем шаге направлено на то, чтобы нарисовать фигуру медного пути.Пришло время распечатать рисунок с пленки на медной фольге.

Этот шаг в производстве печатной платы подготавливает к созданию самой печатной платы. Основная форма печатной платы состоит из ламинатной платы, основным материалом которой является эпоксидная смола и стекловолокно, которые также называются материалом подложки. Ламинат служит идеальным корпусом для размещения меди, которая структурирует печатную плату. Материал подложки обеспечивает прочную и пыленепроницаемую отправную точку для печатной платы. Медь предварительно приклеена с обеих сторон. Процесс включает в себя удаление меди, чтобы раскрыть дизайн пленок.

В конструкции печатных плат чистота имеет значение. Ламинат с медной стороной очищается и передается в обеззараженную среду. На этом этапе очень важно, чтобы частицы пыли не оседали на ламинате. В противном случае случайное пятнышко грязи могло бы вызвать короткое замыкание или остаться разомкнутым.

Затем на чистую панель наносится слой фоточувствительной пленки, называемой фоторезистом. Фоторезист состоит из слоя фотоактивных химикатов, которые затвердевают под воздействием ультрафиолетового света.Это гарантирует точное соответствие фотопленки и фоторезиста. Пленки надеваются на штифты, которые удерживают их на ламинатной панели.

Пленка и картон выстраиваются в линию и получают свет ультрафиолетового излучения. Свет проходит через прозрачные части пленки, укрепляя фоторезист на меди под ней. Черные чернила из плоттера предотвращают попадание света на участки, не предназначенные для затвердевания, и их нужно удалить.

После того, как плита подготовлена, ее промывают щелочным раствором, удаляющим все не затвердевшие фоторезисты.Заключительная мойка под давлением удаляет все, что осталось на поверхности. Затем доска сушится.

Продукт выходит с резистом, должным образом покрывая медные участки, которые должны оставаться в окончательной форме. Техник осматривает платы, чтобы убедиться, что на этом этапе не возникает ошибок. Весь резист, присутствующий в этой точке, обозначает медь, которая появится на готовой печатной плате.

Этот шаг применим только к доскам с более чем двумя слоями. Простые двухслойные доски переходят к сверлению.Многослойные доски требуют большего количества шагов.

Шаг 4: Удаление нежелательной меди

После удаления фоторезиста и закаленного резиста, покрывающего медь, которую мы хотим сохранить, плата переходит к следующему этапу: удалению нежелательной меди. Подобно тому, как щелочной раствор удаляет резист, более мощный химический препарат разъедает излишки меди. Ванна с раствором медного растворителя удаляет всю обнаженную медь. Между тем желаемая медь остается полностью защищенной под закаленным слоем фоторезиста.

Не все медные доски одинаковы. Некоторые более тяжелые платы требуют большего количества медного растворителя и различной продолжительности воздействия. Кстати, более тяжелые медные платы требуют дополнительного внимания к расстоянию между дорожками. Большинство стандартных печатных плат основаны на аналогичных спецификациях.

Теперь, когда растворитель удалил нежелательную медь, необходимо смыть затвердевший резист, защищающий предпочтительную медь. Другой растворитель выполняет эту задачу. Теперь на плате осталась только медная подложка, необходимая для печатной платы.

Шаг 5: выравнивание слоев и оптический контроль

После того, как все слои будут чистыми и готовыми, для их выравнивания требуются штампы для выравнивания. Отверстия для совмещения выравнивают внутренние слои с внешними. Техник помещает слои в машину, называемую оптическим перфоратором, которая обеспечивает точное соответствие, так что отверстия для совмещения точно пробиваются.

После того, как слои соединены вместе, невозможно исправить какие-либо ошибки, возникающие на внутренних слоях.Другая машина выполняет автоматический оптический контроль панелей, чтобы подтвердить полное отсутствие дефектов. Образцом служит оригинальный дизайн от Gerber, который получил производитель. Машина сканирует слои с помощью лазерного датчика и начинает электронное сравнение цифрового изображения с исходным файлом Gerber.

Если машина обнаруживает несоответствие, сравнение отображается на мониторе, чтобы технический специалист мог его оценить. После прохождения проверки слой переходит к завершающим этапам производства печатной платы.

Шаг 6: Наложение и приклеивание

На этом этапе печатная плата принимает форму. Все отдельные слои ждут своего объединения. Когда слои готовы и подтверждены, их просто нужно сплавить вместе. Наружные слои должны стыковаться с основанием. Процесс происходит в два этапа: нанесение слоя и склеивание.

Материал внешнего слоя состоит из листов стекловолокна, предварительно пропитанных эпоксидной смолой. Сокращение для этого называется препрег. Тонкая медная фольга также покрывает верх и низ исходной подложки, на которой нанесены травления медных следов.Теперь пришло время сложить их вместе.

Склеивание происходит на тяжелом стальном столе с металлическими зажимами. Слои надежно входят в штыри, прикрепленные к столу. Все должно плотно прилегать, чтобы предотвратить смещение во время центровки.

Техник начинает с нанесения слоя препрега на выравнивающую ванну. Слой подложки накладывается на препрег перед размещением медного листа. На слой меди ложатся дополнительные листы препрега. Наконец, стопку завершают алюминиевая фольга и медная прижимная пластина.Теперь он готов к прессованию.

Вся операция проходит в автоматическом режиме, выполняемом компьютером клеильного пресса. Компьютер управляет процессом нагрева стопки, точкой приложения давления и временем охлаждения стопки с контролируемой скоростью.

Далее происходит распаковка определенного объема. Со всеми слоями, сформованными вместе в супер-сэндвич великолепной печатной платы, технический специалист просто распаковывает многослойную печатную плату. Достаточно просто удалить стопорные штифты и выбросить верхнюю прижимную пластину.Качественная печатная плата победоносно проявляется изнутри ее алюминиевых нажимных пластин. Медная фольга, включенная в процесс, по-прежнему составляет внешние слои печатной платы.

Наконец, в плите стека просверливаются отверстия. Все компоненты, которые появятся позже, такие как соединение медью через отверстия и выводы с выводами, зависят от точности отверстий для прецизионного сверления. Отверстия просверливаются на толщину волоса — сверло достигает 100 микрон в диаметре, а волосы в среднем — 150 микрон.

Чтобы определить местоположение целей бурения, локатор рентгеновского излучения определяет правильные целевые точки бурения.Затем просверливаются соответствующие регистрационные отверстия, чтобы закрепить стопку для ряда более определенных отверстий.

Перед сверлением техник помещает доску буферного материала под мишень сверла, чтобы обеспечить чистое отверстие. Материал выхода предотвращает ненужный разрыв на выходах сверла.

Компьютер контролирует каждое микродвижение сверла — вполне естественно, что продукт, определяющий поведение машин, будет полагаться на компьютеры. Станок с компьютерным управлением использует файл сверления из оригинальной конструкции, чтобы определить правильные места для растачивания.

В сверлах используются шпиндели с пневматическим приводом, которые вращаются со скоростью 150 000 об / мин. На такой скорости вы можете подумать, что сверление происходит мгновенно, но есть много отверстий, которые нужно просверлить. Средняя печатная плата содержит более сотни неповрежденных отверстий. Во время сверления каждому нужен свой особый момент со сверлом, поэтому на это нужно время. Позже в этих отверстиях размещаются переходные отверстия и механические монтажные отверстия для печатной платы. Окончательная фиксация этих деталей происходит позже, после обшивки.

После завершения сверления дополнительная медь, покрывающая края производственной панели, удаляется профилирующим инструментом.

Шаг 8: покрытие и осаждение меди

После сверления панель переходит на обшивку. В процессе химического осаждения различные слои соединяются вместе. После тщательной очистки панель подвергается серии химических ванн. Во время ванн в результате химического осаждения на поверхность панели наносится тонкий слой меди толщиной около одного микрона. Медь входит в недавно просверленные отверстия.

Перед этим этапом внутренняя поверхность отверстий просто обнажает стекловолокно, составляющее внутреннюю часть панели.Медные ванны полностью покрывают или покрывают стенки отверстий. Кстати, вся панель покрывается новым слоем меди. Самое главное, чтобы новые дыры были закрыты. Компьютеры контролируют весь процесс окунания, удаления и обработки.

Шаг 9: визуализация внешнего слоя

На шаге 3 мы применили фоторезист к панели. На этом этапе мы делаем это снова — за исключением того, что на этот раз мы отображаем внешние слои панели с дизайном печатной платы. Мы начинаем со слоев в стерильной комнате, чтобы предотвратить прилипание загрязнений к поверхности слоя, затем наносим слой фоторезиста на панель.Подготовленная панель переходит в желтую комнату. УФ-свет влияет на фоторезист. Волны желтого света не обладают достаточным УФ-излучением, чтобы повлиять на фоторезист.

Прозрачные пленки с черными чернилами фиксируются штифтами, чтобы предотвратить несовпадение с панелью. Когда панель и трафарет соприкасаются, генератор облучает их сильным УФ-светом, который укрепляет фоторезист. Затем панель передается в машину, которая удаляет незатвердевший резист, защищенный непрозрачностью черных чернил.

Этот процесс является инверсией по сравнению с внутренними слоями.Наконец, внешние пластины подвергаются осмотру, чтобы убедиться, что весь нежелательный фоторезист был удален на предыдущем этапе.

Возвращаемся в обшивку. Как и на шаге 8, мы покрываем панель гальваническим покрытием тонким слоем меди. На открытые участки панели с этапа фоторезиста внешнего слоя наносится гальваническое покрытие медью. После первоначальной ванны для меднения панель обычно покрывается оловом, которое позволяет удалить всю медь, оставшуюся на плате, которую планируется удалить.Олово защищает участок панели, который должен оставаться покрытым медью на следующем этапе травления. Травление удаляет ненужную медную фольгу с панели.

На этом этапе олово защищает желаемую медь. Нежелательно обнаженные медь и медь под оставшимся слоем резиста удаляются. Снова применяются химические растворы для удаления излишков меди. Между тем, на этом этапе олово защищает ценную медь.

Теперь проводящие зоны и связи установлены должным образом.

Шаг 12: нанесение паяльной маски

Перед нанесением паяльной маски на обе стороны платы панели очищаются и покрываются эпоксидной краской для паяльной маски. Платы получают поток ультрафиолетового излучения, который проходит через фотопленку паяльной маски. Покрытые участки останутся незатвердевшими и будут удалены.

Наконец, плата отправляется в печь для отверждения паяльной маски.

Чтобы добавить печатной плате дополнительную способность к пайке, мы наносим на них химическое покрытие золотом или серебром.Некоторые печатные платы также получают на этом этапе контактные площадки, выравниваемые горячим воздухом. Выравнивание горячим воздухом приводит к получению однородных подушек. Этот процесс приводит к созданию отделки поверхности. PCBCart может обрабатывать несколько типов обработки поверхности в соответствии с конкретными требованиями клиентов.

На поверхности почти готовой платы наносится надпись струйным принтером, которая используется для обозначения всей важной информации, относящейся к печатной плате. Наконец, печатная плата переходит на последнюю стадию покрытия и отверждения.

В качестве последней меры предосторожности технический специалист выполняет электрические испытания печатной платы.Автоматизированная процедура подтверждает работоспособность печатной платы и ее соответствие оригинальному дизайну. В PCBCart мы предлагаем расширенную версию электрического тестирования под названием Flying Probe Testing, которая зависит от движущихся зондов для проверки электрических характеристик каждой цепи на голой печатной плате.

Шаг 16: профилирование и V-оценка

Теперь мы подошли к последнему этапу: обрезке. Из оригинального панно вырезаются разные доски. Используемый метод основан на использовании фрезы или V-образной канавки.Фрезерный станок оставляет небольшие выступы по краям платы, а V-образный паз прорезает диагональные каналы по обеим сторонам платы. Оба способа позволяют доскам легко выскакивать из панели.

Нужен кто-то для изготовления вашей печатной платы? PCBCart может помочь!

Как видите, в процесс изготовления печатных плат уходит много труда. Чтобы гарантировать, что печатные платы будут изготовлены с ожидаемым качеством, производительностью и долговечностью, вам необходимо выбрать производителя, который имеет высокий уровень знаний и уделяет особое внимание качеству на каждом этапе.

PCBCart — один из самых опытных поставщиков услуг по производству печатных плат в Китае. С мыслью о том, что наш успех измеряется успехом наших клиентов, мы уделяем особое внимание вниманию к деталям, которые требуются на каждом этапе производства печатных плат. Мы также предлагаем вакуумную упаковку, взвешивание и доставку, чтобы ваш заказ на печатную плату был доставлен в целости и сохранности. На данный момент у нас есть печатные платы для компаний любого размера из более чем 80 стран, и мы стремимся поставлять произведенные нами печатные платы во все уголки мира в ближайшие годы.

Мы предлагаем быстросъемные прототипы печатных плат, услуги по массовому производству и сборке печатных плат. Расценки всегда быстро и БЕСПЛАТНО.

Цитируйте СЕЙЧАС, чтобы сэкономить до 300 долларов на печатных платах

ИЛИ ознакомьтесь со следующими статьями, чтобы узнать больше о наших услугах. Если у вас есть вопросы или вы предпочитаете обсудить с нами напрямую, напишите нам здесь.

• Краткое введение в PCBCart
• Услуга изготовления печатных плат на заказ, включающая несколько дополнительных услуг
• Расширенная услуга сборки печатных плат по рентабельной цене
• Требования к файлам для быстрого и точного коммерческого предложения печатной платы
• Получите немедленную стоимость изготовления печатной платы по вашему усмотрению Проект
• Запрос цены на сборку печатной платы для вашего индивидуального проекта
• Как оценить производителя печатной платы или сборщика печатной платы

Пять шагов к травлению печатной платы (PCB)

Мы все сталкиваемся с вещами, которые могут нас слегка расстраивать.Достаточно, чтобы нас подвести, но недостаточно, чтобы изо всех сил стараться исправить. Это может быть липкий замок, отчаянно нуждающийся в брызге WD-40, сорняк, растущий посреди тротуара, или пыльная столешница. Некоторое время меня раздражал шкаф для верхней одежды посреди дома, в котором не было света. Имея двух собак, которые иногда забывают, что обувь — это не игрушки для жевания, этот шкаф стал удобным домом для нашей коллекции обуви. Со временем обуви накапливалось все больше, и второй закон термодинамики выполнялся — шкаф превратился в темный беспорядочный беспорядок.

Я давно хотел попробовать травить печатную плату. Это казалось прекрасной возможностью опробовать этот новый метод. Схема не будет сложной, поэтому я мог бы также пролить свет на других (а также на мой шкаф), которые, возможно, рассматривают это впервые.

Шаг 1. Нарисуйте схему и проверьте математику

Для этого проекта, в частности, требуются светодиоды, резисторы, переключатель и аккумулятор определенного типа. Цель состоит в том, чтобы использовать нормально закрытый переключатель, чтобы светодиоды не горели, когда дверь закрыта, и включать их, когда дверь открыта.Нарисуйте схему и найдите все необходимые компоненты. Обязательно выполните проверку закона Ома, чтобы убедиться, что все детали имеют достаточный номинал. В моем случае, я обнаружил, что ток, проходящий через каждый светодиод на полностью заряженном элементе 18650 (мой выбор батареи), будет немного большим. Тем не менее, я решил продолжить эту настройку, чтобы светодиоды не становились слишком тусклыми, когда батарея умирает. Кроме того, у меня было множество резисторов на 100 Ом, оставшихся от предыдущего проекта, которые просто ждали своей цели!

Шаг 2. Введите свой проект в программу проектирования печатных плат

Использование достойной платформы для проектирования печатных плат может сэкономить много времени при проектировании макета вашей печатной платы.Такие программы, как Eagle и EasyEDA, позволяют проектировать схему, а затем строить ее непосредственно из этой схемы. Это обеспечивает точность размеров компонентов и точек подключения и их учет на печатной плате. Еще одним средством экономии времени с помощью этого программного обеспечения является инструмент автотрассировщика. Это разместит все трассы в путях, которые будут мешать только компонентам и другим трассам, которые связаны. После того, как печатная плата будет разложена и соединения схемы прослежены, проверьте схему в последний раз перед печатью.Убедитесь, что вы печатаете в масштабе 1: 1, чтобы размеры макета были точными.

Шаг 3. Перенесите макет на плату

Для обеспечения точного переноса прикрепите этот распечаток поверх многослойной печатной платы, плакированной медью. Используя канцелярскую кнопку, проткните бумагу в том месте, где каждый вывод компонентов будет проходить через доску. Это оставит точки на меди, где находятся эти компоненты. Небольшая выемка на меди также поможет сверлу найти точное место, куда пойдет провод. Удалите распечатанный лист и убедитесь, что все компоненты отмечены на меди.Используйте сверло 1/32 дюйма (максимум), чтобы просверлить отверстия, отмеченные на доске. Когда все отверстия будут просверлены, очистите верхнюю часть медной пластины наждачной бумагой. Используя перманентный маркер, нарисуйте трассы между всеми компонентами, ссылаясь на распечатанный макет печатной платы. Подождите, пока чернила высохнут, и подкрасьте доску в том месте, где маркер стал тусклым.

Шаг 4: Процесс травления

Когда второй слой маркера полностью высохнет, пора окунуть доску в ванну с хлоридом железа.Хлорид железа — это едкое кислотное химическое соединение, которое разъедает всю медь на доске, не защищенную чернилами маркера. Налейте небольшое количество хлорного железа в пластиковую емкость с крышкой; ровно настолько, чтобы полностью покрыть доску. Дайте доске впитаться в течение 10 минут, убедитесь, что крышка надежно закреплена, и встряхивайте ее каждые несколько минут, покачивая контейнер назад и вперед. Через 10 минут осмотрите плату и, если меди не видно, снимите плату в латексной перчатке.Промокните доску насухо одноразовой тряпкой, чтобы удалить с доски весь хлорид железа. Промойте доску ацетоном, который быстро обработает чернила маркера и обнажит ваши целые следы. Процесс травления завершен!

Шаг 5. Заполните плату и проверьте схему

После протравливания платы используйте мультиметр для проверки целостности цепи. Перед подачей питания на схему убедитесь, что все трассировки прошли успешно, а также начинаются и заканчиваются в правильных местах.Как только все трассы будут проверены, добавьте компоненты в их правильное положение и припаяйте их. Подайте напряжение и с трепетом наблюдайте, как ваша идеально протравленная схема работает точно так, как планировалось!

Мой следующий шаг

Чтобы завершить свой проект, я прикреплю держатель 18650 к задней стороне печатной платы и смонтирую сборку в моем шкафу. Переключатель имеет нормально замкнутые контакты, поэтому, когда дверь закрыта, переключатель будет нажат, контакты разомкнуты, а освещение выключено.Когда дверь открыта, переключатель не будет нажат, контакты будут замкнуты и свет будет включен!

Об авторе

Крис Фонт покинул Hallam-ICS, чтобы заняться другими делами, но его вклад в развитие компании по-прежнему ценится.

Прочтите мою историю Халлама

О компании Hallam-ICS

Hallam-ICS — компания, занимающаяся проектированием и автоматизацией, которая разрабатывает системы MEP для объектов и заводов, разрабатывает решения для управления и автоматизации, а также обеспечивает соответствие требованиям безопасности и нормативным требованиям посредством исследований дугового разряда, ввода в эксплуатацию и проверки.Наши офисы расположены в Массачусетс , Коннектикут , Нью-Йорк , Вермонт и Северная Каролина , и наши проекты охватывают весь мир.

Рекомендации по компоновке и дизайну печатной платы

Перейти к: Основные этапы проектирования печатной платы | Проектная документация | Рекомендации по компоновке и дизайну печатной платы | Важность тестирования | Решение проблем компоновки печатной платы с помощью САПР | Выбор поставщика печатной платы

Разработка макета печатной платы имеет решающее значение для создания надежной и экономичной платы.Хотя разработка схемы и выбор компонентов также важны, вы всегда должны выделять достаточно времени для разводки печатной платы. На определение оптимальной компоновки печатной платы нужно многое, особенно с учетом того, что современные платы становятся все более сложными, компактными и легкими. Растущая популярность гибких печатных плат также усложняет этот процесс.

Если вы не учитываете важные соображения по компоновке печатной платы, вы можете в итоге получить проект, который не подходит для реального мира. Неадекватная компоновка может привести к таким проблемам, как электромагнитные помехи, конфликты компонентов по обе стороны от платы, ограниченная функциональность платы и даже полный отказ платы.Кроме того, если вы не получите верный макет с первого раза, вам придется переделать его, что может привести к задержкам производства и дополнительным расходам.

Итак, какие правила и соображения при проектировании компоновки печатной платы нужно учитывать? Давайте посмотрим на этапы проектирования компоновки печатной платы и определим некоторые из основных соображений для каждого этапа. Конечно, есть и другие соображения, которые вы, возможно, захотите иметь в виду, но это некоторые из наиболее важных аспектов проектирования компоновки печатной платы, о которых вам следует знать.

играет важную роль на каждом этапе производственного процесса печатной платы с момента, когда вы знаете, что вам нужна печатная плата, до конечного производства. Базовый процесс проектирования включает шесть шагов.

После определения потребности в печатной плате следующим шагом является определение окончательной концепции платы. Этот начальный этап включает определение функций, которые печатная плата будет иметь и выполнять, ее характеристик, ее взаимосвязи с другими схемами, ее размещения в конечном продукте и ее приблизительных размеров.Кроме того, примите во внимание примерный диапазон температур, в котором будет работать плата, и любые другие факторы, связанные с окружающей средой.

Следующим этапом является создание принципиальной схемы на основе окончательной концепции. Эта диаграмма включает всю информацию, необходимую для правильного функционирования электрических компонентов платы, а также такие детали, как названия компонентов, стоимость, номинальные характеристики и номера деталей производителя.

Пока вы создаете свою схему, вы будете создавать спецификацию материалов.Эта спецификация содержит информацию обо всех компонентах, необходимых для вашей печатной платы. Всегда обновляйте эти два документа.

Затем вы завершите блок-схему на уровне платы, чертеж, описывающий окончательные размеры печатной платы. Отметьте области, предназначенные для каждого блока, части компонентов, которые связаны по электрическим причинам или из-за ограничений. Хранение связанных компонентов вместе позволит вам сократить время трассировки.

Следующим шагом является размещение компонентов, которое определяет, где вы разместите каждый элемент на плате. Часто вы можете пройти несколько этапов уточнения размещения компонентов.

Затем определите маршрутизацию и приоритет маршрутизации для канала.

После завершения проектирования вам следует провести серию тестов, чтобы убедиться, что он соответствует всем вашим требованиям.Если да, то дизайн завершен. В противном случае вы вернетесь к этапам, на которых вам необходимо внести коррективы.

Конструкторская документация

По мере создания печатной платы вы разрабатываете множество документов. Эти документы включают:

• Габаритные чертежи оборудования: Описывает размер пустой платы
• Схема: Отображает электрические характеристики платы
• Спецификация материалов: Описывает компоненты, необходимые для проекта
• Файл схемы: Описывает базовую компоновку печатной платы
• Файл размещения компонентов: Описывает расположение отдельных компонентов.
• Сборочные чертежи и инструкции: Объясняет, как собрать плату
• Руководства пользователя: Хотя они и не требуются, они полезны для предоставления пользователю дополнительной информации.
• Набор файлов Gerber: Набор выходных файлов макета, который производитель печатной платы будет использовать для создания печатной платы

Рекомендации по компоновке и дизайну печатной платы

При компоновке и дизайне печатной платы нужно многое учесть.Некоторые соображения применимы ко всему процессу, а некоторые относятся к конкретным шагам. Вот семь важных факторов, о которых следует помнить.

1. Ограничения платы

Первые ограничения, на которые следует обратить внимание, связаны с голой платой. Некоторые из этих основных ограничений включают размер и форму доски.

Вам необходимо убедиться, что у вас достаточно места на плате для схемы.Размер конечного продукта, функциональность, которую должна обеспечивать плата, и другие факторы определяют, насколько большой должна быть плата. Электронные продукты и печатные платы, которые они включают, становятся все меньше и меньше. Перед тем, как приступить к проектированию, прикиньте размер доски. Если у вас недостаточно места для всех функций, требуемых при более простой конструкции, вам может потребоваться использовать многослойную конструкцию или конструкцию межсоединений высокой плотности (HDI).

Стандартная печатная плата имеет прямоугольную форму.Это остается, в подавляющем большинстве, наиболее распространенной формой для печатных плат. Однако возможно создание досок и других форм. Разработчики печатных плат чаще всего делают это из-за ограничений по размеру или использования в изделиях неправильной формы.

Еще одно важное соображение — это количество необходимых слоев, которые помогут решить, какие уровни мощности и сложность конструкции. Лучше всего выяснить, сколько вам нужно, на раннем этапе разработки макета. Добавление большего количества слоев может увеличить производственные затраты, но позволит вам включить больше треков.Это может быть необходимо для более сложных плат с расширенными функциями.

Используйте не менее двух переходных отверстий для перехода между слоями для всех сильноточных путей. Использование нескольких переходных отверстий на переходах слоев увеличивает надежность, улучшает теплопроводность и снижает индуктивные и резистивные потери.

Вам также следует продумать производственные процессы, которые вы хотите использовать для производства платы. У разных методов разные ограничения и ограничения.Вам нужно будет использовать контрольные отверстия или точки, которые соответствуют производственному процессу на плате. Всегда следите за тем, чтобы в отверстиях не было компонентов.

Также помните о способе монтажа платы. Различные подходы могут потребовать, чтобы вы оставили открытыми разные области доски. Использование нескольких типов технологий, таких как компоненты для монтажа в сквозные отверстия и на поверхность, может увеличить стоимость ваших плат, но в некоторых случаях может потребоваться.

Всегда уточняйте у производителя, есть ли у него возможности для производства плат нужного вам типа.Некоторые могут, например, не иметь возможности производить многослойные доски или платы с гибкой конструкцией.

На этапе компоновки подумайте о материалах и компонентах, которые вы планируете использовать для своей платы. Сначала вам нужно убедиться, что нужные элементы доступны. Некоторые материалы и детали трудно найти, в то время как другие настолько дороги, что непомерно дорого обходятся. Различные компоненты и материалы также могут иметь различный дизайн.

Найдите время, чтобы убедиться, что вы выбрали оптимальные материалы и компоненты для своей платы, а также что вы разработали доску, которая учитывает сильные стороны этих элементов.

Одно из самых фундаментальных указаний по проектированию печатной платы касается порядка, в котором вы размещаете компоненты на плате. Рекомендуемый порядок — соединители, затем силовые цепи, затем прецизионные цепи, затем критические цепи, а затем остальные элементы.Уровни мощности, восприимчивость к шуму, возможность генерации и маршрутизации также влияют на приоритет маршрутизации для цепи.

При размещении компонентов старайтесь ориентировать похожие друг на друга в одном направлении. Это сделает процесс пайки более эффективным и поможет избежать ошибок при его выполнении.

Старайтесь не размещать детали на стороне пайки печатной платы, которые будут находиться за деталями с металлическими сквозными отверстиями.

Логическая организация компонентов может сократить количество необходимых этапов сборки, повысить эффективность и снизить затраты. Старайтесь размещать все компоненты для поверхностного монтажа на одной стороне платы, а все компоненты со сквозными отверстиями — на верхней стороне.

Рекомендации по питанию, заземлению и трассировке сигналов

Приведенные выше советы касались размещения компонентов на печатной плате. Чтобы эти компоненты работали должным образом, вам также необходимо развести следы питания, заземления и сигналов.Эффективное выполнение этого шага поможет обеспечить надежный путь для ваших сигналов, чтобы ваша доска работала должным образом. Вот пять факторов, о которых следует помнить.

Одно из фундаментальных правил проектирования компоновки печатной платы — держать плоскости питания и заземления внутри платы. Они также должны быть отцентрованы и симметричны, чтобы предотвратить искривление и скручивание доски. Изгиб может привести к смещению компонентов и потенциально повредить плату.Другие рекомендации включают использование общих направляющих для каждого источника питания, обеспечение надежных и обширных трассировок и избежание создания гирляндных цепей для соединения компонентов.

Высокое напряжение в силовых цепях может мешать работе цепей управления низким напряжением и током. Вы можете использовать размещение заземления питания и заземления управления, чтобы свести к минимуму эти помехи. Старайтесь держать заземления для каждой ступени питания отдельно. Если вам нужно разместить несколько штук вместе, убедитесь, что они находятся ближе к концу вашего пути снабжения.Если ваш заземляющий слой находится в среднем слое вашей платы, включите путь с небольшим сопротивлением, чтобы предотвратить помехи силовой цепи.

Аналогичным образом следует разделять цифровое и аналоговое заземление. Постарайтесь, чтобы аналоговые линии пересекали аналоговую землю, чтобы уменьшить емкостную связь.

Этот шаг также включает в себя подключение сигнальных дорожек в соответствии с вашей схемой. Вы всегда хотите, чтобы ваши следы были как можно более короткими и прямыми.Если у вас есть горизонтальная трассировка на одной стороне печатной платы, разместите вертикальные трассы на другой стороне.

Для вашей платы может потребоваться несколько цепей с разными токами, что определит необходимую ширину цепи. На этом этапе может помочь калькулятор ширины следа. Тонкие дорожки могут нести столько тока. Дорожки толщиной 0,010 дюйма или 10 мил могут выдерживать ток только около одного ампер, в то время как дорожка толщиной 250 мил может выдерживать 15 ампер при повышении температуры на 30 градусов Цельсия.

Вам также нужно будет определить размеры контактных площадок и отверстий на раннем этапе проектирования печатной платы. По мере уменьшения размера колодок и отверстий получение правильного соотношения размеров колодок и отверстий становится все более важным. Это особенно важно при работе со сквозными отверстиями. Производитель голой печатной платы может предоставить рекомендации по требуемым стандартам и соотношению сторон.

Еще одним важным моментом является форма контактных площадок печатной платы.Посадочные места на печатной плате могут варьироваться в зависимости от производственного процесса. Волновая пайка обычно требует больших площадей, чем, например, инфракрасная пайка оплавлением.

играет решающую роль в обеспечении целостности сигнала и предотвращении электрических проблем, таких как помехи, часто называемые радиочастотными помехами или электромагнитными помехами.

Избежание этих проблем во многом зависит от того, как вы прокладываете трассы.Чтобы предотвратить проблемы с сигналом, избегайте параллельных дорожек друг другу. Параллельные дорожки будут иметь больше перекрестных помех, которые могут вызвать различные проблемы, которые трудно исправить после сборки печатной платы. Если гусеницы должны пересекать друг друга, убедитесь, что они пересекаются под прямым углом. Это снизит емкость и взаимную индуктивность между линиями, в свою очередь, уменьшив перекрестные помехи.

Использование полупроводниковых компонентов, генерирующих слабое электромагнитное излучение, также может помочь в целостности сигнала.Однако иногда для других нужд могут потребоваться детали с более высоким уровнем электромагнитного излучения.

При разработке печатной платы исключите антенны, которые могут излучать электромагнитную энергию, а также большие петли сигнала и линии заземления, несущие высокие частоты. Вы должны аккуратно размещать интегральные схемы, чтобы обеспечить короткие межсоединения.

Размещение сетки заземления на печатной плате — еще одно важное руководство по проектированию РЧ-печатной платы, которое помогает обеспечить близость обратных линий к сигнальным линиям.Благодаря этому эффективная площадь антенны остается относительно небольшой. В многослойной плате этого можно добиться с помощью заземляющего слоя.

Температурные проблемы могут повлиять на множество различных частей процесса проектирования. Платы большего размера и платы с более высокой плотностью компонентов и более высокой скоростью обработки, как правило, имеют больше проблем, связанных с нагревом. Для небольших плат они могут не вызывать беспокойства, но для более продвинутых они могут стать серьезной проблемой.

Для предотвращения проблем, связанных с нагревом, необходимо дать теплу рассеиваться. Во-первых, определите компоненты, которые выделяют много тепла. Вы должны найти номиналы термического сопротивления каждого компонента в его техническом описании. Затем вы можете следовать рекомендуемым рекомендациям по отведению тепла от этого компонента.

Убедитесь, что вы оставили достаточно места вокруг всех компонентов, которые могут нагреваться. Чем больше тепла они создают, тем больше площади им потребуется для охлаждения. Также очень важно не размещать критически важные компоненты вблизи источников тепла.

В идеале вся плата должна иметь одинаковую рабочую температуру. Используйте теплопроводящие плоскости для рассеивания тепла по большой площади, что увеличивает скорость снижения температуры за счет увеличения площади поверхности, используемой для передачи тепла.

Если тепловые проблемы для вашей платы существенны, вам, возможно, потребуется установить охлаждающие вентиляторы, радиаторы и терморегуляторы, которые имеют решающее значение для пайки волной припоя на многослойных платах и ​​сборках с высоким содержанием меди. Вы можете создать радиаторы, используя пасту для радиаторов, полимер, наполненный мелкодисперсными твердыми частицами.Вы можете нанести эту пасту трафаретной или трафаретной печатью. После сушки или запекания он фиксируется и действует как теплоотвод.

Всегда рекомендуется использовать терморазгрузочные элементы на компонентах со сквозным отверстием, что снижает скорость отвода тепла через пластины компонентов. Как правило, используйте схему термического разгрузки каждый раз, когда переходное отверстие или отверстие соединяется с заземлением или пластиной питания. Вы также можете использовать слезы на стыке следов и подушечек, чтобы обеспечить дополнительную поддержку и снизить тепловую нагрузку.

На протяжении всего процесса проектирования печатной платы, а также остальной части производственного процесса, вы должны постоянно проверять свою работу. Выявление проблем на раннем этапе поможет свести к минимуму их влияние и снизить затраты на их устранение.

Два общих теста, которые вы должны выполнить, — это проверка электрических правил и проверка правил проектирования. Эти тесты помогут вам решить многие из наиболее серьезных проблем, с которыми вы можете столкнуться.

После того, как вы без проблем пройдете тесты ERC и DRC, вам следует проверить маршрутизацию каждого сигнала и подробно сравнить свою плату со схемой.

Решение проблем компоновки печатной платы с помощью CAD

Сегодня большинство разработчиков печатных плат используют передовые программные системы автоматизированного проектирования (САПР) для создания своих печатных плат. Аналогичным образом производители используют программное обеспечение для автоматизированного производства. Использование этих систем может помочь вам решить многие проблемы компоновки, с которыми вы можете столкнуться.Некоторые из преимуществ использования этих программных систем включают:

• Простые полуавтоматические процессы проектирования. Программы САПР позволяют перетаскивать компоненты туда, где они нужны, для дальнейшей разработки. Многие системы даже создают для вас трассировки, а затем вы можете перемещать, добавлять или удалять компоненты или перенаправлять их по мере необходимости. Такой подход может повысить эффективность и точность вашего процесса проектирования.
• Проверка конструкции: Перед отправкой проекта на этап производства вы можете протестировать его с помощью системы CAD, чтобы проверить свои допуски, совместимость, размещение компонентов и другие аспекты.Многие системы могут даже обнаруживать основные ошибки в режиме реального времени, сводя к минимуму или устраняя их влияние.
• Создание производственного файла: Вы можете создавать файлы Gerber и файлы других форматов, которые могут потребоваться для отправки производителю с помощью системы CAD. Создание этих файлов непосредственно из программного обеспечения для проектирования может помочь повысить их точность и обеспечить плавный переход к этапу производства.
• Документация: Эти системы также можно использовать для создания и сохранения подробной документации, относящейся к использованию компонентов, отчетам об ошибках, статусу проекта, управлению версиями и многому другому, которая может помочь в будущих проектах.
• Создание правила: Некоторые из этих программ позволяют создавать и сохранять настраиваемые наборы правил, которыми вы можете поделиться с дизайнерами для улучшения функциональности программного обеспечения.
• Создание шаблона: Вы даже можете создавать шаблоны для использования в будущих проектах. Создав дизайн, вы можете сохранить его и повторно использовать в качестве шаблона для других проектов.
• Повышение эффективности и снижение затрат: Включение автоматизированного проектирования в ваши операции может повысить эффективность и точность процесса проектирования, что снижает общие затраты.

Выбор поставщика печатных плат

Нужны печатные платы? Millennium Circuits Limited — ваш надежный источник. У нас есть ряд возможностей для печатных плат, которые наверняка будут соответствовать потребностям вашего проекта, и мы гордимся тем, что обеспечиваем безупречное обслуживание клиентов. Мы предлагаем как отечественные, так и зарубежные печатные платы, поэтому мы можем предоставить несколько вариантов финансирования и быстрые сроки выполнения работ. Независимо от того, какое решение вы выберете, вы можете быть уверены, что получите только высококачественные печатные платы.

Чтобы узнать больше о наших услугах по печатным платам и о том, как они могут помочь вашему бизнесу, запросите ценовое предложение, указав подробную информацию о вашем проекте, включая файл Gerber. Мы также предлагаем бесплатную проверку дизайна через наш веб-сайт, чтобы вы могли быть уверены, что ваш дизайн готов к производству. Чтобы узнать больше о MCL и наших многочисленных возможностях, свяжитесь с нами, запросите расценки или продолжите изучение нашего веб-сайта сегодня.