Site Loader

Содержание

РАЗВОДКА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ


   Многие знакомы с такой технологией разводки и создания печатных плат, как вырезание дорожек. Но что делать, когда схема слишком сложна и объёмна? Тут уже придётся осваивать более современные методы, с одним из которых мы тут и познакомимся. Возьмем, например, схему этого звукового пробника:

Схема устройства


   Существенной разницы не имеет, будем ли мы разводить плату на листочке в клетку, вырезав из картона шаблоны деталей с выводами (хотя я глубоко сомневаюсь, что кто-нибудь будет пользоваться таким методом в 21 веке, когда в каждом доме есть компьютер), либо воспользуемся какой-нибудь программой для разводки печатной платы, например sprint layout. Конечно с помощью sprint layout это сделать будет намного проще, особенно в больших схемах. В обоих случаях сначала мы ставим на рабочее поле деталь с наибольшим количеством выводов в нашем случае это транзистор, допустим VT1, это у нас КТ315.
(Ссылка на руководство по пользованию sprint layout будет приведена ниже). Причем поначалу при проектировании у вас печатная плата может напоминать принципиальную схему, ничего страшного, думаю все так начинали. Поставили, дальше соединяем его базу и эмиттер дорожками с резистором R1, также у нас база VT1 соединена с выводом конденсатора С1 и выводом резистора R2. Вместо линий на схеме мы соединяем на печатной плате выводы деталей дорожкой. Еще я взял себе за правило считать количество выводов деталей соединённых на схеме и на печатной плате, у нас должно получиться такое же количество соединенных пятачков.


   Как видим, с базой у нас на плате также как и на схеме соединено еще 3 вывода, на схеме они помечены красными колечками. Дальше устанавливаем транзистор VT2 — это транзистор кт361, он структуры pnp, но нам это в данный момент все равно, так как он имеет также 3 вывода и в корпусе точно таком же как и кт315. Установили транзистор, далее соединяем его эмиттер с вторым выводом R2, а второй вывод конденсатора С1 с коллектором VT2. Базу VT2 мы соединяем с коллектором VT1, устанавливаем на плату пятачки для подключения динамика ВА1, его мы соединяем одним выводом с коллектором VT2, другим выводом с эмиттером VT1. Вот как все, что описал выглядит на плате:


   Продолжаем дальше, мы устанавливаем светодиод, соединяем его с выводом ВА1 и с эмиттером VT2. После мы устанавливаем транзистор VT3, это также кт315 и соединяем его коллектором с катодом светодиода, эмиттер VT3 мы соединяем с минусом питания. Далее мы устанавливаем резистор R4 и соединяем его дорожками с базой и эмиттером транзистора VT3, вывод с базы мы пускаем на щуп Х1. Смотрим, что получилось на плате:


   И наконец устанавливаем последние несколько деталей. Установим выключатель питания, соединяя его с плюсом питания дорожкой от одного пятачка и с эмиттером VT2, дорожкой от другого пятачка, соединенного с выключателем. Соединяем этот вывод выключателя с резистором R3, а второй пятачок резистора соединяем с контактами щупа Х2.
 


   Всё, плата разведена. При большом желании можно перенести этот рисунок на текстолит протравить эту плату и у вас будет устройство Звуковой пробник с прозвонкой сопротивлением до 650 Ом. Конечно, можно было при желании развести более компактно, но у меня не было такой цели, моя цель была поэтапно рассказать о процессе создания макета печатной платы. Если кого-то заинтересовал процесс создания плат с помощью программы
sprint layout
, рекомедую пройти и ознакомиться с руководством на форуме. Ниже прикреплен вариант платы более компактно разведенной.


   Оба варианта печатных плат в Lay можно скачать тут. Материал подготовил — AKV.

   Форум по самостоятельной сборке плат

   Форум по обсуждению материала РАЗВОДКА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ



ПРОСТЕЙШИЙ ГАУСС ГАН

Обзор электромагнитного пистолета из китайского набора для самостоятельной сборки.





Вопрос: Как изготовить печатную плату для схемы? — Компьютеры и электроника

Содержание статьи:

 

Разводка печатных плат в Sprint Layout 6

Видео взято с канала: эльдар zem


 

Простой способ изготовления печатной платы

Видео взято с канала: Человек с паяльником


 

Курс по созданию печатных плат Учимся паять

Видео взято с канала: Cosmos3D Self Made


 

КАК ПЕРЕНЕСТИ ЭЛЕКТРОННУЮ СХЕМУ С БУМАГИ НА ПЛАТУ

Показать описание

Поступить в онлайн университет для программистов https://goo.gl/GAhTRS.
_
Макетная плата: http://ali.pub/24824n.
5 шт. мини макетных плат: http://ali.pub/24826e.
Перемычки 40 шт.: http://ali.pub/24829b.
Набор Ардуино для начинающих: http://ali.pub/2037cx.
Набор 9 Схем для начинающих электронщиков: http://ali.pub/23lu1s.
Дешёвые радиодетали и электронные компоненты: http://ali. pub/1x6j0c.
В этом выпуске вы узнаете: как перенести электронную схему с бумаги на плату и сделать готовое устройство; как собрать электронную схему на макетной плате; как читать электронные схемы и как работать с ними; как пользоваться макетными платами..
Группа в ВК: https://goo.gl/pE36V9.
Реклама на канале: https://goo.gl/r9jM6p.
Почта (для сотрудничества): [email protected]
_
Смотрите наши видео, в которых мы простым языком рассказываем о радиотехнике, электронике и радиоэлектронике, а также об ардуино и товарах из Китая для радиолюбителей!.
Наши уроки будут особенно полезны как для начинающих радиолюбителей и студентов радиотехнических ВУЗов, так и для опытных электронщиков, которые паяют каждый день!.
В видеороликах мы даём основы электроники: определения, описания, схемы и принцип работы различных элементов радиотехники..
На канале проводятся уроки по Ардуино / Arduino; разбираем программирование, подключение датчиков, модулей, дисплеев, двигателей; создаём различные проекты и устройства на ардуино.

Видео взято с канала: Радиолюбитель TV


 

Изготовление печатной платы. Важно!

Видео взято с канала: A Craft


 

Изготовление платы в EasyEDA

Видео взято с канала: Паяльник TV


 

Разводим печатные платы в EasyEDA. Большой гайд

Показать описание

В этом уроке расскажу как пользоваться EasyEDA и делать платы!
★ https://easyeda.com/ проектирование схем и плат.
★ https://jlcpcb.com/ заказать 5 плат (2 слоя) за $2 или 5 плат (4 слоя) за $5.
Дополнения:
1. У инструмента «полигон» для печатной платы в настройках можно поставить «вырез» тогда он сделает физически вырез в плате (при заказе у китайца), например так можно отделить высоковольтную часть, посмотрите например на ардуиновское реле.
2. Русский язык в программе есть, смотрите дальше.
3. Дорожки после неудачной разводки можно убрать при помощи Ctrl+Z.
4. Всё дорожки с платы можно убрать из меню Edit/Unroute all.
5. Можно вывести одиночную плату и сделать panel непосредственно на сайте jlcpcb (указать сколько штук). Выходит на несколько центов дешевле, чем заказывать плату с панелизацией EasyEda:).
► СОДЕРЖАНИЕ ◀.
00:00:00 Здрасте.
00:01:14 Обзор возможностей программы.
00:04:21 О сайте и оффлайн версии.
00:06:07 Менеджер проектов и библиотек.
00:12:00 Ещё немного по интерфейсу.
00:14:39 Обзор инструментов рисования.
00:16:30 ВКЛЮЧАЕМ РУССКИЙ ЯЗЫК.
00:17:39 Обзор инструментов создания схемы.
00:23:22 Настройки в верхнем меню, экспорт схемы.
00:24:50 Продолжаем делать схему.
00:27:50 Доделываю свою схему.
00:30:29 Конвертируем схему в плату.
00:31:00 Верхнее меню PCB.
00:34:14 Правое меню PCB.
00:38:01 Инструменты разводки и оформления платы.
00:47:25 Готовимся к разводке.
00:18:16 Автотрассер, настройки.
00:52:08 Земляной полигон.
00:56:01 По поводу силовых частей платы.
01:01:29 Вставка компонентов в плату.
01:02:58 Привязываем 3D модели.
01:06:04 Создаём компонент схемы.
01:08:00 Создаём компонент платы.
01:10:12 Продолжаем делать его.
01:10:28 Привязываем футпринт к компоненту.
01:11:50 Режим симуляции.
01:13:58 Вывод картинки платы для ЛУТ.
01:14:54 Панелизация плат и заказ с JLCPCB.
01:18:10 Обзор полученных плат.
01:20:09 Переделал свою плату, обзор.
01:21:58 Создание «модуля».
01:22:49 Пытаемся выгодно заказать платы =).
01:24:30 Делаем плату для проекта из модулей.
EasyEDA подходит для разработки электронных устройств низкой и средней степени сложности и предназначается для инженеров-электронщиков, преподавателей, студентов и радиолюбителей..
Данный онлайн-сервис поддерживает импорт файлов из САПР LTSpice, Eagle, Kicad и Altium Designer. Редактор электрических схем имеет мощные инструменты для рисования новых проектов с использованием существующих библиотек. Поддерживается создание и редактирование, как отдельных компонентов схем, так и иерархических схем и подсхем SPICE-моделей. Разработка собственных элементов выполняется либо путем копирования и изменения существующих, либо их рисованием «с нуля». Особенностью программного обеспечения также является то, что помимо библиотек обычных «2D» графических символов компонентов, имеется библиотека их «3D» изображений..
Spice-симулятор проводит различные анализы (Transient, DC Transfer, DC sweep, AC Analysis, DC on pnt) аналоговых, цифровых и смешанных цепей. Имеются широкие настройки отображения результатов симулирования – областей, графиков, цвета фона, сетки и т.д. Все возникающие в ходе моделирования ошибки выводятся в виде сообщений в отдельном окне в текстовой форме. Результаты симуляций можно экспортировать в файлы формата CSV для обработки в пакетах сторонних производителей..
Редактор печатных плат формирует макеты плат на основе электрических схем. Имеются инструменты размещения и редактирования компонентов, прокладки дорожек, проверки правил дизайна DRC, создания моделей посадочных мест. EasyEDA по умолчанию поддерживает до 6 слоев печатных плат, а размер их практически неограничен – возможны конструкции более 100х100 см. Списки соединений (netlist) могут быть экспортированы в форматы программ Protel, Kicad и PADS, а файлы печатных плат – в формат Gerber. Кроме того, изготовление печатных плат можно заказать напрямую через меню EasyEDA..
(описание взято с https://cxem.net/software/easyeda.php).
Теги: #easyeda #pcb #электроника.
═════════════════════════════════════.
✔ Официальный сайт: https://AlexGyver.ru/.
✔ Группа Вконтакте: https://vk.com/diyworkplace.
✔ Поддержать канал денежкой https://AlexGyver.ru/support_alex/.
✔ Instagram: https://www.instagram.com/alexgyvershow/.
═════════════════════════════════════

Видео взято с канала: AlexGyver


Печатная плата | Электроника для всех

Иногда, хотя я это и очень не люблю, мне приходится делать двусторонние платы. Обычно это редко происходит, все часто удается раскидать по одному слою. В худшем случае с перемычками-пофигисторами. Но когда делаешь двусторонку, то сразу же возникает проблема. Нет, совмещение слоев при травлении это задача элементарная. Я травлю сначала одну сторону, потом, совместив по трем отверстиям, накатываю второй слой и вытравливаю его.
Главная проблема тут в сверловке. Практически нереально ручной дрелькой просверлить идеально перпендикулярное плате отверстие, а малейший перекос, хотя бы на 10 градусов даст расхождением порядка 0.5мм, а то и больше. Что черевато несовпадением переходных отверстий (которые я делаю диаметром около 1.3мм, при отверстии в 0.5мм), а то и площадок. Не говоря уже о том, что выглядит в высшей мере убого.

Тут нужен хотя бы простейший станок, осуществляющий вертикальную подачу сверла. Но вот незадача, не люблю я их. Во-первых, станочек, пусть даже мелкий, занимает место, громоздкий. Во-вторых, сверлить ручной дырявилкой гораздо эффективней и быстрей. Если не брать в расчет корявость сего действа, которое совершенно не мешает на односторонних платах, тем более я стараюсь делать именно их.

Тем не менее двусторонняя плата вытравлена. Проблема есть и ее надо решать. За пару минут мозгового штурма, из подручного хлама родился вот такой козлик, лихо направляющий сверло, занимающий мизерное количество места.

Два крохотных кусочка макетки. Идеальны тем, что дырочки на них просверлены на заводе, заведомо правильные и соосные. Несколько штырьков PLS и обоймы от них. Спаяно все в незатейливую конструкцию. На нижнем «этаже» лишние уголки сковырены, чтобы не заслонять обзор.

А дальше, придерживая козлика рукой и нацеливая ушком на нужное место, борзо сверлим отверстия, Не волнуюясь на счет перекоса сверла. Красота!

Да, для пущего качества, при сверлении крошечных переходных отверстий рекомендую просверливать не насквозь, а до половины текстолита, но с каждой стороны. Тогда отверстия соединятся, пусть даже и не соосно, но точно не прорвут крохотные контактные площадки.

З.Ы.
Тем временем, уже почти с год назад, мой сумрачный гений родил во сне проект дрели с вертикальной подачей и мобильную аля механическая печать.

Но чтобы сделать красиво надо доползти до цеха лазерной резки, а мне все вломы переться в эти гребеня.

Read More »

Простой способ изготовления печатной платы

Как быстро сделать дорожки на плате?

Самый простой и быстрый способ изготовления печатных плат для небольших схем с помощью резака.

Не нужно принтера, растворов для травления и др.

Этот метод годится для быстрого изготовления печатной платы для несложных радиолюбительских схем.

Шаг 1. Берем старый ненужный надфиль. Его затачиваем, как показано на фото, ниже:

Шаг 2. Затем на фольгированном текстолите или гетинаксе рисуем дорожки, согласно принципиальной схеме или монтажной плате.

Шаг 3. Далее резаком прочерчиваем борозду между дорожек, тем самым изолируя их друг от друга. Можно сделать резаки разных размеров.

Получается простая печатная плата. Может не совсем красивая, но быстро. Годится для простых схем, временных схемных решений…

 



ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:

П О П У Л Я Р Н О Е:
  • Как создать эффект кракелюра?
  • Кракелю́р (фр. craquelure) — название особого декоративного эффекта, который имитирует состаренную поверхность того или иного изделия. Кракелюр – трещины красочного слоя или лака в произведении живописи, которые образуются на масляных полотнах или керамической посуде. Оформленные «под старину», с помощью эффекта кракелюра, предметы интерьера и мебель способны преобразить облик помещения, где они расположены:

    Подробнее…

  • Правильная заточка сверла и пилы.
  • — Обычно угол заточки сверла составляет 62°. Сверла для работы с тонкой жестью и твердыми материалами затачивают под углом 90°, а с мягкими металлами, например, с медью,— под углом в 50°.

    Очень важно, чтобы обе стороны сверла были заточены симметрично относительно оси. Подробнее…

  • Поделка своими руками — шкатулка «Черепашка»
  • Для работы вам пот­ребуются цветные бумаж­ные салфетки, 8 спичечных коробков, узкая ленточка, ножницы, клей, фломас­тер.  Подробнее…

Популярность: 1 504 просм.

Как пройти путь от принципиальной схемы до печатной платы

Несмотря на то, что сегодня к услугам конструкторов и изобретателей есть масса специализированных технических изделий, без создания печатной платы зачастую не обойтись. И обратиться при этом лучше к профессионалам.

Можно, конечно, ее сделать самостоятельно. Но если вы не мастер с золотыми руками, который клепает ПП каждый день, вы, во-первых, потратите немало времени, во-вторых, плата будет не оптимизирована по размеру, числу дорожек и отверстий, в-третьих, вряд ли вы сможете сделать многослойную ПП.

Поэтому трассировку печатных плат лучше доверить специалистам. Они называют этот процесс «разработкой топологии электрических соединений между посадочными местами электронных компонентов, устанавливаемых на печатную плату». Все это можно сделать через интернет.

Для начала нужно подготовить принципиальную электрическую схему. Лучше, если вы сделаете это в одной из программ — системе автоматического проектирования (PCAD, ORCAD, Protel). Конечно, вы можете подготовить схему в виде чертежа в электронном виде или на бумаге. Но это будет стоить дороже, так как сначала чертеж придется переводить в специализированный электронный формат.

Затем нужно предоставить спецификацию — перечень электронных компонентов (BOM), который планируется установить на эту печатную плату. Список можно предоставить как в электронном виде (Word, Excel), так и в бумажном.

Третий документ — габаритный чертеж печатной платы, где нужно указать размеры ПП, крепежные отверстия, а также разъемы, радиаторы и другие фиксированные элементы. Опять-таки, чертеж можно предоставить в любом виде, но лучше это сделать в одной из популярных систем автоматического проектирования.

Наконец, в техздании нужно указать требования и пожеланию по тому, как будут располагаться электронные компоненты на плате, как трассировать цепи, какую ширину проводников использовать и т.д.

В свою очередь трассировка печатной платы подразделяется на несколько этапов: от создания библиотеки электронных компонентов до предварительной комопновки. После согласования компоновки происходит разводка цепей на печатной плате. Затем происходит окончательное подтверждение с заказчиком.


лазерно утюжная технология (ЛУТ) в домашних условиях

Так как я учусь на инженера, я часто делаю дома проекты с достаточно простыми электронными схемами и для этого частенько делаю печатные платы сам.

Что такое печатная плата?

Печатная плата (ПП) служит для механического монтажа радиокомпонентов и электрического их соединения с помощью проводящего рисунка, контактных площадок и других компонентов, вытравленных на медном слое ламинированной пластины.
На ПП находятся заранее спроектированные медные дорожки. Правильно проектирование соединений посредством этих дорожек сокращает количество использованных проводов, а значит, и количество повреждений, вызванных разрывами соединений. Компоненты монтируются на ПП пайкой.

Способы создания

Основных способов изготовления печатных плат своими руками три:

  1. ЛУТ технология изготовления печатных плат
  2. Нанесение дорожек вручную
  3. Травление на лазерном станке

Метод лазерного травления является промышленным, поэтому я расскажу подробнее о первых двух методах изготовления.

Шаг 1: Создаем разводку печатной платы

Обычно разводку делают путем конвертирования принципиальной схемы с помощью специальных программ. Существует множество бесплатных программ в открытом доступе, например:

Я создал разводку с помощью первой программы.

Не забудьте в настройках изображения (Файл – Экспорт – Изображение) выбрать DPIG 1200 для лучшего качества изображения.

Шаг 2: Материалы для платы

(текст на фото):

  • Журналы или рекламные брошюры
  • Лазерный принтер
  • Обычный утюг
  • Ламинат с медным покрытием для ПП
  • Раствор для травления
  • Поролоновая губка
  • Растворитель (например, ацетон)
  • Провод в пластиковой изоляции

Также вам понадобятся: перманентный маркер, острый нож, наждачная бумага, бумажные полотенца, вата, старая одежда.
Объяснять технологию я буду на примере изготовления ПП сенсорного выключателя с IC555.

Шаг 3: Распечатываем разводку

Распечатайте разводку схемы на листе глянцевой или фото бумаги форматаА4 на лазерном принтере. Не забудьте:

  • Распечатывать нужно изображение в зеркальном отображении
  • Выберите «Печатать все черным» и в программе для дизайна печатных плат и в настройках лазерного принтера
  • Убедитесь, что изображение будет напечатано на глянцевой стороне листа.

Шаг 4: Вырезаем плату из ламината


Вырежьте из листа ламината кусок такого же размера, как и изображение разводки платы.

Шаг 5: Шлифуем плату

Обработайте фольгированную сторону металлической мочалкой или абразивной стороной губки для мытья посуды. Это нужно, чтобы снять оксидную пленку и фоточувствительный слой.
На загрубленную поверхность изображение ложится лучше.

Шаг 6: Варианты изготовления схемы




Вариант 1:
ЛУТ: перенос напечатанного на глянцевом слое бумаги изображения на фольгированный слой ламината. Положите напечатанное изображение на горизонтальную поверхность тонером вверх. Положите сверху плату медным слоем на изображение. Изображение должно располагаться ровно относительно краев. Скрепите ламинат и изображение с двух сторон скотчем, чтобы бумага не могла сместиться, липкий слой скотча не должен попасть на медное покрытие.

Вариант 2:
Нанесение дорожек перманентным маркером: взяв за образец распечатанную разводку, нанесите схему на медный слой куска ламината сначала простым карандашом, затем обведите перманентным черным маркером.

Шаг 7: Проглаживаем изображение



  • распечатанное изображение нужно прогладить утюгом. Разогрейте утюг до максимальной температуры.
  • положите на ровную деревянную поверхность чистую ненужную ткань, на нее положите будущую плату медным слоем вверх с прижатым к нему изображением схемы.
  • с одной стороны прижмите плату рукой с полотенцем, с другой прижмите ее утюгом. Утюг держите в течение 10 секунд, затем начинайте проглаживать с бумагой немного надавливая, в течение 5-15 минут.
  • хорошо прогладьте края – с нажимом, медленно перемещая утюг.
  • длительное нажатие действует лучше, чем постоянно проглаживание.
  • тонер должен расплавиться и прилипнуть к медному слою.

Шаг 8: Очистка платы



После утюжки поместите ее в теплую воду примерно на 10 минут. Бумага намокнет и ее можно будет удалить. Удаляйте бумагу под малым углом и, желательно, без остатков.

Иногда с бумагой снимаются частички дорожек.
Белым прямоугольником на фотографиях выделено место, где дорожки плохо перенесены и затем восстановлены черным перманентным маркером.

Шаг 9: Травление





Во время травления нужно быть чрезвычайно осторожным.

  • сначала оденьте резиновые перчатки или перчатки с пластиковым покрытием
  • застелите пол газетами на всякий случай
  • наполните пластиковую коробку водой
  • добавьте в воду 2-3 чайных ложки порошка хлорида железа
  • опустите плату в раствор примерно на 30 минут
  • хлорид железа вступит в реакцию с медью и медь, не защищенная слоем тонера, уйдет в раствор
  • чтобы проверить, как идет травление внутренних частей платы, достаньте плату из раствора пассатижами, если внутренняя часть еще не очистилась от меди, оставьте ее в растворе еще на некоторое время.

Слегка перемешивайте раствор, чтобы реакция шал активнее. В растворе образуется хлорид меди и хлорид железа.
Каждые две-три минуты проверяйте, вся ли медь вытравлена с платы.

Шаг 10: Техника безопасности





Не прикасайтесь к раствору незащищенными руками, обязательно используйте перчатки.
На фото видно, как проходит травление.

Шаг 11: Утилизация раствора

Раствор для травления токсичен для рыб и других водных организмов.
Не выливайте отработанный раствор в раковину, это незаконно и может испортить трубы.
Разбавьте раствор для снижения концентрации и только после этого слейте в общую канализацию.

Шаг 12: Завершение процесса изготовления




На фото показаны для сравнения две печатных платы, изготовленных с помощью ЛУТ и перманентного маркера.

апните несколько капель растворителя (можно жидкость для снятия лака) на ватку и удалите остатки тонера с платы, у вас должны остаться только медные дорожки. Действуйте осторожно, затем просушите плату чистой тканью. Обрежьте плату до нужного размера и обработайте края наждачной бумагой.

Просверлите монтажные отверстия и припаяйте все компоненты на плату.

Шаг 13: Заключение

  1. Лазерно-утюжная технология — вполне эффективный способ изготовления печатных плат в домашних условиях. Если делать все аккуратно, каждая дорожка получится четкой.
  2. Выполнение разводки с помощью перманентного маркера ограниченно нашими художественными навыками. Этот способ подходит для простейших схем, для чего-то более сложного лучше изготавливать плату первым способом.

Эта страница является руководством по производству высококачественных печатных плат (далее ПП) быстро и эффективно, особенно для профессионального макетирования производства ПП. В отличие от большинства других руководств, акцент делается на качестве, скорости и минимальной стоимости материалов.

С помощью описанных на этой странице методов вы сможете сделать одностороннюю и двухстороннюю плату достаточно хорошего качества, пригодную для поверхностного монтажа с шагом расположения элементов 40-50 элементов на дюйм и с шагом расположения отверстий 0.5 мм.

Методика, описанная здесь, является суммированным опытом, собранным в течение 20 лет экспериментов в этой области. Если вы будете точно следовать описанной здесь методике, то сможете каждый раз получать ПП отличного качества. Конечно, вы можете экспериментировать, но помните, что неосторожные действия могут привести к существенному снижению качества.

Здесь представлены только фотолитографические методы формирования топологии ПП — другие способы, такие как трансферт, печать на меди и т.п., которые не подходят для быстрого и эффективного использования, не рассматриваются.

Сверление

Если в качестве основного материала вы используете FR-4, то вам понадобятся сверла, покрытые карбидом вольфрама, сверла из быстрорежущих сталей очень быстро изнашиваются, хотя сталь можно применять для сверления одиночных отверстий большого диаметра (больше 2 мм), т.к. сверла с напылением карбида вольфрама такого диаметра слишком дорогие. При сверлении отверстий диаметром меньше 1 мм, лучше использовать вертикальный станок, иначе ваши сверла будут быстро ломаться. Движение сверху вниз самое оптимальное с точки зрения нагрузки на инструмент. Карбидные сверла изготавливают с жестким хвостовиком (т.е. сверло точно соответствует диаметру отверстия), или с толстым (иногда называют «турбо») хвостовиком, имеющим стандартный размер (обычно 3.5 мм).

При сверлении сверлами с карбидным напылением важно жестко закрепить ПП, т.к. сверло может при движении вверх вырвать фрагмент платы.

Сверла маленьких диаметров обычно вставляются либо в цанговый патрон различных размеров, либо в трех кулачковый патрон — иногда 3-х кулачковый патрон является оптимальным вариантом. Для точного фиксирования, однако, это закрепление не подходит, и маленький размер сверла (меньше 1 мм) быстро делает желобки в зажимах, обеспечивающих хорошую фиксацию. Поэтому для сверл диаметром меньше 1 мм лучше использовать цанговый патрон. На всякий случай приобретите дополнительный набор, содержащий запасные цанги для каждого размера. Некоторые недорогие сверла производят с пластиковыми цангами — выбросите их и купите металлические.

Для получения приемлемой точности необходимо правильно организовать рабочее место, т. е., во-первых, обеспечить освещение платы при сверлении. Для этого можно использовать 12 В галогеновую лампу (или 9В, чтобы уменьшить яркость) прикрепив ее на штативе для возможности выбирать позицию (освещать правую сторону). Во-вторых, поднять рабочую поверхность примерно на 6″ выше высоты стола, для лучшего визуального контроля процесса. Неплохо было бы удалить пыль (можно использовать обычный пылесос), но это не обязательно — случайное замыкание цепи пылевой частицей — это миф. Надо отметить, что пыль от стекловолокон, образующаяся при сверлении, очень колкая, и при попадании на кожу вызывает ее раздражение. И, наконец, при работе очень удобно пользоваться ножным включателем сверлильного станка, особенно при частой замене сверл.

Типичные размеры отверстий:
· Переходные отверстия — 0.8 мм и менее
· Интегральная схема, резисторы и т.д. — 0.8 мм.
· Большие диоды (1N4001) — 1.0 мм;
· Контактные колодки, триммеры — от 1.2 до 1.5 мм;

Старайтесь избегать отверстия диаметром менее 0. 8 мм. Всегда держите не менее двух запасных сверл 0.8 мм, т.к. они всегда ломаются именно в тот момент, когда вам срочно надо сделать заказ. Сверла 1 мм и больше намного надежнее, хотя и для них неплохо бы иметь запасные. Когда вам надо изготовить две одинаковые платы, то для экономии времени их можно сверлить одновременно. При этом необходимо очень аккуратно сверлить отверстия в центре контактной площадки около каждого угла ПП, а для больших плат — отверстия, расположенные близко от центра. Итак, положите платы друг на друга и просверлите отверстия 0.8 мм в двух противоположных углах, затем, используя штифты как колышки, закрепите платы относительно друг друга.

Резка

Если вы производите ПП серийно, вам понадобится для резки гильотинные ножницы (стоят они около 150 у.е.). Обычные пилы быстро тупятся, за исключением пил с карбидовым покрытием, а пыль во время пилки может вызвать раздражение кожи. Пилой можно случайно повредить защитную пленку и разрушить проводники на готовой плате. Если вы хотите пользоваться гильотинными ножницами, то будьте очень осторожны при отрезании платы, помните, что лезвие очень острое.

Если вам надо отрезать плату по сложному контуру, то это можно сделать либо просверлив много маленький отверстий и отломав ПП по полученным перфорациям, либо с помощью лобзика или маленькой ножовки, но приготовьтесь часто менять лезвие. Практически можно сделать угловой срез и гильотинными ножницами, но будьте очень осторожны.

Сквозная металлизация

Когда вы делаете двухстороннюю плату, возникает проблема объединения элементов на верхней стороне платы. Некоторые компоненты (резистор, поверхностные интегральные схемы) намного легче припаять, чем другие (например конденсатор со штыревыми выводами), поэтому возникает мысль: сделать поверхностное соединение только «легких» компонентов. А для DIP-компонентов использовать штифты, причем предпочтительнее использовать модель с толстым штифтом, а не с разъемом.

Немного приподнимите DIP-компонент над поверхностью платы и спаяйте пару штырьков со стороны припоя, сделав на конце небольшую шляпку. Затем надо припаять требуемые компоненты к верхней стороне с помощью повторного нагрева, причем при пайке дождитесь, пока припой заполнит пространство вокруг штырька (см. рисунок). Для плат с очень плотным расположением элементов необходимо хорошо продумать компоновку, чтобы облегчить пайку DIP-компонентов. После того, как вы закончили сборку платы, необходимо произвести двухсторонний контроль качества монтажа.

Для переходных отверстий используют быстромонтируемые связующие штыри диаметром 0.8 мм (см. рисунок).

Это самый доступный способ электрического соединения. Вам потребуется всего лишь точно ввести конец прибора в отверстие на всю длину, повторить тоже с другими отверстиями.Если вам необходимо произвести сквозную металлизацию, например, чтобы соединить недоступные элементы, или для DIP- компонентов (связующих штырей), вам понадобится система «Copperset». Эта установка очень удобна, но дорогостоящая (350$). Она использует «пластинчатые бруски» (см. рисунок), которые состоят из бруска припоя с медной втулкой металлизированной с наружной стороны. На втулке нарезаны засечки с интервалом 1.6 мм, соответствующие толщине платы. Брусок вводится в отверстие с помощью специального аппликатора. Затем отверстие пробивают керном, который вызывает перекос металлизированной втулки, и также выталкивает втулку из отверстия. Контактные площадки напаиваются с каждой стороны платы для присоединения втулки к контактным площадкам, затем припой удаляется вместе с оплеткой.

К счастью, эту систему возможно использовать для металлизации стандартных отверстий 0.8 мм без приобретения полного комплекта. В качестве аппликатора можно использовать любой автоматический карандаш диаметром 0.8 мм, модель которого имеет наконечник похожий на изображенный на рисунке, работающий намного лучше, чем настоящий аппликатор.Металлизацию отверстий надо производить до начала монтажа, пока поверхность платы совершенно плоская. Отверстия должны быть просверлены диаметром 0.85 мм, т.к. после металлизации их диаметры уменьшаются.

Заметим, что если ваша программа чертила контактные площадки таким же размером, что и размер сверла, то отверстия могут выходить за их пределы, приводя к неисправностям платы. Идеально, чтобы контактная площадка выходила за пределы отверстия на 0.5 мм.

Металлизация отверстий на основе графита

Второй вариант получения проводимости через отверстия — металлизация графитом, с последующим гальваническим осаждением меди. После сверления поверхность платы покрывается аэрозольным раствором, содержащим мелкодисперсные частицы графита, который затем ракелем (скребком или шпателем) продавливается в отверстия. Можно использовать аэрозоль фирмы CRAMOLIN «GRAPHITE». Данный аэрозоль широко используется в гальванопластике и других гальванических процессах, а также при получении проводящих покрытий в радиоэлектронике. Если основу составляет легколетучее вещество, то необходимо сразу же встряхнуть плату в направлении перпендикулярном плоскости платы, так чтобы излишки пасты удалились из отверстий до испарения основы. Излишки графита с поверхности удаляются растворителем или механически — шлифованием. Необходимо отметить, что размер полученного отверстия может быть меньше на 0. 2 мм исходного диаметра. Загрязненные отверстия можно прочистить с помощью иглы или иначе. Кроме аэрозолей можно использовать коллоидные растворы графита. Далее на проводящие цилиндрические поверхности отверстий осаждается медь.

Гальванический процесс осаждения хорошо отработан и широко описан в литературе. Установка для проведения данной операции представляет собой ёмкость, заполненную раствором электролита (насыщенный раствор Cu 2 SO 4 +10% раствор H 2 SO 4), в которую опущены медные электроды и заготовка. Между электродами и заготовкой создается разность потенциалов, которая должна обеспечить плотность тока не более 3-х ампер на квадратный дециметр поверхности заготовки. Большая плотность тока позволяет достигать больших скоростей осаждения меди. Так для осаждения на заготовку толщиной 1.5 мм необходимо осадить до 25 мкм меди, при такой плотности этот процесс идет чуть более получаса. Для интенсификации процесса в раствор электролита могут добавляться различные присадки, а жидкость может подвергаться механическому перемешиванию, борбатажу и др. При неравномерном нанесении меди на поверхность заготовка может быть отшлифована. Процесс металлизации графитом, как правило, использует в субтрактивной технологии, т.е. перед нанесением фоторезиста.

Вся паста, оставшаяся перед нанесением меди, уменьшает свободный объем отверстия и придает отверстию неправильную форму, что осложняет дальнейший монтаж компонентов. Более надежным методом удаления остатков токопроводящей пасты является вакуумирование или продувка избыточным давлением.

Формирование фотошаблона

Вам необходимо произвести позитивную (т.е. черный = медь) полупрозрачную пленку фотошаблона. Вы никогда не сделаете действительно хорошую ПП без качественного фотошаблона, поэтому эта операция имеет большое значение. Очень важно получить четкое и предельно непрозрачное изображение топологии ПП.

На сегодняшний день и в будущем фотошаблон будут формировать с помощью компьютерных программ семейства или пригодных для этой цели графических пакетов. В данной работе мы не будем обсуждать достоинства программного обеспечения, скажем только, что вы можете использовать любые программные продукты, но совершенно необходимо, чтобы программа выводила на печать отверстия, расположенные в центре контактной площадки, используемые при последующей операции сверления как маркеры. Практически невозможно вручную просверлить отверстия без этих ориентиров. Если вы хотите использовать CAD общего назначения или графические пакеты, то в установках программы задайте контактные площадки либо как объект, содержащий черную залитую область с белой концентрической окружностью меньшего диаметра на ее поверхности, или как незаполненную окружность, установив предварительно большую толщину линии (т.е. черное кольцо).

Как только определили расположение контактных площадок и типы линий, устанавливаем рекомендуемые минимальные размеры:
— сверлильного диаметра — (1 мил = 1/1000 дюйма) 0.8 мм Вы можете изготовить ПП и с меньшим диаметром сквозных отверстий, но это будет уже намного сложнее.
— контактные площадки для нормальных компонентов и DIL LCS: 65 мил круглые или квадратные площадки с диаметром отверстия 0.8 мм.
— ширина линии — 12.5 мил, если вам необходимо, то можно получить и 10 мил.
— пространство между центрами дорожек шириной 12.5 мил — 25 мил (возможно, чуть меньше, если позволяет модель принтера).

Необходимо заботиться о правильном диагональном соединении треков на срезах углов (сетка — 25 мил, ширина дорожки — 12.5 мил).

Фотошаблон должен быть распечатан таким образом, чтобы при экспонировании сторона, на которую наносятся чернила, была повернута к поверхности ПП, для обеспечения минимального зазора между изображением и ПП. Практически это означает, что верхняя сторона двухсторонней ПП должна быть напечатана зеркально.

Качество фотошаблона очень зависит как от устройства вывода и материала фотошаблона, так и от факторов, которые мы обсудим далее.

Материал фотошаблона

Речь идет не об использовании фотошаблона средней прозрачности — поскольку для ультрафиолетового излучения достаточно будет полупрозрачного, это не существенно, т.к. для менее прозрачного материала время экспонирования увеличивается совсем немного. Разборчивость линий, непрозрачность черных областей и скорость высыхание тонера/чернил являются намного важнее. Возможные альтернативы при печати фотошаблона:
Прозрачная ацетатная пленка (OHP) — может показаться, что это наиболее очевидная альтернатива, но эта замена может дорого обойтись. Материал имеет свойство изгибаться или искажаться от нагрева лазерным принтером, и тонер/чернила могут потрескаться и легко осыпаться. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ
Полиэфирная чертежная пленка — хорошая, но дорогая, прекрасная размерная стабильность. Шершавая поверхность хорошо удерживает чернила или тонер. При использовании лазерного принтера необходимо брать толстую пленку, т.к. при нагревании тонкая пленка подвержена короблению. Но даже толстая пленка может деформироваться под действием некоторых принтеров. Не рекомендуется, но применение возможно.
Калька. Берите максимальную толщину, какую сможете найти — не менее 90 грамм на кв. метр (если возьмете тоньше, то она может покоробиться), 120 грамм на кв. метр будет даже лучше, но её труднее найти. Это недорого, и без особого труда можно достать в офисах. Калька обладает хорошей проницаемостью для ультрафиолетового излучения и по способности удерживать чернила близка к чертежной пленке, а по свойствам не искажаться при нагреве даже превосходит.

Устройство вывода

Pen plotters — кропотливый и медленный. Вы должны будете использовать дорогостоящую полиэфирную чертежную пленку (калька не годится, т.к. чернила наносятся одиночными линиями) и специальные чернила. Перо придется периодически чистить, т.к. оно легко засоряется. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ.
Струйные принтеры — главная проблема при использовании — добиться необходимой непрозрачности. Эти принтеры настолько дешевы, что, конечно, их стоит попробовать, но качество их печати не сравнить с качеством лазерных принтеров. Также можно попробовать напечатать сначала на бумаге, а потом с помощью хорошего ксерокса перевести изображение на кальку.
Наборщики — для лучшего качества фотошаблона создают Postscript или PDF файл и пересылают на DTP или наборщик. Фотошаблон, изготовленный таким образом, будет иметь разрешение не менее 2400DPI, абсолютную непрозрачность черных областей и совершенную резкость изображения. Стоимость обычно приводится для одной страницы, не считая использованной области, т. е. если вы сможете мультиплицировать копии ПП или разместить на одной странице изображение обоих сторон ПП, то вы сэкономите деньги. На таких устройствах также можно сделать большую плату, формат которой не обеспечивается вашим принтером.
Лазерные принтеры — легко обеспечивают наилучшее разрешение, доступны и быстры. Используемый принтер должен иметь разрешение не менее 600dpi для всех ПП, т.к. нам необходимо сделать 40 полос на дюйм. 300DPI не сможет разделить дюйм на 40 в отличие от 600DPI.

Также важно отметить, что принтер производит хорошие черные отпечатки без вкраплений тонера. Если вы планируете купить принтер для изготовления ПП, то первоначально необходимо протестировать данную модель на обычном листе бумаги. Даже лучшие лазерные принтеры могут не покрывать полностью большие области, но это не является проблемой, если пропечатываются тонкие линии.

При использовании кальки или чертежной пленки необходимо иметь руководство по заправке бумаги в принтер и правильно осуществлять смену пленки, чтобы избежать заклинивания аппаратуры. Помните, что при производстве маленьких ПП, для экономии пленки или кальки, можно разрезать листы пополам или до нужного формата (например, разрезать А4, чтобы получить А5).

Некоторые лазерные принтеры печатают с плохой точностью, но поскольку любая ошибка линейна, то ее можно компенсировать масштабированием данных при выводе на печать.

Фоторезист

Лучше всего использовать стеклотекстолит FR4,уже с нанесенным пленочным резистом. В противном случае вам придется самостоятельно покрывать заготовку. Вам не понадобится темная комната или приглушенное освещение, просто избегайте попадания прямых солнечных лучей, минимизируя избыточное освещение, и производите проявку непосредственно после облучения ультрафиолетом.

Редко применяются жидкие фоторезисты, которые наносятся распылением и покрывают медь тонкой пленкой. Я не рекомендовал бы их использование, если вы не имеете условий для получения очень чистой поверхности или хотите получить ПП с низким разрешением.

Экспонирование

Плату, покрытую фоторезистом, необходимо подвергнуть облучению ультрафиолетовым излучением через фотошаблон, используя УФ-установку.

При экспонировании можно использовать стандартные флуоресцентные лампы и УФ камеры. Для маленькой ПП — две или четыре 8-ваттных 12″ ламп будет достаточно, для больших (А3) идеально использовать четыре 15″ 15 ваттных ламп. Чтобы определить расстояние от стекла до лампы при экспонировании, поместите лист кальки на стекле и отрегулируйте расстояние, чтобы получить необходимый уровень освещения поверхности бумаги. Необходимые вам УФ лампы продают или как сменная деталь для установки, применяемой в медицине, или лампы «черного света» для освещения дискотек. Они окрашены в белый или иногда в черный/синий цвет и светятся фиолетовым светом, который делает бумагу флуоресцентной (она начинает ярко светиться). НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ коротковолновые УФ лампы, похожие на стираемые программируемые ПЗУ или бактерицидные лампы, которые имеют чистые стекла. Они испускают коротковолновое УФ излучение, которое может вызвать повреждение кожи и глаз, и не подходит для производства ПП.

Установку экспонирования можно оборудовать таймером, высвечивающим длительность воздействия излучения на ПП, предел его измерения должен быть от 2 до 10 минут с шагом 30 с. Неплохо было бы снабдить таймер звуковым сигналом, сообщающим об окончании времени экспонирования. Идеально было бы использовать механический или электронный таймер для микроволновой печи.

Вам придется экспериментировать, чтобы подобрать требуемое время экспонирования. Попробуйте провести экспонирование через каждые 30с, начиная с 20 секунд и заканчивая 10 минутами. Проявите ПП и сравните полученные разрешения. Заметьте, что при передержке изображение получается лучше, чем при недостаточном облучении.

Итак, для проведения экспонирования односторонней ПП поверните фотошаблон печатной стороной вверх на стекле установки, удалите защитную пленку и положите ПП чувствительной стороной вниз поверх фотошаблона. ПП должна быть прижата к стеклу, чтобы получить минимальный зазор для лучшего разрешения. Этого можно достичь либо положив на поверхность ПП какой-нибудь груз, либо присоединив к УФ-установки навесную крышку с каучуковым уплотнением, которая прижимает ПП к стеклу. В некоторых установках для лучшего контакта ПП фиксируют созданием вакуума под крышкой с помощью маленького вакуумного насоса.

При экспонировании двухсторонней платы сторона фотошаблона с тонером (более шершавая) прикладывается к стороне припоя ПП нормально, а к противоположной стороне (где будут размещаться компоненты) — зеркально. Приложив фотошаблоны печатной стороной друг к другу и совместив их, проверьте, чтобы все области пленки совпадали. Для этого удобно использовать столик с подсветкой, но он может быть заменен обычным дневным светом, если совмещать фотошаблоны на поверхности окна. Если при печати была потеряна координатная точность, это может привести к рассовмещению изображения с отверстиями; постарайтесь совместить пленки по среднему значению ошибки, следя за тем, чтобы переходные отверстия не выходили за края контактных площадок. После того как фотошаблоны соединены и правильно выровнены, прикрепите их к поверхности ПП скотчем в двух местах на противоположных сторонах листа (если плата большая — то по 3-м сторонам) на расстоянии 10 мм от края пластины. Оставлять промежуток между скрепками и краем ПП важно, т. к. это предотвратит повреждение кромки изображения. Используйте скрепки самого маленького размера, который сможете отыскать, чтобы толщина скрепки была не намного толще ПП.

Проэкспонируйте каждую сторону ПП по очереди. После облучения ПП вы сможете увидеть изображение топологии на пленке фоторезиста.

Наконец можно отметить, что короткое воздействие излучения на глаза не приносит вреда, но человек может почувствовать дискомфорт, особенно при использовании мощных ламп. Для рамы установки лучше использовать стекло, а не пластик, т.к. оно более жесткое и в меньшей степени подвержено появлению трещин при контакте.

Можно комбинировать УФ лампы и трубки белого света. Если у вас бывает много заказов на производство двухсторонних плат, то дешевле было бы приобрести установку двухстороннего экспонирования, где ПП помещаются между двумя световыми источниками, и излучению подвергаются обе стороны ПП одновременно.

Проявление

Главное, что нужно сказать про эту операцию, — НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ГИДРООКИСЬ НАТРИЯ при проявке фоторезиста. Это вещество совершенно не подходит для проявления ПП — помимо едкости раствора, к его недостаткам можно отнести сильную чувствительность к перемене температуры и концентрации, а также нестойкость. Это вещество слишком слабое, чтобы проявить все изображение и слишком сильное, чтобы растворить фоторезист. Т.е. с помощью этого раствора невозможно получить приемлемый результат, особенно если вы устроили свою лабораторию в помещении с частой сменой температуры (гараж, навес и т.п.).

Намного лучше в качестве проявителя раствор, произведенный на основе эфира кремневой кислоты, который продается в виде жидкого концентрата. Его химический состав — Na 2 SiO 3 *5H 2 O. Это вещество обладает огромным числом достоинств. Наиболее важным является то, что в нем очень трудно передержать ПП. Вы можете оставить ПП на точно не фиксированное время. Это также означает, что он почти не изменяет своих свойств при перепадах температуры — нет риска распада при увеличении температуры. Этот раствор также имеет очень большой срок хранения, и его концентрация сохраняется постоянной не менее пары лет.

Отсутствие проблемы передержки в растворе позволит вам увеличить его концентрацию для уменьшения времени проявления ПП. Рекомендуется смешивать 1 часть концентрата со 180 частями воды, т.е. в 200 мл воды содержится чуть более 1,7 гр. силиката, но возможно сделать более концентрированную смесь, чтобы изображение проявлялось примерно за 5 с без риска разрушения поверхности при передержке, при невозможности приобретения силиката натрия, можно использовать углекислый натрий или калий (Na 2 СO 3).

Вы можете контролировать процесс проявки погружением ПП в хлорид железа на очень короткое время — медь тотчас же потускнеет, при этом можно различить форму линий изображения. Если остаются блестящие участки или промежутки между линиями расплывчаты, промойте плату и подержите в проявочном растворе еще несколько секунд. На поверхности недодержанной ПП может остаться тонкий слой резиста, не удаленный растворителем. Чтобы удалить остатки пленки нужно мягко протереть ПП бумажным полотенцем, шероховатость которого достаточна, чтобы удалить фоторезист без повреждения проводников.

Вы можете использовать либо фотолитографическую проявочную ванну, либо вертикальный бак для проявки — ванна удобна тем, что она позволяет контролировать процесс проявки, не вынимая ПП из раствора. Вам не понадобятся нагреваемые ванны или баки, если температура раствора будет поддерживаться не меньше 15 градусов.

Еще один рецепт проявочного раствора: Взять 200 мл «жидкого стекла», добавить 800 мл дистиллированной воды и размешайте. Затем к этой смеси добавьте 400 г гидроксида натрия.

Меры предосторожности: Никогда не берите твердый гидроксид натрия руками, используйте перчатки. При растворении гидроксида натрия в воде выделяется большое количество тепла, поэтому растворять его надо небольшими порциями. Если раствор стал слишком горячим, то прежде чем добавить очередную порцию порошка, дайте ему остыть. Раствор очень едкий, и поэтому при работе с ним необходимо надеть защитные очки. Жидкое стекло также известно как » раствор силиката натрия» и » яичный консерватор». Оно используется для чистки водосточных труб и продается в любом хозяйственном магазине. Этот раствор нельзя сделать простым растворением твердого силиката натрия. Описанный выше проявочный раствор имеет такую же интенсивность, как и концентрат, и поэтому его необходимо разбавлять — на 1 часть концентрата 4-8 частей воды в зависимости от используемого резиста и температуры.

Травление

Обычно в качестве травителя используют хлорид железа. Это очень вредное вещество, но его легко получать и оно намного дешевле, чем большинство аналогов. Хлорид железа травит любой металл, включая нержавеющие стали, поэтому при установке оборудования для травления используйте пластический или керамический водослив, с пластиковыми винтами и шурупами, и при присоединении любых материалов болтами, их головки должны иметь кремнево-каучуковое уплотнение. Если же у вас металлические трубы, то защитите их пластиком (при установке нового слив идеально было бы использовать термостойкий пластик). Испарение раствора обычно происходит не очень интенсивно, но когда ванны или бак не используются, их лучше накрывать.

Рекомендуется использовать гексагидрат хлорида железа, который имеет желтую окраску, и продается в виде порошка или гранул. Для получения раствора их необходимо залить теплой водой и размешать до полного растворения. Производство можно существенно улучшить с точки зрения экологии, добавив в раствор чайную ложку столовой соли. Иногда встречается обезвоженный хлорид железа, который имеет вид коричнево-зеленых гранул. По возможности избегайте использования этого вещества. Его можно применять только в крайнем случае, т.к. при растворении в воде он выделяет большое количество тепла. Если вы все-таки решили сделать из него травильный раствор, то ни в коем случае не заливайте порошок водой. Гранулы нужно очень осторожно и постепенно добавлять к воде. Если получившийся раствор хлорного железа не вытравливает до конца резист, то попробуйте добавить небольшое количество соляной кислоты и оставить его на 1-2 дня.

Все манипуляции с растворами необходимо проводить очень аккуратно. Нельзя допускать разбрызгивания травителей обоих типов, т.к. при их смешении может произойти небольшой взрыв, из-за которого жидкость выплеснется из контейнера и может попасть в глаза или на одежду, что опасно. Поэтому во время работы надевайте перчатки и защитные очки и сразу же смывайте любые капли, попавшие на кожу.

Если вы производите ПП на профессиональной основе, где время — деньги, вы можете использовать нагреваемые емкости для травления, чтобы увеличить скорость процесса. Со свежим горячим FeCl ПП будут полностью вытравливаться за 5 минут при температуре раствора 30-50 градусов. При этом получается лучшее качество края и более равномерная ширина линий изображения. Вместо использования ванн с подогревом можно поместить травильный поддон в емкость большего размера, наполненную горячей водой.

Если вы не используете емкость с подведенным воздухом для бурления раствора, то вам необходимо периодически передвигать плату, чтобы обеспечить равномерное травление.

Лужение

Нанесения олова на поверхность ПП проводят для облегчения пайки. Операция металлизации состоит в осаждении тонкого слоя олова(не более 2 мкм)на поверхности меди.

Подготовка поверхности ПП является очень важной стадией перед началом металлизации. Прежде всего, вам необходимо снять остатки фоторезиста, для чего можно использовать специальные очищающие растворы. Наиболее распространённый раствор для снятия резиста — трёхпроцентный раствор KOH или NaOH, нагретый до 40 — 50 градусов. Плату погружают в этот раствор, и фоторезист через некоторое время отслаивается от медной поверхности. Процедив, раствор можно использовать повторно. Другой рецепт — с помощью метанола (метиловый спирт). Очищение производят следующим образом: удерживая ПП (промытую и высушенную) горизонтально, капните несколько капель метанола на поверхность, затем, немного наклоняя плату, постарайтесь, чтобы капли спирта растеклись по всей поверхности. Подождите около 10 секунд и протрите плату салфеткой, если резист остался, повторите операцию еще раз. Затем протрите поверхность ПП проволочной мочалкой (которая дает намного лучший результат, чем наждачная бумага или абразивные ролики), пока не добьетесь блестящей поверхности, протрите салфеткой, чтобы убрать частички, оставшиеся после мочалки, и немедленно поместите плату в раствор для лужения. Не касайтесь поверхности платы пальцами после очистки. В процессе пайки олово может смачиваться расплавом припоя. Паять лучше мягкими припоями с бескислотными флюсами. Следует обратить внимание, что если между технологическими операциями существует некоторый промежуток времени, то плату необходимо декапировать, чтобы удалить образовавшийся окисел меди: 2-3с в 5% растворе соляной кислоты с последующей промывкой в проточной воде. Достаточно просто осуществлять химическое лужение, для этого плату опускают в водный раствор, содержащий хлорное олово. Выделение олова на поверхности медного покрытия происходит при погружении в такое раствор соли олова, в которой потенциал меди более электроотрицателен, чем материал покрытия. Изменению потенциала в нужном направлении способствует введение в раствор соли олова комплексообразуещей добавки — тиокарбамида (тиомочевины), цианида щелочного металла. Такого типа растворы имеют следующий состав (г/л):

1 2 3 4 5
Двухлористое олово SnCl 2 *2H 2 O 5. 5 5-8 4 20 10
Тиокарбомид CS(NH 2) 2 50 35-50
Серная кислота H 2 SO 4 30-40
KCN 50
Винная кислота C 4 H 6 O 6 35
NaOH 6
Молочнокислый натрий 200
Сернокислый алюминий-аммоний (алюмоаммонийные квасцы) 300
Температура, С o 60-70 50-60 18-25 18-25 18-25

Среди выше перечисленных наиболее распространены растворы 1 и 2. Внимание! Раствор на основе цианистого калия чрезвычайно ядовит!

Иногда в качестве поверхностно-активного вещества для 1 раствора предлагается использование моющего средство «Прогресс» в количестве 1 мл/л. Добавление во 2 раствор 2-3 г/л нитрата висмута приводит к осаждению сплава, содержащего до 1,5% висмута, что улучшает паяемость покрытия и сохраняет ее в течение нескольких месяцев. Для консервации поверхности применяют аэрозольные распылители на основе флюсующих композиций. Нанесенный на поверхность заготовки лак после высыхания образует прочную гладкую пленку, которая препятствует окислению. Одним из популярных таких веществ является «SOLDERLAC» фирмы Cramolin. Последующая пайка проходит прямо по обработанной поверхности без дополнительного удаления лака. В особо ответственных случаях пайки лак можно удалить спиртовым раствором.

Искусственные растворы для лужения ухудшаются с течением времени, особенно при контакте с воздухом. Поэтому если у вас не регулярно бывают большие заказы, то старайтесь приготовить сразу небольшое количество раствора, достаточное для лужения нужного количество ПП, остатки раствора храните в закрытой емкости (идеально использовать одну из бутылок, использующуюся в фотографии, не пропускающую воздух). Также необходимо защищать раствор от загрязнений, которые могут очень ухудшить качество вещества. Тщательно очищайте и высушивайте заготовку перед каждой технологической операцией. У вас должен быть специальный поднос и щипцы для этих целей. После использования инструменты также необходимо хорошо очистить.

Наиболее популярным и простым расплавом для лужения является легкоплавкий сплав — «Розе» (олово — 25%, свинец — 25%, висмут — 50%), температура плавления которого 130 С o . Плату при помощи щипцов помещают под уровень жидкого расплава на 5-10 с, и вынув проверяют все ли медные поверхности равномерно покрыты. При необходимости операцию повторяют. Сразу же после вынимания платы из расплава его удаляют либо с помощью резинового ракеля, либо резким встряхиванием в направлении перпендикулярном плоскости платы, удерживая ее в зажиме. Другим способом удаления остатков сплава «Розе» является ее нагрев в термошкафу и встряхивание. Операция может проводится повторно для достижения монотолщинного покрытия. Для предотвращения окисления горячего расплава в раствор добавляют нитроглицерин, так чтобы его уровень покрывал расплав на 10 мм. После операции плата отмывается от глицерина в проточной воде.

Внимание! Данные операции предполагают работу с установками и материалами, находящимися под действием высокой температуры, поэтому для предотвращения ожега необходимо пользоваться защитными перчатками, очками и фартуками. Операция лужения сплавом олово-свинец протекает аналогично, но более высокая температура расплава ограничивает область применения данного способа в условиях кустарного производства.

Установка, включающая три емкости: травильная ванна с подогревом, ванна с барботажем и проявочный поддон. Как гарантированный минимум: травильная ванна и емкость для споласкивания плат. Для проявки и лужения плат можно использовать ванночки для фотографий.
— Набор поддонов для лужения различного размера
— Гильотина для ПП или маленькие гильотинные ножницы.
— Сверлильный станок, с ножной педалью включения.

Если вы не можете достать промывочную ванну, то для промывки плат можно использовать ручной разбрызгиватель (например, для поливки цветов).

Ну, вот и все. Желаем вам успешно освоить данную методику и получать каждый раз прекрасные результаты.

Очень часто в процессе технического творчества необходимо изготавливать печатные платы для монтажа электронных схем. И сейчас я расскажу об одном из самых, на мой взгляд, продвинутых способов изготовления печатных плат с помощью лазерного принтера и утюга. Живем мы в 21 веке, поэтому будем облегчать себе работу, используя компьютер.

Шаг 1. Проект платы

Проектировать печатную плату мы будем в специализированной программе. Например в программе sprint Layout 4.

Шаг 2. Печать рисунка платы

После этого нам нужно напечатать рисунок платы. Для этого сделаем следующее:

  1. В настройках принтера отключим всяческие опции экономии тонера, и если есть соответствующий регулятор – выставим максимальную насыщенность.
  2. Возьмем лист формата А4 из какого-нибудь ненужного журнальчика. Бумага должна быть мелованной и желательно минимум рисунка на ней.
  3. Напечатаем рисунок печатной платы на мелованной бумаге в зеркальном отображении. Лучше сразу в нескольких экземплярах.

Шаг 3. Зачистка платы

Напечатанный лист отложим пока в сторону и займемся подготовкой платы. В качестве исходного материала для платы может служить фольгированный гетинакс, фольгированный текстолит. При длительном хранении медная фольга покрывается плёнкой окислов, которая может помешать травлению. Поэтому начнем подготовку платы. Мелкой наждачной бумагой сдираем плёнку окислов с платы. Особо не усердствуйте, фольга тонкая. В идеале плата после зачистки должна блестеть.

Шаг 4. Обезжиривание платы

После зачистки плату промываем проточной водой. После этого нужно плату обезжирить, для того чтобы тонер прилип лучше. Обезжирить можно каким либо бытовым моющим средством, либо промыв органическим растворителем (например, бензином или ацетоном)

Шаг 5. Перевод рисунка на плату

После этого при помощи утюга переведем рисунок с листа на плату. Наложим распечатку рисунком на плату и начнем гладить горячим утюгом, равномерно прогревая всё плату. Тонер начнет плавится и прилипать к плате. Время и усилие прогрева подбирается экспериментально. Нужно что бы тонер не растекся, но и нужно что бы он весь приварился.

Шаг 6. Очистка платы от бумаги

После того, как плата с прилипшей к ней бумажкой остынет – намочим ее и под потоком воды будем скатывать ее пальцами. Мокрая бумага будет собираться в катышки, а прилипший тонер останется на месте. Тонер достаточно прочен и с трудом соскабливается ногтем.

Шаг 7. Травление платы

Травление печатных плат лучше всего производить в хлорном железе (III) Fe Cl 3. Этот реактив продается в любом магазине радиодеталей и стоит недорого. Погружаем плату в раствор и ждем. Процесс травления зависит от свежести раствора, его концентрации и т.п. Может занимать от 10 минут до часа и более. Процесс можно ускорить покачивая ванночку с раствором.

Конец процесса определяется визуально – когда стравится вся незащищенная медь.

Тонер смывается ацетоном.

Шаг 8. Сверление отверстий

Сверление обычно осуществляется маленьким моторчиком с цанговым патроном (всё это есть в магазине радиодеталей). Диаметр сверла под обычные элементы 0,8 мм. При необходимости отверстия сверлятся большим по диаметру сверлом.

Что такое печатная платa

Печа́тная пла́та (англ. printed circuit board, PCB, или printed wiring board, PWB) — пластина из диэлектрика, на поверхности и/или в объёме которой сформированы электропроводящие цепи электронной схемы. Печатная плата предназначена для электрического и механического соединения различных электронных компонентов. Электронные компоненты на печатной плате соединяются своими выводами с элементами проводящего рисунка обычно пайкой.

В отличие от навесного монтажа, на печатной плате электропроводящий рисунок выполнен из фольги, целиком расположенной на твердой изолирующей основе. Печатная плата содержит монтажные отверстия и контактные площадки для монтажа выводных или планарных компонентов. Кроме того, в печатных платах имеются переходные отверстия для электрического соединения участков фольги, расположенных на разных слоях платы. С внешних сторон на плату обычно нанесены защитное покрытие («паяльная маска») и маркировка (вспомогательный рисунок и текст согласно конструкторской документации).

В зависимости от количества слоёв с электропроводящим рисунком, печатные платы подразделяют на:

    односторонние (ОПП): имеется только один слой фольги, наклеенной на одну сторону листа диэлектрика.

    двухсторонние (ДПП): два слоя фольги.

    многослойные (МПП): фольга не только на двух сторонах платы, но и во внутренних слоях диэлектрика. Многослойные печатные платы получаются склеиванием нескольких односторонних или двухсторонних плат.

По мере роста сложности проектируемых устройств и плотности монтажа, увеличивается количество слоёв на платах.

Основой печатной платы служит диэлектрик, наиболее часто используются такие материалы, как стеклотекстолит, гетинакс. Также основой печатных плат может служить металлическое основание, покрытое диэлектриком (например, анодированный алюминий), поверх диэлектрика наносится медная фольга дорожек. Такие печатные платы применяются в силовой электронике для эффективного теплоотвода от электронных компонентов. При этом металлическое основание платы крепится к радиатору. В качестве материала для печатных плат, работающих в диапазоне СВЧ и при температурах до 260 °C, применяется фторопласт, армированный стеклотканью (например, ФАФ-4Д), и керамика. Гибкие платы делают из полиимидных материалов, таких как каптон.

Самые распространненые, доступные материалы для изготовления плат — это Гетинакс и Стеклотекстолит. Гетинакс-бумага пропитанная бакелитовым лаком, текстолит стекловолокно с эпоксидкой. Однозначно будем использовать стеклотекстолит!

Стеклотекстолит фольгированный представляет собой листы, изготовленные на основе стеклотканей, пропитанных связующим на основе эпоксидных смол и облицованные с двух сторон медной электролитической гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм. Предельно допустимая температура от -60ºС до +105ºС. Имеет очень высокие механические и электроизоляционные свойства, хорошо поддается механической обработке резкой, сверлением, штамповкой.

Стеклотекстолит в основном используется одно или двухсторонний толщиной 1.5мм и с медной фольгой толщиной 35мкм или 18мкм. Мы будем использовать односторонний стеклотекстолит толщиной 0.8мм с фольгой толщиной 35мкм (почему будет подробно рассмотрено далее).

Платы можно изготавливать химическим методом и механическим.

При химическом методе в тех местах где должны быть дорожки (рисунок) на плате на фольгу наносится защитный состав (лак, тонер, краска и т.д.). Далее плата погружается в специальный раствор (хлорное железо, перекись водорода и другие) который «разъедает» медную фольгу, но не действует на защитный состав. В итоге под защитным составом остается медь. Защитный состав в дальнейшем удаляется растворителем и остаётся готовая плата.

При механическом методе используется скальпель (при ручном изготовлении) или фрезерный станок. Специальная фреза делает бороздки на фольге, в итоге оставляя островки с фольгой — необходимый рисунок.

Фрезерные станки довольно дорогое удовольствие, а также сами фрезы дороги и имеют небольшой ресурс. Так что, этот метод мы не будем использовать.

Самый простой химический метод — ручной. Ризографом лаком рисуются дорожки на плате и потом травим раствором. Этот метод не позволяет делать сложные платы, с очень тонкими дорожками — так что это тоже не наш случай.


Следующий метод изготовления плат — с помощью фоторезиста. Это очень распространненая технология (на заводе платы делаются как раз этим методом) и она часто используется в домашних условиях. В интернет очень много статей и методик изготовления плат по этой технологии. Она дает очень хорошие и повторяемые результаты. Однако это тоже не наш вариант. Основная причина — довольно дорогие материалы (фоторезист, который к тому же портится со временем), а также дополнительные инструменты (УФ ламка засветки, ламинатор). Конечно, если у вас будет объемное производство плат дома — то фоторезист вне конкуренции — рекомендуем освоить его. Также стоит отметить, что оборудование и технология фоторезиста позволяет изготовливать шелкографию и защитные маски на платы.

С появлением лазерных принтеров радиолюбители стали активно их использовать для изготовления плат. Как известно, для печати лазерный принтер использует «тонер». Это специальный порошок, который под температурой спекается и прилипает к бумаге — в итоге получается рисунок. Тонер устойчив к различным химическим веществам, это позволяет использовать его как защитное покрытие на поверхности меди.

Итак, наш метод состоит в том, чтобы перенести тонер с бумаги на поверхность медной фольги и потом протравить плату специальным раствором для получения рисунка.

В связи с простотой использования данный метод заслужил очень большое распространение в радиолюбительстве. Если вы наберете в Yandex или Google как перенести тонер с бумаги на плату — то сразу найдёте такой термин как «ЛУТ» — лазерно утюжная технология. Платы по этой технологии делаются так: печатается рисунок дорожек в зеркальном варианте, бумага прикладывается к плате рисунком к меди, сверху данную бумагу гладим утюгом, тонер размягчяется и прилипает к плате. Бумага далее размачивается в воде и плата готова.

В интернет «миллион» статей о том как сделать плату по этой технологии. Но у данной технологии есть много минусов, которые требуют прямых рук и очень долгой пристройки себя к ней. То есть ее надо почувствовать. Платы не выходят с первого раза, получаются через раз. Есть много усовершенствований — использовать ламинатор (с переделкой — в обычном не хватает температуры), которые позволяют добиться очень хороших результатов. Даже есть методы построения специальных термопрессов, но все это опять требует специального оборудования. Основные недостатки ЛУТ технологии:

    перегрев — дорожки растекаются — становятся шире

    недогрев — дорожки остаютяся на бумаге

    бумага «прижаривается» к плате — даже при размокании сложно отходит — в итоге может повредится тонер. Очень много информации в интернете какую бумагу выбрать.

    Пористый тонер — после снятия бумаги в тонере остаются микропоры — через них плата тоже травится — получаются изъеденные дорожки

    повторяемость результата — сегодня отлично, завтра плохо, потом хорошо — стабильного результат добиться очень сложно — нужна строго постоянная температура прогрева тонера, нужно стабильное давление прижима платы.

К слову, у меня этим методом не получилось сделать плату. Пробовал делать и на журналах, и на мелованной бумаге. В итоге даже платы портил — от перегрева вздувалась медь.

В интернет почему-то незаслуженно мало информации про еще один метод переноса тонера — метод холодного химического переноса. Он основан на том факте, что тонер не растворяется спиртом, но растворяется ацетоном. В итоге, если подобрать такую смесь ацетона и спирта, которая будет только размягчать тонер — то его можно «переклеить» на плату с бумаги. Этот метод мне очень понравился и сразу дал свои плоды — первая плата была готова. Однако, как оказалось потом, я нигде не смог найти подробной информации, которая давала бы 100% результат. Нужен такой метод, которым плату мог сделать даже ребёнок. Но на второй раз плату сделать не вышло, потом опять и пришло долго подбирать нужные ингридиенты.

В итоге после долгих была разработана последовательность действий, подобраны все компоненты, которые дают если не 100% то 95% хорошего результата. И самое главное процесс настолько простой, что плату может сделать ребенок полностью самостоятельно. Вот этот метод и будем использовать. (конечно его можно и далее доводить до идеала — если у вас выйдет лучше — то пишите). Плюсы данного метода:

    все реактивы недорогие, доступные и безопасные

    не нужны дополнительные инструменты (утюги, лампы, ламинаторы — ничего, хотя нет — нужна кастрюля)

    нет возможности испортить плату — плата вообще не нагревается

    бумага отходит сама — видно результат перевода тонера — где перевод не вышел

    нет пор в тонере (они заклеиваются бумагой) — соответственно нет протравов

    делаем 1-2-3-4-5 и получаем всегда один и тот же результат — почти 100% повторяемость

Прежде чем начать, посмотрим какие платы нам нужны, и что мы сможем сделать дома данным методом.

Мы будем делать приборы на микроконтроллерах, с применением современных датчиков и микросхем. Микросхемы становятся все меньше и меньше. Соответственно необходимо выполнение следующих требований к платам:

    платы должны быть двух сторонними (как правило развести одностороннюю плату очень сложно, сделать дома четырехслойные платы довольно сложно, микроконтроллерам нужен земляной слой для защиты от помех)

    дорожки должны быть толщиной 0.2мм — такого размера вполне достаточно — 0.1мм было бы еще лучше — но есть вероятность протравов, отхода дорожек при пайке

    промежутки между дорожками — 0.2мм — этого достаточно практически для всех схем. Уменьшение зазора до 0.1мм чревато сливанием дорожек и сложностью в контроле платы на замыкания.

Мы не будем использовать защитные маски, а также делать шелкографию — это усложнит производство, и если вы делаете плату для себя, то в этом нет нужды. Опять же в интернет много информации на эту тему, и если есть желание вы можете навести «марафет» самостоятельно.

Мы не будем лудить платы, в этом тоже нет необходимости (если только вы не делаете прибор на 100лет). Для защиты мы будем использовать лак. Основная наша цель — быстро, качественно, дёшево в домашних условиях сделать плату для прибора.

Вот так выглядит готовая плата. сделанная нашим методом — дорожки 0.25 и 0.3, расстояния 0.2

Одна из проблем изготовления двухсторонних плат — это совмещение сторон, так чтобы переходные отверстия совпадали. Обычно для этого делается «бутерброд». На листе бумаги печатается сразу 2 стороны. Лист сгибается пополам, на просвет точно совмещаются стороны с помощью специальных меток. Внутрь вкладывается двухсторонний текстолит. При методе ЛУТ такой бутерброд проглаживается утюгом и получается двухсторонняя плата.

Однако, при методе холодного переноса тонера сам перенос осуществляется с помощью жидкости. И поэтому очень сложно организовать процесс смачивания одной стороны одновременно с другой стороной. Это конечно тоже можно сделать, но с помощью специального приспособления — мини пресса (тисков). Берутся плотные листы бумаги — которые впитывают жидкость для переноса тонера. Листы смачиваются так, чтобы жидкость не капала, и лист держал форму. И дальше делается «бутерброд» — смоченный лист, лист туалетной бумаги для впитывания лишней жидкости, лист с рисунком, плата двухсторонняя, лист с рисунком, лист туалетной бумаги, опять смоченный лист. Все это зажимается вертикально в тиски. Но мы так делать не будем, мы поступим проще.

На форумах по изготовлению плат проскочила очень хорошая мысль — какая проблема делать двухстороннюю плату — берем нож и режем текстолит пополам. Так как стеклотекстолит — это слоеный материал, то это не сложно сделать при опредленной сноровке:


В итоге из одной двухсторонней платы толщиной 1.5мм получаем две односторонние половинки.


Далее делаем две платы, сверлим и все — они идеально совмещены. Ровно разрезать текстолит не всегда получалось, и в итоге пришла идея использовать сразу тонкий односторонний текстолит толщиной 0. 8мм. Две половинки потом можно не склеивать, они будут держаться за счет запаяных перемычек в переходных отверстиях, кнопок, разъемов. Но если это необходимо без проблем можно склеить эпоксидным клеем.

Основные плюсы такого похода:

    Текстолит толщиной 0,8мм легко режется ножницами по бумаге! В любую форму, то есть очень легко обрезать под корпус.

    Тонкий текстолит — прозрачный — посветив фонарем снизу можно легко проверить корректность всех дорожек, замыкания, разрывы.

    Паять одну сторону проще — не мешают компоненты на другой стороне и легко можно контролировать спайки выводов микросхем- соединить стороны можно в самом конце

    Сверлить надо в два раза больше отверстий и отверстия могут чуть-чуть не совпасть

    Немного теряется жёсткость конструкции если не склеивать платы, а склеивать не очень удобно

    Односторонний стеклотекстолит толщиной 0.8мм трудно купить, в основном продается 1.5мм, но если не удалось достать, то можно раскроить ножем более толстый текстолит.

Перейдем к деталям.

Нам понадобятся следующие ингридиенты:


Теперь когда все это есть, делаем по шагам.

Автоматический цанговый набор:

Мы рекомендуем первый вариант — он дешевле. Далее необходимо к мотору припаять провода и выключатель (лучше кнопку). Кнопку лучше разместить на корпусе, чтобы удобнее было быстро включать и выключать моторчик. Остается подобрать блок питания, можно взять любой блок питания на 7-12в током 1А (можно и меньше), если такого блока питания нет, то может подойти зарядка по USB на 1-2А или батарейка Крона (только надо пробовать — не все зарядки любят моторы, мотор может не запустится).

Дрель готова, можно сверлить. Но вот только необходимо сверлить строго под углом 90градусов. Можно соорудить мини станок — в интернет есть различные схемы:

Но есть более простое решение.

Кондуктор для сверления

Чтобы сверлить ровно под 90 градусов достаточно изготовить кондуктор для сверления. Мы будем делать вот такой:

Изготовить его очень легко. Берем квадратик любого пластика. Кладем нашу дрель на стол или другую ровную поверхность. И сверлим в пластике нужным сверлом отверстие. Важно обеспечить ровное горизонтальное смещение дрели. Можно прислонить моторчик к стене или рейке и пластик тоже. Далее большим сверлом рассверлить отверстие под цангу. С обратной стороны рассверлить или срезать кусок пластика, чтобы было видно сверло. На низ можно приклеить нескользящую поверхность — бумагу или резинку. Такой кондуктор надо сделать под каждое сверло. Это обеспечит идеально точное сверление!

Такой вариант тоже подойдет, срезать сверху часть пластика и срезать уголок снизу.

Вот как производится сверление с его помощью:


Зажимаем сверло так, чтобы оно торчало на 2-3мм при полном погружении цанги. Ставим сверло на место где надо сверлить (при травлении платы у нас будет оставаться метка где сверлить в виде мини отверстия в меди — в Kicad мы специально ставили галку для этого, так что сверло будет само вставать туда), прижимаем кондуктор и включаем мотор — отверстие готово. Для подстветки можно использовать фонарик, положив его на стол.

Как уже мы писали ранее, сверлить можно только отверстия с одной стороны — там где подходят дорожки — вторую половину можно досверлить уже без кондуктора по направляющему первому отверстию. Это немного экономит силы.

Зачем лудить платы — в основном для защиты меди от корозии. Основной минус лужения — перегрев платы, возможная порча дорожек. Если у вас нет паяльной станции — однозначо — не лудите плату! Если она есть, то риск минимальный.

Можно лудить плату сплавом РОЗЕ в кипящей воде, но он дорого стоит и его сложно достать. Лудить лучще обычным припоем. Чтобы сдеалать это качественно, очень тонким слоем надо сделать простое приспособление. Берем кусочек оплетки для выпайки деталей и одеваем ее на жало, прикручиваем проволокой к жалу, чтобы она не соскочила:

Плату покрываем флюсом — например ЛТИ120 и оплетку тоже. Теперь в оплетку набираем олово и ей водим по плате (красим)- получается отличный результат. Но по мере использования оплетка расподается и на плате начинают оставаться ворскинки медные — их обязательно надо убрать, а то будет замыкание! Увидеть это очень легко посветив фонарем с обратной стороны платы. При таком методе хорошо использовать или мощный паяльник (60ват) или сплав РОЗЕ.

В итоге, платы лучше не лудить, а покрывать лаком в самом конце- например PLASTIC 70, или простой акриловый лак купленный в автозапчастях KU-9004:

В методе есть два момента, которые поддаются тюнингу, и могут не получиться сразу. Для их настройки, необходимо в Kicad сделать тестовую плату, дорожки по квадратной спирали разной толщины, от 0.3 до 0.1 мм и с разными промежутками, от 0.3 до 0.1 мм. Лучше сразу распечатать несколько таких образцов на одном листе и провести подстройку.

Возможные проблемы, которые мы будем устранять:

1) дорожки могут менять геометрию — растекаться, становится шире, обычно очень не значительно, до 0.1мм — но это не хорошо

2) тонер может плохо прилипать к плате, отходить при снятии бумаги, плохо держаться на плате

Первая и вторая проблема взаимосвязаны. Решаю первую, вы приходите ко второй. Надо найти компромисс.

Дорожки могут растекаться по двум причинам — слишкой большой груз прижима, слишком много ацетона в составе полученной жидкости. В первую очередь надо попробовать уменьшить груз. Минимальный груз — около 800гр, ниже уменьшать не стоит. Соответственно груз кладем без всякого прижима — просто ставим сверху и все. Обязательно должно быть 2-3 слоя туалетной бумаги для хорошего впитывания лишнего раствора. Вы должны добиться того, что после снятия груза, бумага должна быть белая, без фиолетовых подтеков. Такие подтеки говорят о сильном расплавлении тонера. Если грузом отрегулировать не получилось, дорожки все равно расплываются, то увеличиваем долю жидкости для снятия лака в растворе. Можно увеличить до 3 части жидкости и 1 часть ацетона.

Вторая проблема, если нет нарушения геометрии, говорит о недостаточном весе груза или малом количестве ацетона. Начать опять же стоит с груза. Больше 3кг смысла не имеет. Если тонер все равно плохо держится на плате, то надо увеличить количество ацетона.

Эта проблема в основном возникает, когда вы меняете жидкость для снятия лака. К сожалению, это не постоянный и не чистый компонент, но на другой его заменить не получилось. Пробовал заменить его спиртом, но видимо получается не однородная смесь и тонер прилипает какими-то вкраплениями. Также жидкость для снятия лака может содержать ацетон, тогда ее надо будет меньше. В общем, такой тюнинг вам надо будет провести один раз, пока не закончится жидкость.

Если вы не будете сразу запаивать плату, то ее необходимо защитить. Самый простой способ сделать это — покрыть спиртоканифольным флюсом. Перед пайкой это покрытие надо будет снять например изопропиловым спиртом.

Вы также можете сделать плату:

Дополнительно, сейчас набирает популярность сервис изготовления плат на заказ — например Easy EDA . Если необходима более сложная плата (например 4-х слойная) — то это единственный выход.


При изготовлении печатных плат дома, самый простой и распространенный метод, это метод ЛУТ.

Этот способ не лишен недостатков. Если тонер нагреть слабо, то он не прилипнет к фольге печатной платы, сильно нагреть- он смажется. Надо подбирать качество печати, если тонера будет много – он размажется, дорожки, при маленьких промежутках, могут слипнуться друг с другом. Плохо прогреть напечатанную плату, и часть дорожек не отпечатается, особенно это часто случается в углах печатных плат.

Я расскажу вам о способе перевода распечатанного рисунка на фольгу без нагрева. Рисунок не будет смазываться, тонер с бумаги переносится весь. Для этого понадобится два дешевых химических компонента: спирт и ацетон.

Вместо ацетона можно использовать любое другое вещество, которое хорошо растворяет тонер.

Спирт не реагирует с тонером, это знает каждый, кто пытался оттереть им печатную плату после травления, но он быстро улетучивается. Он нужен для того, чтобы разбавить ацетон.

Ацетон отлично растворяет тонер и тоже быстро испаряется. Если попытаться использовать его в чистом виде- он смажет ваш рисунок, как на фото.

На печатной плате получится какая-то размазня.

В каких пропорциях смешивать ацетон и спирт?

Понадобится три части ацетона и восемь частей спирта. Все это надо перемешать и залить в какую-нибудь емкость с плотной крышкой. Важно, чтобы емкость не растворялась ацетоном.

Как пользоваться смесью?
Наберите не много получившейся смеси в шприц,

Нанесите ее на предварительно зачищенную от окислов и хорошо обезжиренную (это важно), будущую печатную плату (не на распечатку). После этого положите на нее вашу распечатку. Особо можно не торопиться, смесь не выветривается моментально. Слегка нажмите на бумагу, чтобы она полностью прилегла к плате и пропиталась раствором,

Подождите 10-15 сек., вы увидите, когда бумага пропитается,

После этого прижмите бумагу сильно, прижимайте бумагу строго перпендикулярно, чтобы она не сдвинулась. Подождите еще 10-20 сек. За это время тонер вступит в реакцию с ацетоном, станет липким и приклеится к плате. Бумажными салфетками промокните остатки жидкости, подождите, пока бумага высохнет, после этого опустите плату в воду, чтобы бумага намокла, и отклейте ее. Весь тонер останется на плате, а бумага будет чистая. После этого промойте плату от остатков ацетона. Все. Можно травить печатную плату.
На фото, я снял бумагу не размачивая ее в воде и тонер местами остался.

Как сделать дизайн печатной платы лучше?

Многие думают, что работа PCBlayout скучна и скучна: каждый день на плате появляются тысячи следов, различных упаковок и повторяющихся операций по вытягиванию проводов. Тем не менее, дизайнеры должны выбирать между различными правилами проектирования, принимая во внимание такие аспекты, как производительность, стоимость и мастерство. Они также должны заметить, что расположение доски разумно и аккуратно. Это не так просто, как кажется, и требует больше мудрости.


Давайте поговорим о том, как выработать хорошие рабочие привычки при проектировании, которые сделают ваш дизайн более разумным, облегчат производство и улучшат производительность.


1. Нарисуйте принципиальную схему


Многие инженеры GES считают, что компоновка важнее. Схема заключается в создании списка соединений для проверки печатных плат. Фактически, роль схемы будет больше в последующем процессе отладки схемы. Будь то поиск проблем или общение с коллегами, или схема более интуитивно понятна и удобна. Кроме того, выработайте привычку маркировки на схематической диаграмме и отметьте проблемы, которые необходимо заметить, когда каждая часть схемы размещена на принципиальной схеме, что является хорошим напоминанием для вас или других.


Иерархическая принципиальная схема, схемы различных модулей с разными функциями разделены на разные страницы, поэтому, читая рисунок или повторно его используя позже, вы, очевидно, сможете уменьшить рабочую нагрузку. Использование зрелого дизайна всегда менее рискованно, чем проектирование новой схемы. Каждый раз, когда я вижу, что все схемы размещены на чертеже плотного устройства, моя голова может быть увеличена.


2. Создайте хорошую схему


Обеспокоенный инженер закончил принципиальную схему, и после импорта списка цепей в печатную плату он не мог дождаться, когда устройство будет установлено на месте, и начал тянуть провода. Фактически, хорошая компоновка печатной платы может облегчить последующую работу по рисованию и улучшить работу печатной платы. На каждой плате будет свой путь прохождения сигнала, и схема печатной платы должна как можно больше следовать этому пути прохождения сигнала, чтобы сигнал мог плавно передаваться по плате. Людям не нравится ходить по лабиринту, и сигнал тот же. Если схема разработана в соответствии с модулем, печатная плата такая же.


В соответствии с различными функциональными модулями плату можно разделить на несколько областей. Аналоговый и цифровой разделены, силовой сигнал разделен, нагревательное устройство и восприимчивое устройство разделены, более крупное устройство не должно быть слишком близко к краю платы, обратите внимание на экранирование радиочастотного сигнала и т. Д.… Потратьте больше времени на оптимизацию расположения печатной платы и Сэкономьте больше времени при вытягивании проводов.


3. Научитесь устанавливать правила


Фактически, не только передовое программное обеспечение для проектирования печатных плат должно устанавливать правила подключения, некоторые простые и удобные в использовании инструменты для печатных плат также могут устанавливать правила. В конце концов, человеческий мозг — это не машина, поэтому неизбежны небрежность и ошибки. Поэтому вставьте в правила несколько простых для игнорирования вопросов, позвольте компьютеру помочь нам проверить и постарайтесь избежать ошибок низкого уровня.


Кроме того, идеальные настройки правил могут лучше стандартизировать последующую работу. Так называемая заточка не приводит к ошибкам по дереву: чем сложнее масштаб доски, тем важнее становится настройка правил. Многие инструменты EDA теперь имеют функцию автоматического подключения. Если правила установлены достаточно подробно, пусть инструмент поможет вам создать его самостоятельно. Разве не приятнее иметь чашку кофе рядом с вами?


4. Чем больше вы заботитесь о других, тем меньше ваша собственная работа


При проектировании печатной платы учитывайте как можно больше потребностей конечного пользователя. Например, если вы разрабатываете плату для разработки, вам необходимо рассмотреть вопрос о размещении большего количества информации о трафарете при проектировании печатной платы. Это будет более удобно при ее использовании. Вам не нужно искать схематическую диаграмму взад-вперед или искать поддержку дизайнера. Если вы разрабатываете серийно выпускаемый продукт, то необходимо уделять больше внимания проблемам, возникающим на производственной линии, устройства одного и того же типа должны быть выровнены в максимально возможной степени, независимо от того, соответствует ли расстояние между устройствами, ширина кромки процесса платы и т. Д.


Чем раньше будут рассмотрены эти проблемы, тем меньше это повлияет на последующий проект, а также уменьшит нагрузку и количество изменений платы. Кажется, что время, необходимое для начала проектирования, увеличилось, но на самом деле это уменьшило мою последующую работу. Там, где позволяют сигналы пространства на плате, разместите как можно больше контрольных точек, чтобы улучшить тестируемость платы, что также сэкономит больше времени на последующей стадии отладки и предоставит больше идей для обнаружения проблем.


5. Детали определяют успех или неудачу


Разработка печатной платы — это кропотливая работа, для которой требуется только осторожность и терпение. Ошибки, часто совершаемые новичками, которые только начинают проектировать, являются деталями. Неправильные выводы устройства, неправильное использование комплекта устройств, порядок расположения выводов в обратном порядке и т. Д. Некоторые из них могут быть решены с помощью летящих проводов, а некоторые могут сделать плату непосредственно ненужным продуктом.


Проверьте это еще раз при рисовании пакета. Распечатайте пакет, прежде чем сравнивать плату с фактическим устройством. Посмотрите на него и проверьте еще раз. Это не обсессивно-компульсивное расстройство. Оно просто делает ошибки низкого уровня легкими для совершения ошибок. Постарайся избежать этого. В противном случае, независимо от того, насколько красив дизайн доски, она полна летающих линий, что далеко от превосходства.


6. Попробуйте сделать симуляцию


Моделирование — это часто то, что инженеры-проектировщики печатных плат не хотят касаться. Некоторые люди могут сказать, что даже если симуляция будет выполнена, фактическая PCB и результаты симуляции будут отличаться, так зачем тратить время на симуляцию?


Доска, которую Geely не имитирует, работает плохо? Эта идея беспомощна. Нет проблем с дизайном раз или два, что не означает, что в будущем проблем не будет. Хотя результаты моделирования отличаются от фактических результатов, моделирование может показать правильную тенденцию изменения, и мы можем сделать свое собственное суждение, основываясь на тенденции. Поначалу это может быть сложно, и это нормально, когда путают параметры симуляции. Пока вы начинаете, делайте это медленно и накапливайте медленно, вы поймете важность симуляции.


Перед тем, как доска будет готова, заранее определите место, подверженное проблемам, и решите его заранее, чтобы избежать проблем. Если вы будете больше заниматься симуляцией, вы поймете причину проблемы в основном, и это очень поможет вам улучшить ваши возможности проектирования.


Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с чешским инженером.


В реальной работе, если вы можете заметить вышеупомянутые проблемы и выработать хорошую рабочую привычку в работе, я считаю, что с постепенным улучшением личных способностей Завершите больше и лучшие проекты ~~~

Как сделать печатные платы (PCBs)

Что входит в

Изготовление печатных плат?

Процесс Изготовление печатных плат (ПП) обычно выполняется производителем печатных плат, а не собственным производственным процессом. Массовое производство и изготовление печатных плат требуют качества и согласованности, которые могут быть достигнуты только путем заключения контракта с профессиональным предприятием по производству печатных плат .

Преимущества заключения контракта с производителем на

Изготовление печатных плат

Контрактное производство печатных плат должно осуществляться с большой осторожностью и высокой степенью избирательности. Изготовление печатных плат , которые удовлетворят потребности и ожидания ваших клиентов и заказчиков, требует строгого соблюдения новейших стандартов качества. Требование того, чтобы стандарты безопасности конечного продукта были удовлетворительными и чтобы соответствие гарантировалось в соответствии с требованиями мирового рынка, имеет первостепенное значение при производстве печатных плат .

Привлечение только лучших производственных предприятий для изготовления печатных плат для вашей компании дает преимущества и выгоды, выходящие далеко за рамки создания продукта как такового. Долгосрочный успех вашего бизнеса напрямую зависит от вашей способности и способности вашего подрядчика гарантировать надежное превосходство в каждом аспекте вашей технологии. они соответствуют как минимум ISO 9001:2008.Это международный стандарт, который устанавливает требования, которым должна соответствовать СМК (Система управления качеством) для любой компании , производящей печатные платы .

Заявки на производственные контракты по

Изготовление печатных плат

Различные компании, занимающиеся производством электроники, многочисленные отрасли промышленности и большое количество типов продукции подходят для найма производственных мощностей, соответствующих стандарту ISO, для производства печатных плат .Будь то массовое производство или создание раннего прототипа, производитель может использовать ваши идеи и схемы и построить их в соответствии с вашими точными спецификациями. Успешное создание медицинской, аэрокосмической, коммерческой и потребительской продукции требует технологии печатных плат, отвечающей самым высоким стандартам.

Custom PCB — Полное руководство по получению наилучших результатов

Печатные платы также известны как печатные платы или печатные платы. Они управляют различным электронным и электрическим оборудованием и инструментами, которые мы используем каждый день.

Большинство печатных плат формируются путем объединения двух или более слоев в зависимости от сложности и характера устройства, в котором они будут использоваться.

В состав печатных плат

входят различные материалы. Один слой может быть изготовлен из стекловолокна или смолы, полученной из бумаги. Также используются другие материалы, такие как медь, паяльная маска и слои шелкографии.

В следующей главе мы узнаем, из каких материалов сделаны печатные платы.

 

Изображение 1: печатная плата

 

1.2: Из каких материалов изготовлена ​​печатная плата

 

 

Печатная плата

обычно состоит из четырех слоев, соединенных вместе под воздействием тепла, давления и других методов. Четыре слоя печатной платы состоят из подложки, меди, паяльной маски и шелкографии.

Материал, из которого изготовлена ​​печатная плата, включает:

• Медь: медь скапливается на толстом слое основы, называемой подложкой. В зависимости от типа платы и использования может присутствовать один или два медных слоя.

Медный слой может быть на одной стороне печатной платы или на обеих сторонах подложки. В простых электронных устройствах используются печатные платы, которые имеют медный слой только с одной стороны.

Слои меди

намного тоньше и нежнее, чем подложка.

Медь, используемая в печатных платах, указана по весу и представлена ​​в унциях на квадратный фут. Наиболее распространенные печатные платы содержат 1 унцию меди на квадратный фут.

Хотя количество меди, присутствующей в печатной плате, определяет количество энергии, она будет меняться.

• Шелкография: шелкография отвечает за то, чтобы сделать печатную плату читаемой для программистов, добавляя числовые и буквенные индикаторы.

• Подложка: подложка широко известна как FR4, что является аббревиатурой от Fire Retardant.

Обеспечивает толстый слой основания для печатной платы, который, конечно же, может варьироваться. Однако вы обнаружите, что их толщина меняется. Это слой, который придает жесткость печатной плате.

Также может быть изготовлен из гибких материалов, которые иногда тоже растягиваются. В последнее время для создания субстрата используется множество инновационных материалов, некоторые из которых даже растительного происхождения.

Заказная печатная плата

• Паяльная маска

Важно отметить, что в других типах плит вышеперечисленные материалы не используются. Вместо этого они используют эпоксидные смолы. Недостаток, связанный с этим типом комиссий, заключается в том, что они термочувствительны, что делает их восприимчивыми к быстрой потере их ламинирования.

Одним из способов узнать этот тип платы является запах, который она дает при пайке.

Зеленый верхний слой печатной платы, известный как паяльная маска, наносится поверх медного слоя для контакта с другими электрическими частями. Поверх паяльной маски предусмотрен слой шелкографии для создания меток и меток для размещения различных компонентов.

 

Изображение 2: Пользовательская плата

 

Подложка обычно изготавливается из стекловолокна, также известного как FR4.FR относится к огнестойким материалам и обеспечивает основу печатной платы. Слой подложки является самым толстым среди всех печатных плат

.

Для изготовления подложки также используются некоторые другие материалы, такие как эпоксидная смола или фенольные смолы. Платы из эпоксидной смолы чувствительны к температуре, а ламинирование в некоторых случаях может быстро выцвести.

Вы можете легко найти эти недорогие плиты на рынке и узнать их по запаху, который они испускают. Материал также нуждается в компонентах, которые будут к нему припаяны.

 

Изображение 2: Материал печатной платы

Теперь давайте посмотрим, как можно разработать собственную печатную плату с помощью компьютерного приложения.

1.3: Заказная печатная плата — типы печатных плат

 

Как было сказано ранее, печатная плата является важнейшим компонентом различной электроники. Теперь давайте рассмотрим шедевр за вашим телевизором и пультом дистанционного управления; телек может переключать каналы нажатием на пульт из-за наличия своеобразной платы в пульте.

Существует множество применений печатных плат, которые облегчают наше существование и делают нашу повседневную деятельность гибкой.В зависимости от области применения производители печатных плат используют различные типы печатных плат для различных продуктов. Тип печатной платы включает в себя;

 

Односторонняя печатная плата

 

В предыдущей части этой статьи мы упомянули, что субстрат меняется в зависимости от использования. В односторонней печатной плате содержится только одна подложка.

Подходящий электрический проводник, такой как медь, используется для экранирования стороны подложки, паяльная маска присутствует на медном слое, а для маркировки частей платы обычно используется покрытие методом шелкографии.

Этот тип печатных плат предполагает конструкцию, в которой только одна сторона вмещает схему и другой электронный компонент. Они обычно упоминаются в простом электронном производстве.

Преимущество этого типа платы заключается в том, что она более удобна для кармана, чем другие печатные платы.

 

Двухсторонние печатные платы

 

В отличие от односторонней печатной платы, двухсторонняя печатная плата имеет две поверхности подложки, покрытые проводящими металлическими слоями, с закрепленными на двух сторонах деталями.

Двухсторонние печатные платы используются чаще, чем односторонние печатные платы. Отверстия в двухсторонней печатной плате несут функцию соединения одной цепи на стороне с цепью на другой стороне посредством одного или двух приемов.

Первый метод, посредством которого отверстия соединяют схему, — это технология поверхностного монтажа — этот тип технологии или метода не использует провода.

Преимущество этого метода в том, что он экономит место.Второй метод — технология сквозных отверстий — эта технология или процесс включает в себя тонкие провода, пропущенные через отверстия и припаянные к нужному компоненту.

 

Многослойные печатные платы.

 

Многослойная печатная плата выполняет больше функций по сравнению с двухсторонней печатной платой.

Печатная плата этого типа содержит многочисленные подложки с изоляционными материалами, разделяющими их на отдельные листы.Конечно!

Когда мы говорим о том, сколько места можно сэкономить, многослойная печатная плата способна сэкономить еще больше места, чем двусторонняя печатная плата.

Многослойные печатные платы могут иметь до 10 слоев и более. Они используются в известных изобретениях, таких как машины и так далее.

 

Жесткие печатные платы

 

Сочетание преимуществ многослойности с жесткостью является характеристикой этого типа печатной платы.

В этом типе печатных плат используются материалы, препятствующие их изгибу; в качестве материала используется стекловолокно. Примером жесткой печатной платы является плата внутри вашего устройства.

 

Гибкие печатные платы.

 

Конечно, от слова «гибкий» подложка, содержащаяся здесь, гибкая. Поскольку жесткая печатная плата не может принять желаемую форму, гибкая печатная плата вполне может вписаться в эту категорию.

Они предлагают превосходное преимущество перед жестким типом, поскольку они гибкие и обладают преимуществом из-за своей стоимости.

 

Печатные платы Rigid-Flex.

 

Жесткая гибкая печатная плата обладает характеристиками как жесткой печатной платы, так и гибкой печатной платы.

Этот тип печатной платы позволяет прикрепить деревянную печатную плату к другой гибкой печатной плате, что представляется более сложным, чем другие типы печатных плат.

 

Изображение 3: Пользовательская плата

 

1.4: Заказная печатная плата — компоненты печатной платы

 

Независимо от целей создания любого устройства, должны быть компоненты, необходимые для различных цепей.

Ниже перечислены некоторые функции, необходимые для любого электронного продукта или устройства.

светодиодов: светодиод — это аббревиатура, означающая «светодиод — излучающий диод». Светодиодный диод пропускает через себя ток; ему разрешено течь только в одном направлении.

Резистор: резистор выполняет важную функцию, регулируя или контролируя ток, и для определения его значения они имеют цветовую маркировку.

Батарея: как общая функция шторма, отвечает за подачу энергии. Аккумулятор отвечает за подачу напряжения в цепь.

Транзистор: транзистор выполняет критическую функцию, поскольку отвечает за усиление заряда.

Переключатель: переключатель служит компонентом, используемым для управления электрическим током. Кнопку можно использовать для разрешения входа тока или блокировки доступа ветра.

Диод: диод — это компонент, который пропускает электрический ток только в одном направлении.Остальные проходы заблокированы, а электрический ток течет только по проводнику.

Индуктор: индуктор отвечает за хранение заряда.

 

2、Что такое ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПХД?

 

Изображение 4: Пользовательская плата

 

2.1: Основы проектирования печатных плат

 

При обсуждении основ проектирования печатных плат нам требуется предварительное знакомство с используемой терминологией. Говоря о захвате схемы, мы обсуждаем программу, которая позволяет оператору создавать схематическое представление компонента и других функций.

Схематическое изображение — это всего лишь графическое представление этого. Используемые термины включают:

Файлы Gerber: файлы Gerber относятся к тем файлам автоматизированного проектирования, которые отправляются производителям печатных плат для создания структуры слоев печатной платы.

Инструмент компоновки печатной платы: программа, отвечающая за компоновку печатной платы, позволяет наносить структуру проводных соединений на несколько слоев. После завершения оператор может создать файлы САПР, необходимые для изготовления печатной платы.

 

2.2: Этапы проектирования печатной платы

 

В наше время существуют разные подходы к проектированию печатных плат. В зависимости от производителя печатной платы существует множество способов сделать это. Ниже приведены основные этапы проектирования печатной платы.

 

Шаг 1: использование программного обеспечения

 

Проектирование печатной платы с помощью программного обеспечения; он включает схематическое представление схемы с помощью программного обеспечения.Примерами используемого программного обеспечения для компоновки являются программы автоматизированного проектирования (САПР), mutism и eagle.

Давайте воспользуемся программным обеспечением eagle в этой статье, и при этом у нас есть; Откройте дизайн программной платы>>>щелкните меню файла>>>выберите новый дизайн>>>щелкните меню библиотеки>>>выберите в раскрывающемся меню «выбрать устройства/символ»>>>дважды щелкните соответствующий комментарий >>>Добавьте компоненты и представьте схему с правильными соединениями.>>>введите рейтинг для каждого элемента>>>нажмите текстовый редактор на панели инструментов >>>нажмите на вариации >>>закройте окно >>>после появления черного экрана сохраните как формат изображения.

 

Шаг 2: создание пленки

 

С помощью доработанной схемы разводки печатной платы происходит генерация пленки.

 

Этап 3: Выбор сырья

 

Менее дорогие печатные платы, изготовленные из бумаги на фенольном связующем с медной фольгой, используются в простых устройствах.Значение толщины ламината с медным покрытием составляет 0,059 с односторонней или двусторонней платой.

 

Шаг 4: Сверление отверстий

 

Отверстие в печатной плате выполнено с помощью станка и сверла. Первым типом станка, используемого для сверления отверстий в печатной плате, является ручной станок.

Второй тип станков — автоматические, называемые станками с ЧПУ. Этот тип устройства требует усилий оператора, чтобы сделать отверстия в доске.Программы обеспечивают удобство пробивки отверстий на печатных платах.

 

Шаг 5: исправление образа

 

Для печати макетов на печатной плате лазерные принтеры являются одним из лучших вариантов. Процесс, связанный с этим, включает в себя; размещение чистого медного слоя на принтере>>>сохранение на компьютере разработанной макетной пленки>>>печать полученной с компьютера команды на лазерном принтере.

 

Шаг 6: травление и зачистка

 

На этом этапе используются различные химические вещества для удаления бесполезной меди, прикрепленной к печатной плате.

 

Шаг 7: тестирование

 

После завершения описанного выше процесса плата будет протестирована для проверки ее работоспособности. В последние дни было изготовлено много устройств, помогающих тестировать большое количество печатных плат.

 

2.3: Список программ для проектирования печатных плат

 

Художник по печатным платам

Ультиборд

Altium Designer 17

Печатная плата SOLIDWORKS

ДипТрейс

PCBWeb

БЩ4В

XКонтур

Гербв

Кикад ЭДА

Печатная плата DesignSpark

Печатные платы Eagle

Контурмейкер

Pad2pad

OrCAD

Зенитпечатная плата

CircuitStudio

ПХБ123

ПОМОЩЬ

FreePCB

В приведенном выше списке представлены программы, используемые при проектировании печатных плат.

 

2.3.1: Сравнение программного обеспечения для проектирования печатных плат

 

При сравнении конструкций печатных плат мы рассмотрим два программного обеспечения: EAGLE CAD и DIPTrace. Эти два программного обеспечения, конечно, выбраны наугад.

 

Функции DipTrace:

 

Возможность захвата схем с компонентами, связанными с библиотекой, создание шаблонов с помощью приличного редактора библиотек, наличие отличного руководства и поддержки, отлично подходит для небольших и простых плат.

 

ОРЕЛ КАД:

 

Проверка электрических правил, схематическая иерархия для проектной организации, прямые и обратные аннотации между схемой и печатной платой.

 

2.3.2: Заказная печатная плата — лучшее программное обеспечение для проектирования печатных плат

 

Из значительного количества программного обеспечения для проектирования печатных плат, доступного в наши дни, некоторые простые программы легко узнаваемы благодаря своей безупречной функциональности.

• Легко применимый графический редактор компоновки (EAGLE): eagle представляет собой удобное в использовании программное обеспечение для проектирования печатных плат по умеренной цене.EAGLE имеет широкий спектр необходимых функций, включая: пакетное выполнение файлов сценариев, медную оболочку и многое другое.

Альтиум Дизайнер

DipTrace Lite

Стартер DipTrace

Легкая ЭДА

 

Изображение 4: Пользовательская плата

 

2.4: правила проектирования печатных плат

 

Некоторые правила связаны с конструкцией печатной платы, в которой она используется эффективно; вам нужно запомнить это.

Ширина и интервал: для ширины и интервала параметры обычно обозначаются как «правила x/y», где X означает минимальную ширину трассы, в то время как они представляют интервал, то есть минимальный интервал между трассами.

Толщина и размер картона: размер и толщина могут быть установлены в соответствии с конкретным продуктом. Многие люди используют больше досок только на одной панели, чтобы сэкономить место и деньги, если осуществляется массовое производство.

 

3、Как сделать макет печатной платы

 

3.1: Схема печатной платы

 

Проект топологии печатной платы требует технических ноу-хау или профессиональных навыков, требующих знания программного обеспечения печатной платы, системы автоматизированного проектирования, а также навыков или методов, необходимых для успешного переноса проекта первичной схемы на окончательная печатная плата.

 

3.2: Сравнение компоновки печатной платы

 

При сравнении печатной платы необходимо учитывать определенные факторы, в том числе:

Размер доски

Доступно

слоев

Анализ сети подачи электроэнергии

3D-моделирование

Маршрутизация дифференциальной пары

 

3.3: Руководство по компоновке печатной платы

 

В этом разделе подробно описаны следующие шаги:

 

Шаг 1: Заказная печатная плата — преобразование схемы в печатную плату

 

Это первый шаг, связанный с учебником по печатным платам.После того, как вы успешно создали свою схему, вы можете преобразовать ее в печатную плату, нажав «преобразовать в печатную плату» в редакторе, который вы используете.

 

Шаг 2. Пользовательская плата — перетащите компонент.

 

Второй шаг — разместить документ именно там, где вы хотите. Если вы предпочитаете аккуратную печатную плату, компоненты с аналогичными функциями должны быть размещены рядом.

 

Шаг 3: Пользовательская печатная плата — набросок пользовательского контура

 

Первое, что нужно сделать, это перейти в меню слоев, щелкнуть слой контура платы, щелкнуть текущий контур и удалить его после создания новой системы с помощью инструментов для печатных плат.

 

Шаг 4: Заказная печатная плата — медный участок

 

Лучше всего думать о медной области, когда многие части соединяются только с сигналом. Эту медную область можно создать с помощью меню инструментов.

 

Шаг 5: Пользовательская печатная плата — маршрутизация

 

В зависимости от типа тока существует два подхода к этому методу. Если у вас низкий ток, создающий печатную плату, можно использовать функцию автотрассировщика. Если есть необходимость в разных размерах дорожек, лучше будет, если вы сделаете это вручную.Функцию автотрассировщика можно найти в верхней части страницы.

 

Шаг 6: Заказная печатная плата — отверстия

 

Конечно, вам может понадобиться закрепить на чем-нибудь печатную плату; при этом необходимы отверстия. Инструмент «Отверстие» можно найти в меню «Инструменты», а затем найдите нужное место.

 

Шаг 7: Заказная печатная плата — изображения и текст

 

Для этого вам нужно будет перейти в меню инструментов и найти либо изображение, либо текстовый инструмент.Вы можете расположить текст по своему усмотрению и изменить нужный слой или саму книгу.

 

Шаг 8: Заказная печатная плата — фото

 

После выполнения вышеуказанных шагов вы можете подвести итоги своей работы, просмотрев результат. Вы можете изменить цвет или некоторые другие функции. Если вы согласны с продуктом, нажмите «вывод производства», чтобы купить печатную плату.

 

4、Пользовательская печатная плата — Программное обеспечение для обратного проектирования печатных плат

 

В тех случаях, когда схема может быть недоступна, данные, созданные в результате обратного проектирования печатной платы, могут быть использованы для производства запасных частей или предоставления подсказок по ремонту уже существующих деталей.

 

5, печатная плата на заказ — печатные платы на заказ

 

 

Мы знаем, что печатные платы являются сложными элементами, и любителям может быть немного сложно самостоятельно разработать рабочую схему. Первое, что вам понадобится, это надежное программное обеспечение для создания плана вашей печатной платы.

Затем вы можете использовать многие решения для проектирования печатных плат, такие как Eagle от Cadsoft Computer, который отлично справляется с проектированием вашей печатной платы.

 

Пользовательская печатная плата — Подготовка схемы

 

Для создания пользовательской печатной платы необходимо подготовить схематический вид.Получите доступ к библиотеке компонентов, которая присутствует в вашем программном обеспечении для проектирования, и поместите их на холст. Теперь вам нужно соединить контакты вместе с линиями, которые символизируют электрические соединения в программе.

Один и тот же номер детали может вас немного смутить, так как вы найдете несколько вариантов на выбор.

Различные пакеты могут включать микросхему для поверхностного монтажа или двухрядную коробку (DIP). Если вы любитель или проект «сделай сам», имеет смысл использовать значительные и заметные системы в пакетах (SIP) или DIP.

Вы можете найти их быстро, и магазины для хобби гораздо более дружелюбны при их продаже по сравнению с устройствами для поверхностного монтажа, предназначенными для коммерческого применения.

Различные варианты упаковки могут выглядеть одинаково на схематическом виде. Однако все начнет выглядеть по-другому, когда вы переключитесь на вид макета, чтобы начать свой дизайн.

Вам нужно будет обеспечить необходимые сигналы заземления и питания, помимо размещения межсоединений и компонентов; вы можете использовать для работы такие функции, как GND, VDD и VCC, имеющиеся в библиотеке Eagle.

Заказная печатная плата

Не забудьте также интегрировать разъемы на плату, чтобы можно было использовать землю и питание. На этом этапе у вас также будет любое внешнее устройство, например, потенциометр или светодиоды.

Ваша конструкция теперь должна пройти проверку электрических правил или ERC после установки всего на место. Тест имеет решающее значение для обеспечения отсутствия ошибок, которые будут препятствовать работе вашей печатной платы.

Некоторые из распространенных проблем, с которыми вы сталкиваетесь, связаны с проводами, которые кажутся подключенными, но не являются реальными.Вы можете проверить наличие маленьких точек в программном обеспечении Eagle, представляющих пересечения соединений проводов.

Другие проблемы могут включать сигналы заземления и питания, которые вы забыли подключить. Таким образом, вы должны помнить, что автоматические тесты не сообщат вам, будет ли ваша плата выполнять желаемое действие, но они всегда могут проверить электрические свойства вашей конструкции.

 

Изображение 3: Схематическая диаграмма и макет

 

Заказная печатная плата — вид макета платы доступа

 

После того, как вы сделали все, что вам нужно сделать в виде схемы, вы должны перейти, чтобы активировать вид компоновки платы.Затем вы произвели переключение, и вы обнаружите, что компоненты случайным образом разбросаны по вашему программному обеспечению Eagle. Вы также увидите, что провода напрямую цепляются за штырьки.

Чтобы изображение было менее беспорядочным, перемещайте компоненты, пока они не обретут смысл. Например, вы можете переместить соединители к краям, чтобы все имело смысл.

Вам предстоит еще много работы по изготовлению печатной платы. Таким образом, вы должны назначать сигналы слоям, но помните, что разные слои, присутствующие в одном слое, не должны соприкасаться друг с другом.

Профессиональная версия решения Eagle поставляется с функцией автоматической компоновки, позволяющей направлять сигналы одним щелчком мыши.

Однако пользователям стандартной версии придется брать все в свои руки. Вы также можете найти дизайнерское решение от производителя вашей печатной платы, чтобы позаботиться об этом шаге.

После того, как вы заложили сигналы, пришло время запустить DRC или проверку конструкции. Проверка гарантирует, что отверстия просверлены слишком близко к сигнальной линии.

Также уведомляет, если дорожки не находятся на оптимальном расстоянии друг от друга или от края платы.

Заказная печатная плата

Вы можете настроить правила, и иногда ваш поставщик печатных плат предлагает файл, который можно интегрировать с решением Eagle с указанными значениями DRC. Затем вы можете двигаться дальше и загружать свои файлы дизайна, если ваш проект проходит DRC.

Вы должны использовать определенный слой, чтобы добавить шелкографию на Верх. Распечатка поможет вам узнать, какой компонент подходит, представляя номера деталей и очертания.

Это позволяет избежать ошибок, таких как установка резистора 100K вместо резистора 1K.

Файл Gerber раскрывает язык проектирования печатных плат, и 3с каждой платой может быть связано множество файлов.

У вас будет отдельный файл для спецификаций контактных площадок и разные файлы для каждого слоя. Файлы сверла также содержат спецификации сверления.

Затем вы можете загрузить дизайн с вашим производителем, который может использовать другую программу для представления окончательного вида слоев, и вы также можете узнать, подходят ли компоненты по размеру для отверстий.

На этом вы подошли к завершению создания пользовательской печатной платы с помощью программного обеспечения для проектирования. В следующей главе мы рассмотрим, как производитель производит печатные платы.

 

Изображение 4: Макет

 

 

6. Печатная плата на заказ — как изготавливаются печатные платы

 

К настоящему времени вы знаете, как проектировать печатную плату по индивидуальному заказу, прочитав предыдущую главу. Технология печатных плат сложна, и она должна пройти многоэтапный производственный процесс.

Вы также должны выбрать производителя, у которого есть все высокоточное оборудование для воплощения вашего проекта в жизнь. Специально для вас мы кратко обсудим процесс изготовления печатных плат.

 

1. Заказная печатная плата — изготовление подложки

 

Вы можете думать о печатных платах как о бутербродах, состоящих из нескольких слоев. Основной материал, который находится в середине, известен как подложка. Затем материал подложки отвечает за придание ширины печатной плате.

Вы можете рассмотреть печатную плату сбоку и обнаружить, что самый толстый слой — это подложка.

Традиционно печатные платы изготавливались с жесткой подложкой из стекловолокна. В настоящее время вы можете найти гибкий материал подложки.

Могут быть использованы многие материалы, но в одном стандартном варианте используется специальный пластик для подложки, устойчивый к высоким температурам.

Материал, используемый для изготовления подложки, обычно рассыпается. Затем производитель погружает его или распыляет эпоксидную смолу.Затем материал раскатывают, чтобы получить желаемую толщину, точно так же, как раскатывают корку для пирога с помощью скалки.

Ролики перестают катиться, когда подложка достигает желаемой толщины и переходит к следующему шагу, а подложка теперь помещается в печь, чтобы она стала твердой и твердой за счет отверждения. После завершения этого шага вы создали самый первый слой вашей печатной платы.

 

2. Заказная печатная плата — медные слои

 

В зависимости от назначения печатные платы имеют простую или сложную конструкцию.Помимо основного слоя подложки, еще одним важным компонентом являются медные слои. Медные слои необходимы для передачи электричества по всей печатной плате.

Ваш кулачок для печатных плат поставляется с одним слоем меди, нанесенным на верхнюю часть, или двумя слоями с обеих сторон подложки. Печатная плата также может иметь множество слоев с другой медью и подложкой.

Некоторые печатные платы, используемые в передовых устройствах или смартфонах, имеют более 12 или 16 слоев меди.

Медные слои

намного меньше по ширине, чем слои подложки, и в вашей цепи не будет электричества, если они отсутствуют.

Производитель может использовать комбинацию различных методов для приклеивания меди к поверхности подложки. Любые стандартные методы включают использование тепла, давления и клея, чтобы медные слои прочно зафиксировались на подложке.

Вы можете взять плату для сверления после того, как медь сцепится с подложкой.

Заказная печатная плата

Печатная плата должна передавать заряд в нужные точки с одного слоя на другой слой платы, чтобы ваше устройство функционировало.Вам нужно будет создать дыры, называемые переходными отверстиями, чтобы стоимость проходила через них.

У производителя есть несколько вариантов сверления отверстий на печатной плате и использования CO2-лазера, УФ-лазера или другого оборудования.

Точность и эффективность сверлильного станка определяют точность и сложность печатной платы.

Вы должны очистить отверстия от любого мусора или любого материала, который мог остаться после процесса сверления. С них также можно снять заусенцы, чтобы удалить любой дополнительный материал, прилипший к печатной плате.

После этого внутренние стороны переходных отверстий покрываются медью для переноса заряда с одного слоя печатной платы на другой.

Далее необходимо распечатать схему схемы на печатной плате. Производитель может разместить медь точно в соответствии с проектом, чтобы получить место на борту.

В противном случае они могут нанести медь на всю плату и удалить ее, чтобы вытравить рисунок схемы.

Печатная плата может быть подвергнута щелочной ванне для удаления лишней ненужной меди.

Вам необходимо добавить на печатную плату другие компоненты, такие как транзисторы, конденсаторы или светодиоды. Вы можете припаять детали к печатной плате с помощью паяльника. Перед добавлением функций печатная плата проходит серию электрических испытаний с использованием тестера сети или летающих пробников, чтобы убедиться в отсутствии коротких замыканий или открытых соединений.

Ваш производитель также может использовать машину для откачки деталей к вашей печатной плате.

 

Изображение 5: Медные узоры

 

3.Изготовленная на заказ печатная плата — The Final Solder Mask

 

Металлы, которые остаются открытыми на печатной плате, могут быть повреждены. Природа меди — ржаветь, что сделает вашу печатную плату бесполезной. Вы можете адекватно защитить медное покрытие и другие компоненты печатной платы, добавив сверху дополнительный защитный слой.

Как правило, производители используют золото, никель или оловянно-свинцовый сплав для покрытия конкретных уязвимых частей печатной платы. В довершение ко всему, производитель предоставляет еще один слой Top, называемый паяльной маской.

Зеленый цвет, который вы видите на печатных платах, связан с нанесением слоя паяльной маски; паяльная маска также имеет некоторые другие функции, помимо покрытия и защиты всех металлических частей, которым не нужно ни с чем соединяться, слой паяльной маски также обеспечивает то, что ток течет в нужные места по абсолютным путям.

Иногда вы также можете найти слой шелкографии поверх паяльной маски, используемый для вырезания этикеток на необходимых деталях.

После того, как все будет сделано, производитель обрежет и удалит лишний материал или ненужные детали, которые не нужны в вашей печатной плате.

 

Изображение 6: Зеленая паяльная маска

 

7, Заказная печатная плата — Заключение

 

Лучшее только для вас.

Мы изложили вам суть, и мы можем только надеяться, что вам это понравилось и принесло пользу.

Как и было обещано в начале статьи, мы позаботимся о том, чтобы вы не просто выбрали нужного поставщика, а получили лучшее из того, что он предлагает.

Вы не хотите больше медлить, мы прямо за вами, и достаточно одного звонка! Свяжитесь с нами сегодня и закрепите свой интерес к высококачественной продукции.

Кроме того, вы можете запросить коммерческое предложение, и если у вас возникнут вопросы или предложения, пожалуйста, свяжитесь с нами.

 

 

Описание печатной платы — все, что вам нужно знать

Пол Эйслер изобрел печатную плату в 1936 году.

Четыре факта о печатной плате

  • Первая печатная плата была изобретена в 1925 году Чарльзом Дюка. На нем были изображены трафареты из проводящего материала на деревянной доске.
  • Изобретатель печатной платы Пол Эйслер непреднамеренно передал Technograph производство печатных плат и патентные права за один фунт стерлингов и 16,5% акций компании.
  • Телефонные компании считали, что ручная разводка дешевле и гибче, чем печатные платы.
  • Аббревиатура PCB привела к тому, что печатная плата в общественном сознании ошибочно ассоциировалась с полихлорированным дифенилом, экологически вредным химическим веществом.Печатные платы были переименованы в печатные платы с 1970-х по 1990-е годы, чтобы избежать путаницы.

История печатных плат

Печатная плата принесла компании Eisler небольшой финансовый успех, но существенные выгоды для отрасли.

После Густава Таушека другой венский инженер и изобретатель Пауль Эйслер внес значительный вклад в современную электронную промышленность, изобретя печатную плату (ПП) в 1936 году.

Пауль Эйслер родился в Вене в 1907 году.После окончания в 1930 году Technische Universität Wien (Венский технологический университет) со степенью инженера, уже подающего надежды изобретателя, ему не удалось найти работу в Австрии. В 1934 году Эйслер устроился в Белграде, Югославия, на разработку радиоэлектронной системы для поезда. Он решил уйти с этой работы, когда клиент предложил оплату зерном вместо валюты.

Быстрые факты

1936
Paul Eisler
Paul Eisler
Radio Noject
Radio Set
Стоимость
N / A

Назад в Австрия, Eisler написал для газетных документов, основал радио журнал , и начал изучать технологию печати.Он начал представлять, как производители могут использовать процесс печати, чтобы размещать типы электронных схем на изолирующей основе и делать это в больших количествах. В то время было обычным делом соединять все компоненты электронных устройств припаянными вручную проводами — подверженный ошибкам метод производства, не поддающийся какой-либо высокой степени автоматизации.

Эйслер хотел устранить эти проблемы, напечатав провода на плате и установив на нее элементы. В 1936 году Эйслер решил покинуть Австрию, чтобы избежать преследований со стороны нацистов.Он получил приглашение на работу в Англию на основании двух патентных заявок, которые он уже подал: одну для графической звукозаписи и одну для стереоскопического телевидения с вертикальными линиями разрешения.

В Лондоне он продал патент на телевизор за 250 фунтов стерлингов. Денег хватило, чтобы пожить какое-то время в пансионе в Хэмпстеде, но работу найти не удалось. Он приступил к разработке своей идеи печатной платы, которая привлекла интерес телефонной компании, потому что она устранит жгуты проводов, используемые для телефонных систем.Однако они определили, что ручная проводка дешевле и гибче, чем печатные платы.

В преддверии Второй мировой войны Эйслер работал над тем, чтобы вывезти свою семью из Австрии. Его сестра покончила жизнь самоубийством, а когда началась война, в 1940 году англичане интернировали его как нелегала. Выйдя на свободу в 1941 году, Эйслер смог найти работу в музыкальной компании Henderson and Spalding.

Первоначально его целью было усовершенствовать вышедшую из строя музыкальную пишущую машинку Technograph, работающую в лаборатории в разбомбленном здании.Позже Technograph инвестировал в его идею печатной схемы (концепция использования вытравленной фольги для нанесения дорожек на подложку). К сожалению, Эйслер лишился прав на свое изобретение, когда забыл прочитать контракт перед его подписанием, но это был не первый и не последний раз, когда Эйслер воспользовался преимуществом. Это был довольно стандартный трудовой договор, в котором он соглашался передать любое патентное право во время своей работы за номинальную плату (один фунт стерлингов), но он также давал ему 16,5% акций Technograph, производителей.

Первая сборка Eisler для производства печатных плат почти не имела прямых следов. Он подал заявку на патент в 1943 году. Технограф не вызывал интереса до тех пор, пока Соединенные Штаты не включили эту технологию в работу над неконтактными взрывателями снарядов, которые были жизненно важны для противодействия немецкой летающей бомбе Фау-1. После этого у Эйслера была работа и небольшая известность.

Технология распространилась после войны. В 1948 году Соединенные Штаты потребовали распечатать все схемы бортовых приборов.Патентная заявка Эйслера 1943 года в конечном итоге была разделена на три отдельных патента: 639111 (трехмерные печатные схемы), 639178 (метод фольги для печатных схем) и 639179 (порошковая печать). Эти три были опубликованы 21 июня 1950 года, но очень немногие компании действительно лицензировали патенты, и у Technograph возникли финансовые трудности.

Эйслер ушел из Technograph в 1957 году, чтобы работать фрилансером. Некоторые из проектов, которые он создал в качестве фрилансера, включали в себя пленки для обогрева пола и стен, а также для продуктов питания, батареи из фольги, формы для бетона, подогреватель пиццы и антиобледенитель заднего стекла и многое другое.Эйслер не был так успешен в коммерциализации этих компонентов. Позже он добился успеха в области медицины и на момент своей смерти имел десятки патентов на свое имя.

Производство печатных плат Эйслером и изобретение печатной схемы с травленой фольгой, хотя и принесли огромную пользу мировой электронной промышленности, принесли ему небольшую личную финансовую отдачу. Эйслер умер в Лондоне 26 октября 1992 года. Он только что получил серебряную медаль Наффилда Института инженеров-электриков.

Печатная плата: как это работало

Первоначальная сборка печатной платы технически выполняла те же задачи, что и современные печатные платы, но они были сконструированы по-другому и были гораздо менее совершенными, чем современные компоненты. Идея Чарльза Дюка в 1925 году об использовании изолированной подложки и проводящих материалов была революционизирована Полом Эйслером.

Компания Eisler сделала еще один шаг вперед и создала печатную плату из фольги с травлением. Это подготовило почву для массового производства печатных плат для использования производителями в широком спектре гражданских и военных технологий.

Печатная плата: историческое значение

Пол Эйслер создал первую печатную плату и положил начало временной шкале, которая простирается до наших дней. Технология печатных плат продолжала становиться все более эффективной и сложной. Этот первый патент со временем привел к появлению типов многослойных печатных плат, транзисторов, паяльных масок и других технологий. Хотя Эйслер не имел финансового успеха при жизни, патент на печатную плату стал важным моментом в истории компьютеров.

Описание печатной платы — все, что вам нужно знать Часто задаваемые вопросы (часто задаваемые вопросы) 

Что такое печатная плата?

Печатная плата представляет собой изолированную подложку с токопроводящей дорожкой, напечатанной непосредственно на ней.

Когда была изобретена печатная плата?

Пол Эйслер изобрел первую печатную плату в 1936 году.

Как работает печатная плата?

Изолирующий материал защищает электрические пути, позволяя электричеству течь по обозначенным путям между источниками электричества и другими элементами сборки.

Кто изобрел печатную плату?

Пауль Эйслер, австрийский и еврейский инженер, первым изобрел печатную плату.

Как была изобретена печатная плата?

Пол Эйслер объединил свою страсть к радиоприемникам и свои знания в области традиционной технологии печати для массового производства печатных плат для радиоприемников.

Что делала печатная плата?

Первоначальная печатная плата была очень простой и предназначалась для питания радиоустройств.Позже он был улучшен для военных целей.

Печатная плата все еще используется?

Печатные платы используются до сих пор. Однако они почти неузнаваемо связаны с оригинальным изобретением Пола Эйслера.

Почему они называются печатными платами?

Пол Эйслер запатентовал идею прямой печати проводящего материала на изолированной подложке.

Что такое печатная плата (PCB)?

Захария Петерсон

|&nbsp Создано: 5 октября 2020 г. &nbsp|&nbsp Обновлено: 28 августа 2021 г.

Что такое компоновка и дизайн печатной платы? Печатная плата (PCB) — это электронная сборка, в которой используются медные проводники для создания электрических соединений между компонентами.Печатные платы обеспечивают механическую опору для электронных компонентов, так что устройство может быть установлено в корпусе. Проект печатной платы должен включать в себя определенный набор шагов, которые соответствуют производственному процессу, упаковке интегральной схемы и структуре чистой печатной платы.

Проводящие элементы на печатной плате включают медные дорожки, контактные площадки и проводящие плоскости. Механическая структура состоит из изоляционного материала, ламинированного между слоями проводников.Вся конструкция покрыта непроводящей маской для пайки, а поверх маски для пайки нанесен шелкографический материал, чтобы обеспечить легенду для электронных компонентов. После того, как эти этапы изготовления завершены, голая плата отправляется в сборку печатной платы, где компоненты припаиваются к плате, и печатная плата может быть протестирована.

Дизайн печатных плат превратился в отдельную вертикаль в электронной промышленности. Печатные платы играют важную роль, поскольку они обеспечивают электрические соединения между компонентами, жесткую опору для крепления компонентов и компактный корпус, который можно интегрировать в конечный продукт.Даже самая простая печатная плата должна быть тщательно спроектирована с использованием специализированных пакетов программного обеспечения, а лучшее программное обеспечение может помочь разработать дизайн от концепции до производства. В этой статье мы более подробно рассмотрим, что такое печатная плата, описание конструкции печатной платы и некоторые важные моменты, которые необходимо понимать при проектировании печатных плат.

АЛЬТИУМ ДИЗАЙНЕР

Самый мощный, современный и простой в использовании инструмент для проектирования печатных плат для профессионального использования.

Все печатные платы состоят из чередующихся слоев проводящей меди со слоями электроизоляционного материала.В процессе производства внутренние медные слои протравливаются, оставляя следы меди, предназначенные для соединения компонентов на печатной плате. Несколько вытравленных слоев ламинируются последовательно, пока не будет завершена стопка печатной платы. Это общий процесс, используемый при изготовлении печатных плат, при котором голая плата формируется перед прохождением процесса сборки.

Прежде чем мы сможем объяснить дизайн печатных плат, лучше понять, откуда взялись печатные платы. В прошлом электроника проектировалась и собиралась из небольших интегральных схем и дискретных компонентов, которые соединялись вместе с помощью проводов.Сегодня стандартные конструкции могут иметь компоненты с большим количеством выводов с множеством интегральных схем и очень маленькими пассивными компонентами, что делает невозможным ручное соединение компонентов вместе припаянными проводами. Вместо этого медные соединения наносятся непосредственно на изолирующие подложки для формирования электрических соединений, а процессы производства печатных плат развивались вместе со структурными требованиями к электронным блокам и межсоединениям. Многие из современных устройств представляют собой усовершенствованные конструкции HDI с тысячами подключений и несколькими электрическими интерфейсами, которые питают все, от смартфонов до мониторов сердечного ритма и ракет.

До появления печатных плат компоненты упаковывались путем прикрепления отдельных проводов к компонентам и путем крепления компонентов к жесткой подложке. Первоначально эта оригинальная подложка представляла собой материал, называемый бакелит, который использовался для замены верхнего слоя на листе фанеры. Токопроводящие дорожки были образованы путем припайки металлических компонентов к проводам, а более крупные схемы могли содержать множество электронных компонентов с большим количеством проводов. Количество проводов было настолько велико, что они могли запутаться или занимать большое пространство внутри конструкции.Отладка была сложной, а надежность страдала. Производство также было медленным, когда несколько компонентов и их проводные соединения спаивались вручную.

Типы печатных плат

В предыдущем разделе я сосредоточился на типичных печатных платах, которые собираются на жестких подложках, поскольку они наиболее распространены. Однако существуют и другие типы печатных плат, которые изготавливаются из различных материалов. Распространенные типы печатных плат:

  • Односторонняя — Компоненты этой платы установлены только на одной поверхности.Задняя поверхность обычно полностью медная (шлифованная) и покрыта паяльной маской.
  • Двусторонняя — Этот тип печатной платы имеет компоненты, установленные на обеих поверхностях. Каждая поверхность определяется как сигнальный слой в стеке печатной платы, поэтому поверхности будут содержать дорожки, передающие сигналы между компонентами.
  • Многослойные печатные платы — Эти платы имеют проводники на внутренних слоях, которые передают электрические сигналы между компонентами, или внутренние слои могут быть проводящими плоскими слоями.Многослойные печатные платы могут быть односторонними или двусторонними.
  • Жесткие печатные платы — Эти платы изготавливаются и собираются на жестком многослойном материале, например, на пропитанном эпоксидной смолой стекловолокне класса FR4. Также доступны другие типы жестких ламинированных материалов, которые обеспечивают различные свойства материала для использования в некоторых специализированных приложениях.
  • Жестко-гибкие печатные платы — Жестко-гибкие печатные платы используют гибкую полиимидную ленту, которая соединяет две или более жестких секций в сборке печатной платы (PCBA).Гибко-жесткая плата может использоваться, когда в конструкции должен быть какой-либо подвижный элемент, например, складной или гнущийся корпус.
  • Гибкие печатные платы — Полностью гибкие печатные платы не содержат жестких материалов и полностью изготовлены из гибкой полиимидной ленты. На этих платах могут быть установлены и припаяны компоненты, как на жестких и гибко-жестких печатных платах.
  • Печатные платы с металлическим сердечником — В этих платах в основном слое используется металлическая пластина (обычно алюминиевая), чтобы обеспечить гораздо большую жесткость и рассеивание тепла, чем в типичной жесткой печатной плате.Процесс производства печатных плат с металлическим сердечником сильно отличается от стандартного процесса изготовления жестких печатных плат, и для обеспечения решаемости необходимо учитывать несколько конструктивных моментов. Эти платы распространены в мощном освещении и некоторых промышленных приложениях.
  • Керамические печатные платы — эти платы менее распространены и используются в приложениях, требующих очень высокой теплопроводности, чтобы плата могла рассеивать большое количество тепла от компонентов.

Процессы изготовления и сборки этих типов печатных плат различаются, но современное программное обеспечение ECAD может помочь разработчикам создать любую из этих плат, если в программном обеспечении применяются правильные правила проектирования печатных плат.

Старые печатные платы в основном включали в конструкцию компоненты со сквозными отверстиями.

На приведенном выше изображении у нас есть более старая печатная плата, в которой в основном используются сквозные компоненты для обеспечения требуемой функциональности. Современные печатные платы перешли на компоненты, в основном для поверхностного монтажа (SMD), поскольку они более полезны в двухслойных конструкциях с высокой плотностью. Компоненты SMD в настоящее время являются стандартным типом компонентов, используемым в большинстве приложений, требующих малого форм-фактора, низкой мощности и низкой стоимости.Однако в некоторых приложениях по-прежнему используются сквозные компоненты, поскольку они более надежны и их проще собирать, в том числе вручную. На изображении ниже показан пример современной печатной платы с компонентами SMD высокой плотности.

Современные конструкции могут иметь любой тип паяльной маски и, как правило, включают множество компонентов SMD.

Структура и применение печатных плат

Многие важные рабочие характеристики печатной платы определяются стеком или расположением слоев в печатной плате.Пакет слоев состоит из чередующихся слоев проводящего и изолирующего материала, а также из чередующихся слоев сердечника и препрега (два типа диэлектриков, используемых в пакете слоев). Диэлектрические и механические свойства сердечника и препрега будут определять надежность и целостность сигнала/мощности в конструкции, и их следует тщательно выбирать при проектировании приложений с высокой надежностью. Например, военные и медицинские приложения нуждаются в высоконадежных конструкциях, которые могут быть развернуты в суровых условиях, а печатная плата для телекоммуникационной системы может потребовать ламинированного ПТФЭ с низкими потерями в небольшом корпусе.

Пример стека печатных плат показан ниже. В этом примере стек реализует 4-уровневую структуру с двумя внутренними плоскими слоями (L02_GND для земли и L03_PWR для питания). Этот тип стека подходит для устройств IoT, облегченных встроенных систем и многих других конструкций, использующих высокоскоростные протоколы. Расположение внутренней плоскости помогает обеспечить целостность питания, а также обеспечивает некоторую защиту от внешних электромагнитных помех. Слои внутренней плоскости также обеспечивают согласованную опорную точку для сигналов с регулируемым импедансом.Этот тип стека типичен для многих конструкций и часто является отправной точкой для многих современных печатных плат.

Пример чертежа стека, созданного с помощью Draftsman в Altium Designer.

Определение компоновки печатной платы

Прежде чем двигаться дальше, важно определить, что такое разводка печатной платы, с этим термином вы будете часто сталкиваться. это чертеж САПР, показывающий расположение всех элементов, которые появятся на собранной печатной плате. Это включает в себя все компоненты и медь, которые появятся на обеих сторонах печатной платы.В следующем разделе мы шаг за шагом рассмотрим создание топологии печатной платы.

Это не следует путать с конструкцией печатной платы, которая похожа на компоновку печатной платы, но представляет собой простую версию, разработанную без добавления электрических компонентов.

Когда приходит время начинать новый дизайн, печатная плата проходит несколько этапов. Печатные платы производственного уровня разрабатываются с использованием программного обеспечения ECAD или приложения САПР, которое включает в себя множество утилит, предназначенных для проектирования и компоновки печатных плат.Программное обеспечение ECAD создано, чтобы помочь проектировщикам выполнить определенный процесс проектирования печатной платы, начиная с основных электрических чертежей и заканчивая подготовкой производственного файла. Разработка печатной платы следует основному процессу:

  1. Предварительная разработка — На этом этапе выбираются основные компоненты и обычно создаются некоторые базовые принципиальные схемы, чтобы можно было спроектировать функциональность платы.
  2. Сбор схем — На этом этапе программное обеспечение ECAD используется для преобразования простых принципиальных схем в электронные чертежи, определяющие электрические соединения между компонентами.Схемные символы используются для обозначения компонентов в конструкции.
  3. Выбор материала и проектирование сборки печатной платы — На этом этапе выбираются ламинированные материалы, а сборка разрабатывается с учетом потребности в плоских слоях, сигнальных слоях, выделенных каналах маршрутизации и определенных свойствах материалов.
  4. Размещение компонентов — После задания формы платы и импорта компонентов в новую топологию печатной платы компоненты размещаются в топологии в соответствии с механическими требованиями проекта.
  5. Маршрутизация — После утверждения размещения компонентов наступает время маршрутизации трасс между компонентами. Инструменты маршрутизации в программном обеспечении ECAD используются для установки геометрии трассы, которая может быть определена на этом этапе с целью обеспечения контроля импеданса (для высокоскоростных сигналов).
  6. Обзор и проверка проекта — После завершения трассировки всегда полезно проверить и оценить проект, чтобы убедиться в отсутствии ошибок или нерешенных проблем. Это можно сделать с помощью ручной проверки или с помощью инструментов моделирования после компоновки.
  7. Подготовка к производству — После того, как проектирование завершено, наступает время подготовки к производству путем создания стандартных производственных файлов. Эти файлы используются в автоматизированном производственном и сборочном оборудовании.

Если вы хотите легко пройти все эти этапы процесса проектирования печатных плат, вам необходимо использовать лучшее программное обеспечение для проектирования с интуитивно понятным пользовательским интерфейсом и полным набором функций проектирования печатных плат.

Используйте Altium Designer для создания печатных плат

Лучшее в отрасли программное обеспечение ECAD должно быть простым в использовании и освоении, а также должно включать в себя полный набор функций проектирования.Altium Designer — единственное приложение, которое включает в себя все в одной программе, для завершения проектирования и подготовки его к производству не требуются внешние программы.

Трехмерный вид готовой разводки печатной платы в Altium Designer

Единая среда Altium Designer включает в себя все необходимое для проектирования и производства высококачественных сборок печатных плат. Другие программы разделяют ваши важные инструменты дизайна на разные программы с разными рабочими процессами, что затрудняет сохранение производительности и увеличивает ваши расходы на лицензирование.Altium Designer постоянно оценивается как самый простой в освоении и самый простой в использовании, что делает его идеальным для начинающих дизайнеров и опытных профессионалов.

Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентную степень интеграции в электронной промышленности, которая до сих пор относилась к миру разработки программного обеспечения, позволяя разработчикам работать из дома и достигать беспрецедентного уровня эффективности.

Мы только поверхностно рассмотрели возможности Altium Designer на Altium 365.Начните бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 уже сегодня.

Производитель печатных плат — High Technology PCB Solutions

От сложной многослойной платы до двухсторонней конструкции для поверхностного монтажа — наша цель — предоставить вам качественный продукт, отвечающий вашим требованиям и являющийся наиболее экономичным в производстве. Наш опыт работы со стандартами IPC Class III, очень строгие требования к чистоте, толстая медь и производственные допуски позволяют нам предоставлять нашим клиентам именно то, что им нужно для их конечного продукта.


Рекомендуемые решения для продуктов


Поставка качественных печатных плат с 1952 года

Уже более 70 лет компания Epec продолжает традиции совершенствования в разработке и производстве печатных плат. Наша надежность и финансовая стабильность сделали нас ведущим в отрасли поставщиком высокопроизводительных печатных плат, требующих срочного решения. Мы поддерживаем более 5000 активных клиентов, которые представляют широкий круг ведущих производителей оригинального оборудования (OEM) и компаний, предоставляющих услуги по производству электроники (EMS) в автомобильной, коммуникационной, медицинской, военной, аэрокосмической и портативной отраслях промышленности.

Наши изготовленные на заказ печатные платы отличаются высочайшим качеством. Наша команда инженеров может работать с вами, чтобы проверить ваш проект, чтобы убедиться, что печатные платы могут быть изготовлены с высочайшим качеством при наилучшей общей стоимости.

См. запись в нашем блоге под названием «Печатные платы у нас в крови», чтобы узнать больше о нашей приверженности индустрии печатных плат.


NetVia Group — компания Epec

NetVia Group была основана более 35 лет назад и является надежным производителем быстродействующих высокотехнологичных печатных плат для OEM-производителей в самых требовательных отраслях промышленности с производственным предприятием в Ирвинге, штат Техас.

Почему 70 лет опыта производства печатных плат так важны

Понимание новейших технологий проектирования и производства печатных плат гарантирует, что наши клиенты получат то, что хотят, когда хотят и без задержек. Будь то быстрая доставка, надежное и стабильное производство печатных плат с использованием самых высоких технологий или конкурентоспособная цена, мы можем помочь вам достичь ваших целей.

Каждый выбор дизайна печатной платы повлияет на ваши цены и доставку, поэтому наша цель всегда состоит в том, чтобы определить приоритеты клиентов, а затем создать решение, исходя из этих приоритетов. Предлагая такие вещи, как бесплатные обзоры файлов печатных плат DFM (Design for Manufacturing), круглосуточную инженерную поддержку, покрытие электролитическим твердым золотом / мягким золотом / ENIG, сертификацию MIL-PRF / AS9100 и многое другое, Epec Engineered Technologies имеет опыт, чтобы удовлетворить твои нужды.

Advanced HDI, Stacked Microvias, Multilayer Advanced RF/Microwave, микропереходы, просверленные лазером, полые платы, тяжелая/экстремальная медь, переходные отверстия в контактной площадке, DOD/ITAR и многое другое в рамках наших стандартных возможностей позволяет нам быстро предоставить нашим клиентам высокотехнологичные печатные платы.


Посмотрите наш последний вебинар

Quick Turn PCBs — почему важна опытная цепочка поставок

Посмотреть слайд-колоду здесь.


Расчет стоимости и заказ печатных плат онлайн с помощью InstantPCBQuote

InstantPCBQuote, наш онлайн-инструмент для расчета цен и заказа как жестких, так и гибких печатных плат, предлагает высокотехнологичные варианты, доступные онлайн. От 16-слойной конструкции с контролируемым импедансом и внешней медной массой 4 унции до глухих и скрытых переходных отверстий — мы обеспечим вас.

Наш онлайн-инструмент для расчета стоимости и заказа позволяет получить высокотехнологичную печатную плату, необходимую как для прототипа, так и для серийного производства.

Начните расценивать ваши печатные платы онлайн

×

InstantPCB

Цитата

СКИДКА 20% на первый и второй заказы

с бесплатными инструментами для печатных плат и тестированием навсегда

Зарегистрируйтесь сегодня

Печатная плата — Энциклопедия Нового Света

В электронике печатные платы ( печатные платы ) используются для механической поддержки и электрического соединения электронных компонентов с использованием проводящих дорожек (или дорожек ), вытравленных из медных листов и нанесенных на непроводящую подложку .Альтернативные названия: печатная плата ( PWB ) и травленая монтажная плата . После заполнения платы электронными компонентами формируется печатная плата ( PCA ).

Печатные платы прочны, недороги и могут быть очень надежными. Они требуют гораздо больших усилий по компоновке и более высоких первоначальных затрат, чем схемы с обмоткой проводов или схемы, построенные «точка-точка», но они намного дешевле, быстрее и стабильнее при крупносерийном производстве.

Сегодня печатные платы являются частью многочисленных устройств, которые мы используем ежедневно. С развитием более сложных и меньших компонентов мы можем наблюдать все большую и большую интеграцию с использованием печатных плат. Одним из ярких примеров могут быть современные компьютеры. Многие производители компьютеров используют печатные платы в качестве материнских плат. Это снижает стоимость и упрощает компьютер. Раньше для работы на компьютере требовалось три или четыре дополнительных платы расширения. Было довольно часто иметь отдельную видеокарту, звуковую карту, модем, а иногда и игровой порт.В настоящее время с использованием печатных плат все они могут быть интегрированы на одной материнской плате.

Единственным недостатком является то, что в случае неисправности одного компонента потребуется замена всей материнской платы. Многие компьютерные энтузиасты предпочитают избегать материнской платы «все в одном» по той простой причине, что предпочитают выбирать аксессуары самостоятельно, будь то звуковая карта или видеокарта. В будущем, по мере совершенствования технологий, мы, вероятно, увидим печатные платы гораздо более высокого качества по более низким ценам.

Часть компьютерной платы Sinclair ZX Spectrum 1983 года выпуска; заполненная печатная плата, показывающая токопроводящие дорожки, сквозные пути на другую поверхность, с некоторыми установленными электрическими компонентами

История

Изобретателем печатной платы был австрийский инженер Пауль Эйслер (1907–1995), который сделал ее в Англии примерно в 1936 году как часть радиоприемника.Примерно в 1943 году Соединенные Штаты начали широко использовать эту технологию для производства прочных радиостанций для использования во время Второй мировой войны. После войны, в 1948 году, правительство США разрешило изобретение для коммерческого использования. Печатные схемы не стали обычным явлением в бытовой электронике до середины 1950-х годов, после того как армия США разработала процесс Auto-Sembly .

До появления печатных плат (и некоторое время после их изобретения) использовалась двухточечная конструкция. Для прототипов или небольших серий проволочная обмотка может быть более эффективной.

В конструкции «точка-точка» используются клеммные колодки (также называемые «шильдиками»). Клеммник представляет собой штампованную полосу из луженых петель из меди. Он установлен таким образом, что электрически изолирует его. Для намотки проволоки используется специальный инструмент, называемый «инструментом для намотки проволоки», который имеет два отверстия. Провод и четверть дюйма (6,35 мм) изолированного провода помещаются в отверстие рядом с краем инструмента. Отверстие в центре инструмента размещается над стойкой и быстро закручивается.

Первоначально у каждого электронного компонента были проволочные выводы, а на печатной плате были просверлены отверстия для каждого провода каждого компонента.Затем выводы компонентов пропускались через отверстия и припаивались к печатной плате. Этот метод сборки называется конструкцией со сквозным отверстием . В 1949 году Мо Абрамсон и Станилус Ф. Данко из Корпуса связи армии США разработали процесс автоматической сборки, в котором выводы компонентов вставлялись в схему межсоединений из медной фольги и припаивались погружением. С развитием методов ламинирования и травления печатных плат эта концепция превратилась в стандартный процесс изготовления печатных плат, используемый сегодня.Пайку можно было выполнять автоматически, пропуская плату по ряби или волне расплавленного припоя в машине для пайки волной припоя. Однако провода и отверстия расточительны, поскольку сверление отверстий дорого, а торчащие провода просто обрезаются.

В последние годы использование деталей для «поверхностного монтажа» приобрело популярность, поскольку вырос спрос на меньшую упаковку для электроники и большую функциональность.

Физический состав

Большинство печатных плат состоят из от одного до двадцати четырех проводящих слоев, разделенных и поддерживаемых слоями изоляционного материала ( подложки ), ламинированными (склеенными под воздействием тепла, давления, а иногда и вакуума) вместе.

Слои могут быть соединены друг с другом через просверленные отверстия, называемые переходными отверстиями. Либо отверстия гальванизированы, либо вставлены маленькие заклепки. Печатные платы высокой плотности могут иметь слепых переходных отверстия , которые видны только на одной поверхности, или скрытых переходных отверстия , которые не видны ни на одной из поверхностей.

Производство

Паттернирование (травление)

Подавляющее большинство печатных плат изготавливается путем наклеивания слоя меди на всю подложку, иногда с обеих сторон (создание «пустой печатной платы»), а затем удаления ненужной меди после нанесения временной маски (например,грамм. химическим травлением), оставляя только нужные медные следы. Некоторые печатные платы изготавливаются путем добавления дорожек к голой подложке (или подложке с очень тонким слоем меди), как правило, с помощью сложного процесса, состоящего из нескольких этапов гальванического покрытия.

Существует три распространенных «вычитающих» метода (метода удаления меди), используемых для производства печатных плат:

  1. Шелкография использует устойчивые к травлению чернила для защиты медной фольги. Последующее травление удаляет нежелательную медь.В качестве альтернативы чернила могут быть проводящими, напечатанными на пустой (непроводящей) плате. Последний метод также используется при изготовлении гибридных схем.
  2. Фотогравировка использует фотошаблон и химическое травление для удаления медной фольги с подложки. Фотомаска обычно изготавливается с помощью фотоплоттера на основе данных, полученных техническим специалистом с использованием CAM или программного обеспечения для автоматизированного производства. Прозрачные пленки с лазерной печатью обычно используются для фотоинструментов ; однако методы прямой лазерной визуализации используются для замены фотоинструментов для требований с высоким разрешением.
  3. Фрезерование печатных плат Модель использует 2-х или 3-х осевую механическую систему фрезерования для удаления медной фольги с подложки. Фрезерный станок для печатных плат (называемый «прототипом печатных плат») работает аналогично плоттеру, получая команды от основного программного обеспечения, которые управляют положением фрезерной головки по осям x, y и (если применимо) z. . Данные для управления прототипом извлекаются из файлов, созданных в программном обеспечении для проектирования печатных плат, и сохраняются в файловом формате HPGL или Gerber.

Также существуют «аддитивные» процессы.Наиболее распространенным является «полуаддитивный процесс». В этом варианте на плате без рисунка уже имеется тонкий слой меди. Затем наносится обратная маска (в отличие от маски субтрактивного процесса, эта маска обнажает те части подложки, которые в конечном итоге станут дорожками). Затем на плату в немаскированных областях наносится дополнительное медное покрытие; медь может быть покрыта любой желаемой массой. Затем наносится оловянно-свинцовое или другое поверхностное покрытие. Маска снимается и выполняется краткий этап травления удаляет с платы оголенный оригинальный медный ламинат, изолируя отдельные дорожки.

Аддитивный процесс обычно используется для многослойных плат, поскольку он облегчает покрытие сквозных отверстий (переходных отверстий) в печатной плате.

Ламинирование

Некоторые печатные платы имеют слои трассировки внутри печатной платы и называются многослойными платами . Они образуются путем склеивания отдельно протравленных тонких досок.

Сверление

Отверстия или переходных отверстия в печатной плате обычно просверливаются крошечными сверлами, изготовленными из твердого карбида вольфрама.Сверление производится на автоматических сверлильных станках с контролем размещения сверлильной лентой или напильником . Эти сгенерированные компьютером файлы также называются файлами сверл с числовым программным управлением (NCD) или «файлами Excellon». Файл сверла описывает расположение и размер каждого просверленного отверстия.

Когда требуются очень маленькие переходные отверстия, сверление механическими долотами является дорогостоящим из-за высокого уровня износа и поломки. В этом случае сквозные отверстия могут испаряться лазерами.Переходные отверстия, просверленные лазером, обычно имеют более низкое качество поверхности внутри отверстия. Эти отверстия называются микропереходными отверстиями .

Также возможно с помощью сверления контролируемой глубины , лазерного сверления или предварительного сверления отдельных листов печатной платы перед ламинированием, чтобы получить отверстия, которые соединяют только некоторые медные слои, а не проходят через всю плату . Эти отверстия называются глухими переходными отверстиями , когда они соединяют внутренний медный слой с внешним слоем, или скрытыми переходными отверстиями , когда они соединяют два или более внутренних медных слоя.

Стенки отверстий для плат с двумя и более слоями покрыты медью с образованием сквозных отверстий , которые электрически соединяют проводящие слои печатной платы. Для многослойных плат, состоящих из четырех или более слоев, при сверлении обычно образуется пятно , состоящее из связующего вещества в системе ламината. Перед нанесением отверстий этот мазок должен быть удален химическим процессом удаления мазка или плазменным травлением .

Плакировка и покрытие открытого проводника

Площадки и контактные площадки, на которые будут устанавливаться компоненты, обычно имеют гальваническое покрытие, так как голая медь быстро окисляется и, следовательно, плохо поддается пайке. Традиционно любая открытая медь покрывалась припоем. Этот припой представлял собой оловянно-свинцовый сплав, однако теперь используются новые припои для достижения соответствия директиве RoHS в Европейском Союзе, которая ограничивает использование свинца. Другими используемыми покрытиями являются OSP (органическое средство для защиты поверхности), иммерсионное серебро, химический никель с покрытием из иммерсионного золота (ENIG) и прямое золото.Краевые соединители, расположенные вдоль одного края некоторых плат, часто позолочены.

Резист припоя

Области, к которым нельзя припаивать, могут быть покрыты полимерным покрытием , защищающим от припоя (маска для пайки ). Сопротивление припою предотвращает скопление припоя между проводниками и тем самым создание коротких замыканий. Резист припоя также обеспечивает некоторую защиту от окружающей среды.

Трафаретная печать

Штриховой рисунок и текст могут быть напечатаны на внешней поверхности печатной платы методом трафаретной печати.Если позволяет место, в тексте, напечатанном на экране, могут быть указаны обозначения компонентов, требования к настройке переключателей, контрольные точки и другие функции, полезные при сборке, тестировании и обслуживании печатной платы.

Трафаретная печать также известна как шелкография или, в односторонних печатных платах, красная печать .

Тест

Незаполненные платы могут быть подвергнуты тесту без платы , при котором каждое соединение схемы (как определено в списке соединений ) проверяется на правильность на готовой плате.Для крупносерийного производства используется тестер или приспособление с гвоздями для установления контакта с медными контактными площадками или отверстиями на одной или обеих сторонах платы для облегчения тестирования. Компьютер даст указание электрической испытательной установке послать небольшой ток через каждую контактную точку на ложе гвоздей по мере необходимости и проверит, что такой ток можно увидеть на других соответствующих контактных точках. Для плат небольшого или среднего объема тестеры с летающим зондом используют подвижные тестовые головки для установления контакта с медными контактными площадками или отверстиями для проверки электрических соединений тестируемой платы.

Заполнение

После того, как печатная плата будет завершена, электронные компоненты должны быть прикреплены, чтобы сформировать функциональную сборку печатной платы или PCA. В конструкции со сквозным отверстием выводы компонентов могут быть вставлены в отверстия и электрически и механически прикреплены к плате с помощью припоя из расплавленного металла, в то время как в конструкции с поверхностным монтажом компоненты просто припаяны к контактным площадкам или к площадкам на внешние поверхности печатной платы.

Часто конструкция для сквозного и поверхностного монтажа должна быть объединена в одной печатной плате, поскольку некоторые необходимые компоненты доступны только в корпусах для поверхностного монтажа, а другие доступны только в корпусах для сквозных отверстий.

Опять же, рекомендации JEDEC по размещению, пайке и осмотру компонентов печатных плат обычно используются для обеспечения контроля качества на этом этапе производства печатных плат.

После того, как плата заполнена, взаимосвязь между дорожками и микросхемами можно проверить с помощью методов граничного сканирования. При тестировании граничного сканирования тестовые схемы, интегрированные в различные микросхемы на плате, образуют временные соединения между дорожками печатной платы, чтобы проверить правильность установки микросхем. Тестирование граничного сканирования требует, чтобы все ИС, подлежащие тестированию, использовали стандартную процедуру конфигурации тестирования, наиболее распространенной из которых является стандарт Joint Test Action Group (JTAG).

Защита и упаковка

Печатные платы

, предназначенные для экстремальных условий, часто имеют конформное покрытие , которое наносится погружением или распылением после пайки компонентов. Покрытие предотвращает коррозию и токи утечки или короткое замыкание из-за конденсации. Самые ранние конформные покрытия были восковыми. Современные конформные покрытия обычно представляют собой растворы разбавленных растворов силиконового каучука, полиуретана, акрила или эпоксидной смолы. Некоторые из них представляют собой инженерные пластмассы, напыленные на печатную плату в вакуумной камере.

Печатные платы серийного производства имеют небольшие контактные площадки для автоматизированного испытательного оборудования для выполнения временных соединений. Иногда контактные площадки необходимо изолировать резисторами.

«Кордвуд» конструкция

Конструкция Cordwood

может дать большие преимущества в плане экономии места и часто использовалась с компонентами с проволочными концами в приложениях, где пространство было в приоритете (например, в системах наведения ракет и телеметрии). В конструкции «кордвуд» два компонента с выводами устанавливаются аксиально между двумя параллельными плоскостями.Вместо пайки компонентов они были соединены с другими компонентами тонкими никелевыми лентами, приваренными под прямым углом к ​​выводам компонентов. Во избежание замыкания между собой разных слоев межсоединений между ними были помещены тонкие изолирующие карты. Перфорация или отверстия в картах позволят выводам компонентов проецироваться на следующий уровень межсоединений. Одним из недостатков этой системы было то, что для выполнения соединительных сварных швов приходилось использовать специальные компоненты с никелевым покрытием.В некоторых версиях конструкции из кордвуда в качестве метода соединения использовались односторонние печатные платы (как показано на рисунке). Это означало, что можно было использовать компоненты с обычными выводами.

До появления интегральных схем этот метод допускал максимально возможную плотность размещения компонентов; из-за этого он использовался рядом поставщиков компьютеров, включая Control Data Corporation. Метод конструкции из кордового дерева в настоящее время, похоже, вышел из употребления, вероятно, потому, что высокая плотность упаковки может быть легче достигнута с использованием методов поверхностного монтажа и интегральных схем.

Многопроводные платы

Multiwire — это запатентованная технология соединения, в которой используются изолированные провода с машинной разводкой, встроенные в непроводящую матрицу. Он использовался в 1980-х и 1990-х годах (Augat Inc., патент США 4 648 180).

Технология поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа была разработана в 1960-х годах, набрала обороты в Японии в 1980-х годах и стала широко использоваться во всем мире к середине 1990-х годов. Компоненты были механически переработаны, чтобы иметь небольшие металлические выступы или торцевые заглушки, которые можно было припаивать непосредственно к поверхности печатной платы.Компоненты стали намного меньше, а размещение компонентов с обеих сторон платы стало гораздо более распространенным при поверхностном монтаже, чем при монтаже через отверстие, что позволило значительно увеличить плотность схем.

Поверхностный монтаж хорошо подходит для высокой степени автоматизации, снижения трудозатрат и значительного увеличения производительности. SMD могут иметь от одной четверти до одной десятой размера и веса и от половины до одной четверти стоимости деталей со сквозными отверстиями.

См. также

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Аксельсон, Джанет Луиза.1993. Изготовление печатных плат . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0070027994
  • Кумбс, Клайд Ф.-младший (ред.). 1995. Справочник по печатным схемам , четвертое издание . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0070127549
  • Кхандпур Р. С. 2005. Печатные платы . Нью-Йорк: McGraw-Hill Professional. ISBN 0071464204

Внешние ссылки

Все ссылки получены 15 июня 2019 г.

  • Проектирование печатных плат и печатных плат – Аналоговые, радиочастотные и электромагнитные характеристики при проектировании печатных плат

Кредиты

Энциклопедия Нового Света автора и редактора переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Из чего делают печатные платы?

Из чего сделаны печатные платы?

Печатная плата (PCB) состоит из проводящего и непроводящего слоев, соединенных вместе в одно целое. Материалы для печатной платы могут различаться в зависимости от их назначения и потребностей клиента.

Пример слоев платы?
Материалы для печатных плат

Например, двухсторонняя печатная плата (также известная как двухслойная плата) включает:

  • Основной слой из эпоксидной смолы, армированной стекловолокном; это обеспечивает прочный, жесткий и непроводящий опорный слой, обычно обозначаемый как FR4
  • . На каждой стороне печатной платы находится проводящий слой дорожек и контактных площадок, составляющих схему.Дорожки представляют собой дорожки, по которым проходят сигналы, а контактные площадки обеспечивают основу для пайки компонентов. Проводящим материалом является медь, но другие проводящие материалы, такие как золото или серебро, могут использоваться поверх меди для окончательной отделки поверхности. Наиболее часто используемой поверхностной обработкой является пайка, то есть уровень горячего воздуха (HASL)
  • Перед сборкой дополнительные слои:
    • наносится паяльная маска или припой-резист для защиты проводящего слоя оголенной печатной платы, изготовлен из тонкого слоя полимерных чернил.Обычно это трафаретная печать с использованием ультрафиолетовых или фоточернил. Большинство печатных плат поставляются зелеными, но также доступны другие цвета, такие как красный и синий, а белый используется для светодиодных дисплеев.
    • Трафаретная печать или наложение на печатную плату специальными красками для отображения символов и ссылок на компоненты для их расположения во время сборки.
  • Оловянный припой используется в процессе сборки для крепления различных компонентов либо к сквозным отверстиям, либо к контактным площадкам для поверхностного монтажа.

ABL Circuits имеет опыт проектирования печатных плат, включая односторонние, двусторонние и многослойные платы. Мы либо работаем в соответствии со спецификациями клиентов, либо проектируем и разрабатываем печатные платы в соответствии со спецификациями клиентов, а также даем рекомендации по подходящим материалам для вашего проекта.

На этой странице вы найдете возможность быстрого расчета стоимости или номер телефона, если вы хотите обсудить свой проект сегодня.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.