Проектиране и офорт на печатни платки Общ преглед: 5 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Има няколко начина за проектиране и гравиране на печатни платки, от най -простите до най -сложните. Междувременно е лесно да се объркате кой да изберете, кой ще отговаря най -добре на вашите нужди.

За да изясня някои въпроси като този, реших да напиша тази инструкция, не съм експерт, но имам известни познания за проектирането и офорта на печатни платки.

Така че ще бъде направен общ преглед на някои методи, материали, софтуер и инструменти, които могат да бъдат използвани за производството на печатни платки и за щастие той ще може да ви помогне да влезете в проектирането на печатни платки.

Стъпка 1: Софтуер за проектиране на печатни платки

В зависимост от сложността на вашата схема, не е подходящо да проектирате PCB на ръка, така че поддръжката на специфичен софтуер, който предлага правилните инструменти за свършване на работата, е добре дошла. Има няколко опции за софтуер за проектиране на печатни платки, като Proteus Ares, Eagle, Altium и няколко онлайн опции (описвам само най -често срещаните и достъпни, но със сигурност има няколко други опции).

- Proteus Ares - може би това е първата програма, за която хората биха се сетили, когато става въпрос за рисуване на схеми, не защото е най -добрата, а защото е може би най -известната. Аз лично не обичам дори да не го използвам (въпреки че вече съм го използвал известно време), но това е вариант, който трябва да се има предвид при проектирането на печатни платки. Голямото предимство на използването на Proteus е, че можете също да симулирате веригата, като използвате Proteus Isis, по този начин можете "със сигурност" да проверите дали веригата работи или не. От друга страна, някои функции и инструменти са твърде объркващи, за да се разберат, а също така не е възможно да се намери всеки компонент, от който се нуждаете (библиотеките на компонентите са ограничени), но можете да създадете нови компоненти, ако е необходимо. Друга не е добра новина, това не е софтуер с отворен код и е наистина скъп в зависимост от количеството инструменти, включени в пакета, поне има пробна версия (с няколко ограничения разбира се).

- Eagle - това също е популярен софтуер, когато става въпрос за проектиране на печатни платки, лоша новина, че не позволява симулация на верига, също така, когато за първи път използвате този софтуер, може да получите малко неудобство за неговия интерфейс, който е малко по -различен, макар и отделно от тези недостатъци има много готини функции, като например възможността за редактиране на схемата на компонентите (свързана със символа на компонента) и пакета (който включва подложки, формата и размерите) по лесен начин, който може да бъде достъпен само като щракнете с десния бутон върху компонента и отворите съответно опциите „отворено устройство“или „отворен пакет“. Също така има голяма общност за поддръжка, която предоставя няколко отговора на често срещани проблеми, с които се сблъскват при първото използване на софтуера, освен това тази общност също улеснява достъпа до няколко библиотеки с компоненти, включително официални библиотеки и тези, които са създадени от потребителите. Добра новина, този софтуер има безплатна версия (с ограничения разбира се, свързани главно с размера на дъската и броя на разрешените слоеве), също след като наскоро беше закупен от Autodesk, Eagle също има студентска версия, която включва всички характеристиките на програмата.

- Алтий -

- Онлайн програми - има много онлайн програми, предназначени за проектиране на печатни платки, като цяло те са добър вариант при проектирането на по -прости схеми, главно когато бързате или ако не искате (не можете) отделете много време за изучаване на динамиката на програмата. Излишно е да казвам, че те наистина са ограничени до функции и възможности, някои дори са свързани с конкретна услуга за прототипиране, страхотни новини, те винаги са безплатни и лесно достъпни. което е от съществено значение в някои случаи.

Обобщаване…

Сигурно сте разбрали, че предпочитам Eagle, което не означава, че другият софтуер не си заслужава, това е само моят личен вариант, но всъщност като цяло хората смятат Eagle за най -лошия, що се отнася до използваемостта, въпреки че Altium не е също толкова лесен за използване. Основното ми мнение за Eagle е, че предлага невероятни инструменти, които за съжаление са малко трудни за научаване как да се използват, според мен, когато свикнете с интерфейса му, наистина си струва усилията.

Не изброих целия софтуер, наличен на пазара, изброих тези, които познавам, затова ви препоръчвам да направите и допълнително проучване на софтуера за проектиране на печатни платки, в случай че наистина се интересувате от тази тема.

Стъпка 2: Прототипиране на печатни платки - методи

След проектирането на печатната платка е време за прототипиране, има някои начини за прототипиране на вашата печатна платка, можете да го направите сами (който е най -трудният, също и този, който изисква повече практика), можете да платите за услуга за прототипиране, тя може да бъде местен (ако е наличен във вашия роден град) или онлайн (който е най -вероятно да бъде достъпен за вас) и т.н.

Ако решите да платите за услугата прототипиране, след проектирането на платката ще е необходимо да се генерират някои файлове във формат GERBER, форматът GERBER е вид файл, който запазва цялото описание на печатната платка, без да е необходимо външни файлове, като цяло софтуерът за проектиране на печатни платки ви предлага някои инструменти, които да ви помогнат да генерирате файла GERBER на печатната платка, така че това не е много много, също така има много уроци за това как да генерирате файл GERBER, така че винаги когато имате съмнения, просто го потърсете в Google, стига всеки софтуер да използва специфичен метод за генериране на GERBER файл.

******

Ако решите да създадете прототип на печатната платка сами, има няколко метода, които можете да използвате, фокусът ще бъде върху три метода, може би най -често срещаните, това са методът за прехвърляне на тонер, фотолитографският метод и „художественият“метод.

- "Художествен" метод - ако вашата печатна платка е проста или може би вие, ако сте добри в рисуването, можете просто да нарисувате виа и пътеки ръчно, като използвате постоянен маркер, разбира се, като спазвате размерите на компонентите, вече направих няколко печатни платки по този начин, някои от тях се оказаха добри, но вече не използвам тази техника, стига печатните платки да започнат да стават по -сложни, така че бих казал, че това е метод за въвеждане и предвид наличността от няколко други метода, не мисля, че си струва да се използва този метод, когато печатната платка започне да става по -сложна.

- Метод за прехвърляне на тонер - Мисля, че това е най -често срещаният метод сред производителите, той е доста прост и също така не изисква много инструменти, които да бъдат изпълнени, което би обяснило популярността му. Има различни начини за прехвърляне на тонера върху девствената платка, като цяло производителите използват топлопренос, при който оформлението се отпечатва, като използва лазерен принтер, разбира се, в някои специфични видове хартия (като гланцирана хартия, прозрачно фолио и т.н.) това позволява "пълното" прехвърляне на тонера към девствената платка, след което тонерът се прехвърля нормално към девствената дъска чрез нагряване на тонера към медната дъска с помощта на кърпа. Има и други начини за прехвърляне на тонера в резервоара, като химически начини, а също така някои производители директно отпечатват тонера в медта, като поставят принтера в поддържане на тази функция.

- Метод на фотолитография - според мен това е най -трудният, а и най -скъпият метод, но ако го изпълните правилно, резултатите ще бъдат просто впечатляващи (всъщност това е методът, който се използва най -вече в професионални печатни платки). При този метод фоточувствителната боя се нанася равномерно върху девствената дъска, след което боята е изложена на ултравиолетова светлина, с изключение на подложките, отворите и пътеките, които са покрити с фотомаска (съответстваща на схемата на веригата), накрая боята е разработена, като остава само в областите, които не са били изложени на UV лъчение, като подложките, виа и пътеките.

След прехвърлянето на виас, подложки и пътеки към бордовата дъска, какъвто и метод да сте използвали, е време за ецване, също има няколко начина за ецване, но те основно се състоят в ерозиране на открития бъчвар от дъската чрез използване на химически разтвор. Най -често използваният разтвор е железен хлорид, но има и други възможности, които също имат плюсове и минуси, като например меден хлорид, водороден пероксид - сярна киселина и т.н. не забравяйте да вземете необходимите протоколи за безопасност, за да ги използвате, стига в някои случаи да се справите с някои мощни киселини.

********** Отново има повече възможни начини за прототипиране на печатни платки, така че ако се интересувате от някакъв метод, наистина се препоръчва да направите допълнително проучване по него, има куп уроци и дори в инструкции, така че не се колебайте да отидете за тях.

Стъпка 3: Прототипиране на печатни платки - материали/слоеве

След като се запознаете с някои процедури за това как да създадете прототип на печатни платки, може да възникнат някои въпроси, като например колко слоя трябва да използвам? Кога си струва да използвате двуслойна печатна платка?

Мисля, че няма категоричен отговор на тези въпроси, но когато прототипирам печатни платки с помощта на методи „направи си сам“, мисля, че винаги е по -добре да се работи от двуслойни печатни платки, стига да са по -трудни за изпълнение и да изискват много допълнителни усилия, въпреки че има ситуации, в които няма опции, може би поради сложността на веригата или може би защото веригата има компоненти, които са задължителни да бъдат в долния слой, както и компоненти, които са задължителни да бъдат в горния слой, така че няма изход, но когато е възможно, смятам, че винаги е по -добре да отида за 1 слой печатни платки.

От друга страна, когато плащате на компания за създаване на прототип на вашата печатна платка, винаги бих поискал двуслойна печатна платка, стига средната цена на 1 слоева печатна платка и двуслойна печатна платка да са наистина сходни, ако не и равни, също и 2 слоеви печатни платки много процес на маршрутизиране на веригата.

Възможни са и печатни платки с повече от 2 слоя, но те са доста различни от производителите да се нуждаят от тях, стига само много сложни схеми да се снабдяват с такива видове печатни платки, освен това те са много скъпи за производство, което ги класифицира като не много достъпен вариант.

Също така, когато създавате прототипи, можете да изберете какъв тип девствена дъска да използвате, има много възможности, но най -често срещаните са плочи от стъклени влакна и плочи от фенолни влакна. Фенолните влакна са малко по -евтини от стъклените, но не чак толкова, като цяло плочата от стъклени влакна има по -добри механични характеристики и също изглежда по -добре, когато приключи. Но като цяло тези характеристики не са голяма работа при прототипирането на някои видове схеми, но всъщност е добре да знаете наличните опции.

Стъпка 4: Прототипиране на печатни платки - Инструменти

Има няколко инструмента, които могат да помогнат при прототипирането на вашата печатна платка, но основните са следните:

- Поялник

- Електронни клещи

- Електронна калай спойка

- PCB преса за ръчна бормашина

- постоянен маркер (в случай, че разчитате на художествения метод за създаване на прототип на вашия или може би за коригиране на евентуални недостатъци в трансфера на тонер)

Това са минималните инструменти, които трябва да имате, за да създадете прототип на печатна платка, но има много усъвършенствани инструменти, които също биха могли да ви помогнат в прототипа, като например електрически пробивни машини, станции за запояване и др.

Стъпка 5: Обобщение …

В днешно време достъпът до платени услуги за прототипиране се увеличи значително, те станаха по -достъпни и по -лесни за използване, така че когато имате нужда от професионално изглеждащ прототип, просто го направете, стига да има много повече ресурси, докато проектирате вашата печатна платка, което означава по -малко ограничения, от друга страна, ако търсите бърз прототип, можете просто да го направите сами по много по -бърз начин, но с повече ограничения и може би резултат, който не е толкова добър като платения, но това ще отговаря на вашите нужди.

Имайки предвид настоящия сценарий, това също е личен избор, като се има предвид, че платените услуги за прототипиране станаха много достъпни.