Bho chuairtean prototype air bùird arain gu bhith a ’dealbhadh ar cuid fhèin bòrd cuairteachaidh clò-bhuailte (PCBS), it was like getting off the training wheels. There’s a lot to learn about this process, so let’s get started. Tha dealbhadh PCB air a dhèanamh ann am pròiseas innleadaireachd dealain (EE). Bidh EE a ’cruthachadh an“ eanchainn ”air mar a bhios innealan ag obair. Without electronics, you’re left with little more than a pile of metal and plastic.

Rudan ri fios mus tòisich thu air dealbhadh PCB: 1. Meud PCB – bidh seo an urra ri meud an toraidh agad (no meud na cùise). Tha tomhasan toraidh air am mìneachadh tron ​​phròiseas dealbhaidh innleadaireachd dealanach. You can watch a video about it here. 2. Sreathan PCB – Mar as motha de fhillidhean, is ann as iom-fhillte a tha MANUFACTURE of PCB. (Nòta: Faodaidh eadhon PCB aon-fhilleadh a bhith na PCB iom-fhillte, ach an seo tha sinn a ’bruidhinn mu cho iom-fhillte‘ sa tha e PCB a dhèanamh. Mar as motha de fhillidhean a tha aig PCB, is ann as daoire a tha e saothrachadh.)

Mar as trice bidh sreath 2 air a chleachdadh airson toraidhean dèideag sìmplidh

Mar as trice tha 4 sreathan ann am bathar co-cheangailte ri Iot

Typically used for floors 6 to 8 of a smartphone or smartwatch.

3. Riatanasan an neach-dèanamh PCB agad. Be sure to read the guidelines for rhythm, trace size, power isolation, and file naming before you start designing.

Fiosrachadh a dh ’fheumas tu a thoirt do luchd-saothrachaidh PCB:

Àireamh nan sreathan (me 2, 4, 6, msaa)

Stuthan (FR-2 (pàipear cotan phenolic), FR-3 (pàipear cotain agus epoxy), FR-4 (snàithleach glainne agus epoxy… Etc.)

Tiugh (0.5 mm, 1.0 mm… Etc.)

Dath (dearg, dubh, uaine… Etc.)

Làimhseachadh uachdar (ENIG (bogadh ceimigeach nicil / òr), DIG (bogadh òir dìreach), OSP (stuthan-gleidhidh organach solderable, msaa)

Cuideam copair (1 oz (35 micron), 2 oz (70 micron), 0.5 oz (18 micron)… Etc.)

Faidhle Gerber

Pròiseas dealbhaidh PCB:

Dealbhadh cuairteachaidh

For this step, you need to create the schematic. Is e sgrìobhainn a tha seo, mar plana-gorm, a tha a ’toirt cunntas air mar a tha pàirtean a’ ceangal ri chèile agus ag obair còmhla. Gus am faidhle sgeama a chruthachadh, bidh feum agad air inneal bathar-bog. Is toil leinn Quadcept oir tha e air a bharrrachadh airson PCBS a dhealbhadh airson saothrachadh (mar eisimpleir, faodaidh tu Bile Stuth (BoM) às-mhalairt gu dìreach bhon inneal) agus tha e stèidhichte air sgòthan, agus mar sin faodar a chleachdadh gu furasta an àite sam bith. (Bidh iad cuideachd a ’tabhann dreach coimhearsnachd an-asgaidh den inneal airson luchd-saothrachaidh agus oileanaich.)

Tha mòran roghainnean eile as urrainn dhut taghadh:

Altium

ExpressPCB

Inneal tricead

KiCad

Cadence allegro

brat

Computer aided design

DipTrace

After you install the selected tools, you need to obtain the component specifications for each selected component. They can often be found on the supplier’s website. Cuidichidh am faidhle modail thu gus an sgeama a tharraing. Bidh am pàirt seo ri fhaighinn san stòr-dàta nuair a luchdaicheas tu am modail chun inneal bathar-bog. An uairsin, chan eil agad ach a bhith a ’leantainn an leabhar-làimhe dàta agus a’ ceangal an uèir ri gach prìne anns a ’phàirt. (Nòta: bidh mion-fhiosrachadh mun phròiseas dealbhaidh an urra ris an inneal bathar-bog a chaidh a thaghadh).

Each schematic symbol needs to have an associated PCB space area to define the physical dimensions of the component and the location of the through holes on the brazing pad or PCB. You should have selected the components (or are now selecting them), and we describe this process in the EE Design Process video (see video).

Diagram eisimpleir

A good schematic is really important, as it will be used as a reference document during debugging and is a good communication tool with other engineers. A bharrachd air an sin, faodaidh an neach-dèanamh an inneal a dhearbhadh tro na puingean deuchainn air an sgrìobhainn seo.

Cruth PCB + faidhle Gerber

To design the PCB layout and create Gerber files, you can use the same software tools we mentioned in circuit design. Eu-coltach ri sgeama, tha cruth PCB a ’sònrachadh na fìor phàirtean gu dearbh àiteachan air a’ PCB agus a ’sealltainn na slighean a tha a’ ceangal gach pàirt còmhla eadar na sreathan PCB. Mar a chaidh ainmeachadh aig toiseach an artaigil seo, mar as motha de fhillidhean, is ann as iom-fhillte a bhios an saothrachadh a dh ’fheumar, agus nas àirde a’ chosgais.

Divide the PCB into logical parts based on functions (e.g. power supply, audio output, etc.). Then, be sure to group the components of each section into the same area. San dòigh seo, faodaidh tu an lorg stiùiridh a chumail goirid agus fuaim is bacadh a lughdachadh.

Feumar an eadar-aghaidh cleachdaiche (UI) a chumail nad inntinn nuair a thathar a ’dealbhadh PCB. Feumar co-phàirtean leithid seacaidean claisneachd, luchd-ceangail, teachdaichean, msaa atharrachadh gus an eòlas cleachdaidh as fheàrr a choileanadh.

Aon uair ‘s gu bheil an cruth air a dhealbhadh, thèid faidhle Gerber a chruthachadh. Cleachdaidh an neach-dèanamh PCBA agad am faidhle seo. Tha mòran chompanaidhean ann a tha a ’tabhann nan seirbheisean sin, agus bho leabharlann eòlaichean HWTrek tha sinn a’ moladh Kingbrother, NexPCB, agus HQPCB.

Eisimpleir faidhlichean Gerber

Tha suidheachadh phàirtean air a ’PCB glè chudromach. Faodaidh cuid de cho-phàirtean casg a chuir air a chèile agus giùlan ris nach robh dùil adhbhrachadh. Mar eisimpleir, ma tha an dà mhodal Bluetooth agus Wi-Fi agad, tha an aon leud-bann 2.4ghz aca agus faodaidh iad casg a chuir air a chèile ma thèid an suidheachadh gu ceàrr.

PCB production

Nuair a chuireas tu am faidhle Gerber chun neach-dèanamh PCB, faodaidh iad am bòrd a chlò-bhualadh. Bidh seo na bhunait gus tuilleadh bunait a thogail airson co-phàirtean a chur ris a ’PCB agus saothrachadh a’ PCBA (seanadh bòrd cuairteachaidh clò-bhuailte).

PCBS neo-sheasmhach

PCBA (Assembly)

Ullachadh stuthan

Aig an ìre seo den dealbhadh EE agad, bu chòir dhut na pàirtean a thaghadh. Faodaidh tu iarraidh air an neach-dèanamh PCBA na pàirtean riatanach òrdachadh dhut, no a dhèanamh leat fhèin ma thaghas tu solaraiche. Cùisean a dh ’fheumas aire:

Lead time: As these components come from different suppliers, keep the lead time in mind. Airson cuid de cho-phàirtean, faodaidh e suas ri 8-16 seachdainean a thoirt.

Pacadh: Òrdaich co-phàirtean bho ruidhlichean a thèid an togail gu fèin-ghluasadach le innealan SMT an àite a bhith gam pacadh leotha fhèin.

Meud òrdugh as ìsle: Thoir sùil air meud òrdugh as ìsle den cho-phàirt. Ma cheannaicheas tu nas lugha na an ìre as ìsle, dèan cinnteach gu bheil na pàirtean taghte ann an stoc. For small batches (up to 50), you can order online from DigiKey or Mouser. Airson barrachd meudan, feuch an iarr thu comhairle bhon neach-dèanamh agad.

Call: Òrdugh 10% a bharrachd gus dèiligeadh ri call (chan ann airson co-phàirtean daor)

Stàlaich pàirtean air a ’PCB

Tha dà phrìomh dhòigh air pàirtean a chuir air uachdar PCB:

Through-holes (through-holes) are manual methods of assembling assemblies with wires into holes on the surface of a PCB. Canar DIP ris cuideachd no pròiseas pacaidh dùbailte in-loidhne. (Faic SMT a ’dol air adhart anns a’ bhidio seo)

Is e SMT (teicneòlas uachdar uachdar) an dòigh as fharsainge ann an cinneasachadh mòr. Tha e air a dhèanamh le innealan SMT luath, ceart a shàbhaileas ùine, airgead dhut agus a sheachnadh mearachd daonna.

Rudan ri chuimhneachadh:

Chan fhaod an àireamh seòrsa co-phàirt agad a bhith nas àirde na an àireamh de ruidhlichean as urrainn do inneal SMT an neach-dèanamh taic a thoirt.

Dèan gnàthachadh agus daingneachadh do phàirtean gus nach ruith ach aon SMT.

Thoir sùil air meudan pad lorg-coise le taic bho neach-dèanamh. Rud eile, cha chuir an inneal SMT pàirtean gu ceart.

Chan urrainnear cuid de cho-phàirtean nas motha a chuir a-steach le inneal agus tha feum aca fhathast air obair làimhe tro tholl. Mar sin, faodar an dà theicneòlas a chleachdadh air an aon bhòrd.

Bidh co-phàirtean sam bith a dh ’fheumas tu a chuir ris le làimh tron ​​dòigh tro tholl a’ cur ris a ’chosgais saothrachaidh.

Reflow soldering

Is e solder reflow am pròiseas airson co-phàirtean a dhèanamh “steigeadh” ris a ’PCB. Bidh am PCBA a ’teasachadh a’ bhòrd cuairteachaidh tro fhùirneis reflow no lampa fo-dhearg gus an leaghadh an solder, agus mar sin a ’ceangal a’ phàirt gu maireannach ris a ’bhòrd cuairteachaidh.

Is e am pàirt as duilghe an seo gun a bhith a ’dèanamh cus teas no milleadh air na pàirtean, oir tha feartan teirmeach gach pasgan eadar-dhealaichte. Bidh uallach air neach-dèanamh earbsach PCBA airson a ’phròiseas seo, agus chan eil agad ach mion-chomharran co-phàirteach a thoirt dhaibh.

Pròiseas reflux.

Modhan tàthaidh eile:

Tha solder tonn air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson co-phàirtean a chuir ris le làimh leis an dòigh tro tholl. Anns a ’chùis seo, thèid do PCBA tron ​​fhùirneis tàthaidh reflow an toiseach, agus an uairsin cuir pàirtean eile ris le làimh às deidh dha a dhol tron ​​inneal solder tonn.

Faodar tàthadh iarainn a chleachdadh airson suidheachaidhean sònraichte, ach chan ann airson mòr-chinneasachadh.

Deuchainn agus sgrùdadh càileachd

Anns a ’cheum seo, thèid sampaill PCBA a dhearbhadh gus dèanamh cinnteach à càileachd. Is e mearachdan cumanta: cuairtean goirid ann an co-phàirtean neo-cheangailte, co-phàirtean mì-chomharraichte agus pàirtean den chuairt nach bu chòir a cheangal. Na deuchainnean as cumanta:

ICT (Deuchainn air-loidhne). When designing a PCB, some test points are usually reserved for debugging, programming, and other purposes. Cleachdaidh an inneal ICT na puingean deuchainn sin airson deuchainn cuairte fosgailte / goirid agus nì e cinnteach gu bheil luachan nam pàirtean fulangach (resistors, inductors, capacitors) taobh a-staigh raon an t-sònrachaidh.

AOI (Sgrùdadh optigeach fèin-ghluasadach). Manufacturers use a “gold sample” (reference PCBA) to compare with other samples. Airson an deuchainn seo, feumaidh an neach-cruthachaidh bathar-cruaidh sònrachaidhean agus fulangas a thoirt don neach-dèanamh gus na paramadairean a shuidheachadh.

X ghath. Bidh an neach-dèanamh PCBA a ’cleachdadh X-ghathan gus sgrùdadh a dhèanamh air suidheachadh tàthaidh nam pàirtean BGA (ball Grid Array). Coimhead air an deuchainn X-ray anns a ’bhidio seo.