Հացի տախտակների վրա սխեմաների նախատիպից մինչև մեր սեփական նախագծելը PRINTED CIRCUIT խորհուրդը (PCBS), դա նման էր մարզման անիվներից իջնելուն: Այս գործընթացի մասին շատ բան կա սովորելու, այնպես որ եկեք սկսենք: PCB- ի նախագծումն իրականացվում է էլեկտրատեխնիկայի (EE) գործընթացում: EE- ն ստեղծում է սարքերի աշխատանքի «ուղեղը»: Առանց էլեկտրոնիկայի, ձեզ մնում է մետաղից և պլաստմասսայից մի փոքր ավելի:

PCB- ի դիզայնը սկսելուց առաջ պետք է իմանալ. 1. PCB- ի չափը `դա կախված է ձեր արտադրանքի չափից (կամ գործի չափից): Արտադրանքի չափերը որոշվում են էլեկտրոնային ինժեներական նախագծման գործընթացում: Դրա մասին տեսանյութ կարող եք դիտել այստեղ: 2. PCB շերտեր – Որքան շատ շերտեր, այնքան ավելի բարդ է PCB- ի ԱՐՏԱԴՐՈԹՅՈՆԸ: (Նշում. Նույնիսկ մեկ շերտով PCB- ն կարող է լինել բարդ PCB, բայց այստեղ մենք խոսում ենք PCB պատրաստելու բարդության մասին: Որքան շատ PCB շերտեր ունենա, այնքան ավելի թանկ է դրա արտադրությունը):

2 -րդ շերտը սովորաբար օգտագործվում է խաղալիքների պարզ արտադրանքների համար

Iot- ի հետ կապված արտադրանքը սովորաբար ունի 4 շերտ

Սովորաբար օգտագործվում է սմարթֆոնի կամ խելացի ժամացույցի 6 -ից 8 -րդ հարկերի համար:

3. Ձեր PCB արտադրողի պահանջները: Նախքան դիզայնը սկսելը, համոզվեք, որ կարդացեք ռիթմի, հետքի չափի, հզորության մեկուսացման և ֆայլերի անվանման ուղեցույցները:

PCB արտադրողներին անհրաժեշտ տեղեկատվություն տրամադրելու համար.

Շերտերի քանակը (օրինակ ՝ 2, 4, 6 և այլն)

Նյութեր (FR-2 (ֆենոլային բամբակյա թուղթ), FR-3 (բամբակյա թուղթ և էպոքսիդ), FR-4 (ապակե մանրաթել և էպոքսիդ… Եվ այլն)

Հաստություն (0.5 մմ, 1.0 մմ… Եվ այլն)

Գույնը (կարմիր, սև, կանաչ… Եվ այլն)

Մակերևութային բուժում (ENIG (քիմիական նիկել/ոսկու ընկղմում), DIG (ուղղակի ոսկու ընկղմում), OSP (օրգանական զոդվող կոնսերվանտներ և այլն)

Պղնձի քաշը (1 ունց (35 մկրան), 2 ունց (70 մկրան), 0.5 ունց (18 մկրան)… Եվ այլն)

Gerber ֆայլը

PCB նախագծման գործընթացը.

Circuit նախագծում

Այս քայլի համար անհրաժեշտ է ստեղծել սխեմատիկ: Սա փաստաթուղթ է, ինչպես նախագիծը, որը նկարագրում է, թե ինչպես են բաղադրիչները առնչվում միմյանց և աշխատում միասին: Սխեմատիկ ֆայլ ստեղծելու համար ձեզ հարկավոր է ծրագրային գործիք: Մեզ դուր է գալիս Quadcept- ը, քանի որ այն օպտիմիզացված է արտադրության համար PCBS- ի նախագծման համար (օրինակ, դուք կարող եք նյութից (BoM) արտահանել անմիջապես գործիքից) և ամպի վրա հիմնված է, այնպես որ այն կարող է հեշտությամբ օգտագործվել ցանկացած վայրում: (Նրանք նաև առաջարկում են գործիքի անվճար համայնքային տարբերակ արտադրողների և ուսանողների համար):

Կան բազմաթիվ այլ տարբերակներ, որոնցից կարող եք ընտրել.

Ալտիում

ExpressPCB

Հաճախականության սարք

KiCad

Cadence allegro

Սնունդ

Համակարգչային օժանդակ դիզայն

DipTrace- ն

Ընտրված գործիքները տեղադրելուց հետո դուք պետք է ստանաք բաղադրիչի բնութագրերը յուրաքանչյուր ընտրված բաղադրիչի համար: Դրանք հաճախ կարելի է գտնել մատակարարի կայքում: Մոդելային ֆայլը կօգնի ձեզ գծել սխեմատիկ պատկերը: Այս բաղադրիչը հասանելի է դառնում տվյալների բազայում, երբ մոդելը ծրագրային գործիքին եք վերբեռնում: Այնուհետև մնում է միայն հետևել տվյալների ձեռնարկին և միացնել մետաղալարը բաղադրիչի յուրաքանչյուր քորոցին: (Նշում. Նախագծման գործընթացի մանրամասները կախված կլինեն ընտրված ծրագրակազմից):

Յուրաքանչյուր սխեմատիկ խորհրդանիշ պետք է ունենա համապատասխան PCB տարածություն `բաղադրիչի ֆիզիկական չափերը և ձուլման բարձի կամ PCB- ի վրա անցքերի տեղադրությունը սահմանելու համար: Դուք պետք է ընտրեիք բաղադրիչները (կամ այժմ ընտրում եք դրանք), և մենք նկարագրում ենք այս գործընթացը EE Design գործընթացի տեսանյութում (տես տեսանյութը):

Օրինակ դիագրամ

Լավ սխեմատիկ իրոք կարևոր է, քանի որ այն կօգտագործվի որպես հղում փաստաթուղթ կարգաբերման ժամանակ և լավ հաղորդակցման գործիք է այլ ճարտարագետների հետ: Բացի այդ, արտադրողը կարող է սարքը փորձարկել այս փաստաթղթի փորձարկման կետերի միջոցով:

PCB դասավորություն + Gerber ֆայլ

PCB- ի դասավորությունը նախագծելու և Gerber ֆայլեր ստեղծելու համար կարող եք օգտագործել նույն ծրագրային գործիքները, որոնք մենք նշեցինք սխեմայի նախագծման մեջ: Ի տարբերություն սխեմատիկ պատկերի, PCB- ի դասավորությունը իրական բաղադրիչներին նշանակում է PCB- ի ճշգրիտ վայրեր և ցույց է տալիս այն հետքերը, որոնք միացնում են յուրաքանչյուր բաղադրիչը PCB- ի շերտերի միջև: Ինչպես նշվեց այս հոդվածի սկզբում, որքան ավելի շատ շերտեր, այնքան ավելի բարդ է պահանջվում արտադրությունը, և որքան բարձր է արժեքը:

PCB- ն բաժանեք տրամաբանական մասերի ՝ հիմնված գործառույթների վրա (օրինակ ՝ էներգիայի մատակարարում, աուդիո ելք և այլն): Ապա, համոզվեք, որ յուրաքանչյուր հատվածի բաղադրիչները խմբավորեք նույն տարածքի մեջ: Այս կերպ Դուք կարող եք կարճ պահել հաղորդիչ հետքը և նվազեցնել աղմուկն ու միջամտությունը:

PCB- ի նախագծման ժամանակ պետք է հաշվի առնել նաև օգտագործողի միջերեսը (UI): Օգտվողի լավագույն փորձին հասնելու համար անհրաժեշտ է կարգավորել այնպիսի բաղադրիչներ, ինչպիսիք են աուդիո խցիկները, միակցիչները, լուսարձակները և այլն:

Երբ դասավորությունը նախագծված է, ստեղծվում է Gerber ֆայլ: Ձեր PCBA արտադրողը կօգտագործի այս ֆայլը: Կան բազմաթիվ ընկերություններ, որոնք առաջարկում են այս ծառայությունները, և HWTrek- ի փորձագիտական ​​գրադարանից մենք առաջարկում ենք Kingbrother, NexPCB և HQPCB:

Gerber ֆայլերի օրինակ

PCB- ի վրա բաղադրիչների տեղադրումը շատ կարևոր է: Որոշ բաղադրիչներ կարող են միջամտել միմյանց և առաջացնել անսպասելի վարք: Օրինակ, եթե ունեք և՛ Bluetooth, և՛ Wi-Fi մոդուլներ, դրանք ունեն նույն 2.4 ԳՀց թողունակությունը և սխալ տեղադրելու դեպքում կարող են խանգարել միմյանց:

PCB արտադրություն

Երբ Gerber ֆայլը ուղարկեք PCB արտադրողին, նրանք կարող են տպել տախտակը: Սա հիմք կհանդիսանա PCB- ին բաղադրիչներ ավելացնելու և PCBA (տպագիր տպատախտակների հավաքում) պատրաստելու համար հիմք ստեղծելու համար:

Չհավաքված PCBS

PCBA (ժողով)

Նյութի պատրաստում

Ձեր EE նախագծման այս պահին դուք պետք է ընտրեիք բաղադրիչները: Դուք կարող եք խնդրել PCBA արտադրողից պատվիրել ձեզ համար անհրաժեշտ բաղադրիչները, կամ դա անել ինքներդ, եթե ընտրեք մատակարար: Ուշադրության կարիք ունեն:

Գործողության ժամանակը. Քանի որ այս բաղադրիչները գալիս են տարբեր մատակարարներից, հիշեք առաջատար ժամանակը: Որոշ բաղադրիչների դեպքում դա կարող է տևել մինչև 8-16 շաբաթ:

Փաթեթավորում. Պատվիրեք բաղադրիչներ գլանափաթեթներից, որոնք ինքնաբերաբար վերցվում են SMT մեքենաների կողմից `դրանք առանձին փաթեթավորելու փոխարեն:

Պատվերի նվազագույն քանակ. Ստուգեք բաղադրիչի նվազագույն պատվերի քանակը: Եթե ​​դուք գնում եք նվազագույնից պակաս, համոզվեք, որ ընտրված բաղադրիչները պահեստում են: Փոքր խմբաքանակների համար (մինչև 50), կարող եք առցանց պատվիրել DigiKey- ից կամ Mouser- ից: Ավելի շատ քանակությունների համար խնդրում ենք խորհրդակցել ձեր արտադրողի հետ:

Կորուստ. 10% ավել պատվիրեք կորուստը ծածկելու համար (ոչ թանկարժեք բաղադրիչների համար)

Տեղադրեք բաղադրիչները PCB- ի վրա

PCB մակերևույթի վրա բաղադրիչները տեղադրելու երկու հիմնական եղանակ կա.

Միջանցք (միջանցք) PCB- ի մակերևույթի վրա անցքերով լարերի հավաքների հավաքման մեխանիկական մեթոդներ են: Այն նաև սովորաբար հայտնի է որպես DIP կամ երկակի փաթեթավորման գործընթաց: (Տես տեսանյութում ընթացող SMT- ն)

SMT (մակերևույթի ամրացման տեխնոլոգիա) զանգվածային արտադրության ամենատարածված մեթոդն է: Դա արվում է արագ, ճշգրիտ SMT մեքենաների միջոցով, որոնք խնայում են ձեզ ժամանակ, գումար և խուսափում մարդկային սխալներից:

Հիշեցնենք,

Ձեր բաղադրիչի տեսակի համարը չպետք է գերազանցի պտուտակների քանակը, որոնք արտադրողի SMT մեքենան կարող է ապահովել:

Օպտիմալացրեք և համախմբեք ձեր բաղադրիչները, որպեսզի աշխատի միայն մեկ SMT:

Ստուգեք արտադրողի կողմից աջակցվող ոտնահետքերի բարձիկների չափերը: Հակառակ դեպքում, SMT մեքենան բաղադրիչները ճիշտ չի տեղադրի:

Որոշ ավելի մեծ բաղադրիչներ չեն կարող տեղադրվել մեքենայի միջոցով և դեռ պահանջում են մեխանիկական աշխատանք անցքերի միջոցով: Հետեւաբար, երկու տեխնոլոգիաները կարող են օգտագործվել նույն տախտակի վրա:

Componentsանկացած բաղադրիչ, որը դուք պետք է ձեռքով ավելացնեք անցքի եղանակով, ավելացրեք արտադրության արժեքին:

Վերականգնել զոդումը

Reflow զոդումը PCB- ին բաղադրիչները «կպչելու» գործընթացն է: PCBA- ն տաքացնում է տպատախտակը շիկացման վառարանի կամ ինֆրակարմիր լամպի միջոցով մինչև զոդի հալվելը `դրանով իսկ բաղադրիչը մշտապես ամրացնելով տպատախտակին:

Այստեղ ամենաբարդը բաղադրիչների գերտաքացումից կամ վնասումից չէ, քանի որ յուրաքանչյուր փաթեթի ջերմային բնութագրերը տարբեր են: PCBA- ի հուսալի արտադրողը պատասխանատու կլինի այս գործընթացի համար, և այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է անել, նրանց տրամադրել բաղադրիչների բնութագրերը:

Հետադարձ գործընթաց:

Եռակցման այլ մեթոդներ.

Ալիքի զոդումը հիմնականում օգտագործվում է ձեռքով ավելացված բաղադրիչների համար `անցքերի միջոցով: Այս դեպքում ձեր PCBA- ն նախ կանցնի եռակցման եռակցման վառարանով, այնուհետև ձեռքով կավելացնի այլ բաղադրիչներ, այն բանից հետո, երբ այն կանցնի ալիքի զոդման մեքենայի միջով:

Երկաթե եռակցումը կարող է օգտագործվել կոնկրետ իրավիճակների համար, բայց ոչ զանգվածային արտադրության համար:

Փորձարկման և որակի ստուգում

Այս քայլում PCBA- ի նմուշները փորձարկվում են `որակ ապահովելու համար: Սովորական սխալներն են `անջատված բաղադրիչների կարճ միացումները, սխալ տեղադրված բաղադրիչները և շրջանի այն հատվածները, որոնք չպետք է միացված լինեն: Ամենատարածված թեստերը.

ՏՀՏ (առցանց թեստավորում): PCB- ի նախագծման ժամանակ որոշ փորձարկման կետեր սովորաբար վերապահված են վրիպազերծման, ծրագրավորման և այլ նպատակների համար: ՏՀՏ մեքենան կօգտագործի այս փորձարկման կետերը բաց/կարճ միացման փորձարկման համար և կստուգի, որ պասիվ բաղադրիչների (դիմադրիչներ, ինդուկտորներ, կոնդենսատորներ) արժեքները գտնվում են ճշգրտման տիրույթում:

AOI (ավտոմատ օպտիկական զննում): Արտադրողները օգտագործում են «ոսկու նմուշ» (տեղեկանք PCBA) `համեմատելու այլ նմուշների հետ: Այս թեստի համար սարքավորման ստեղծողը պետք է պարամետրերը սահմանելու համար արտադրողին տրամադրի բնութագրեր և հանդուրժողականություն:

Ռենտգեն. PCBA արտադրողը ռենտգենյան ճառագայթների միջոցով ստուգելու է BGA (գնդակի ցանցի զանգված) բաղադրիչների եռակցման պայմանները: Դիտեք ռենտգեն հետազոտությունը այս տեսանյութում: