From prototype circuits on bread boards to designing our own ກະດານວົງຈອນພິມ (PCBS), it was like getting off the training wheels. ມີຫຼາຍອັນໃຫ້ຮຽນຮູ້ກ່ຽວກັບຂະບວນການນີ້, ສະນັ້ນໃຫ້ເລີ່ມຕົ້ນກັນ. PCB design is carried out in an electrical engineering (EE) process. EE ສ້າງ“ ສະ ”ອງ” ວິທີການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນ. Without electronics, you’re left with little more than a pile of metal and plastic.

ສິ່ງທີ່ຄວນຮູ້ກ່ອນເລີ່ມການອອກແບບ PCB: 1. ຂະ ໜາດ PCB – ອັນນີ້ຂຶ້ນກັບຂະ ໜາດ ຜະລິດຕະພັນຂອງເຈົ້າ (ຫຼືຂະ ໜາດ ຂອງກໍລະນີ). ຂະ ໜາດ ຂອງຜະລິດຕະພັນຖືກ ກຳ ນົດໃນລະຫວ່າງຂັ້ນຕອນການອອກແບບວິສະວະ ກຳ ເອເລັກໂຕຣນິກ. ເຈົ້າສາມາດເບິ່ງວິດີໂອກ່ຽວກັບມັນໄດ້ທີ່ນີ້. 2. ຊັ້ນ PCB – ຫຼາຍຊັ້ນ, ການຜັນແປຂອງ PCB ແມ່ນມີຄວາມຊັບຊ້ອນຫຼາຍຂຶ້ນ. (Noteາຍເຫດ: ແມ່ນແຕ່ PCB ຊັ້ນດຽວສາມາດເປັນ PCB ທີ່ສັບສົນໄດ້, ແຕ່ໃນທີ່ນີ້ພວກເຮົາກໍາລັງເວົ້າເຖິງຄວາມສັບສົນຂອງການເຮັດ PCB. ຊັ້ນຫຼາຍ PCB ມີ, ມັນມີລາຄາແພງຫຼາຍໃນການຜະລິດ.)

ຊັ້ນ 2 ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບຜະລິດຕະພັນເຄື່ອງຫຼິ້ນທີ່ງ່າຍດາຍ

ຜະລິດຕະພັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ Iot ປົກກະຕິແລ້ວມີ 4 ຊັ້ນ

ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວໃຊ້ໄດ້ກັບພື້ນ 6 ຫາ 8 ຂອງສະມາດໂຟນຫຼືໂມງອັດສະລິຍະ.

3. ຄວາມຕ້ອງການຂອງຜູ້ຜະລິດ PCB ຂອງເຈົ້າ. Be sure to read the guidelines for rhythm, trace size, power isolation, and file naming before you start designing.

ຂໍ້ມູນທີ່ເຈົ້າຕ້ອງການສະ ໜອງ ໃຫ້ກັບຜູ້ຜະລິດ PCB:

ຈໍານວນຊັ້ນຂໍ້ມູນ (ຕົວຢ່າງ 2, 4, 6, ແລະອື່ນ)

ວັດສະດຸ (FR-2 (ເຈ້ຍcotton້າຍ phenolic), FR-3 (ເຈ້ຍcotton້າຍແລະ epoxy), FR-4 (ເສັ້ນໃຍແກ້ວແລະ epoxy … ແລະອື່ນ)

Thickness (0.5 mm, 1.0 mm… ແລະອື່ນ)

Color (red, black, green… ແລະອື່ນ)

ການຮັກສາພື້ນຜິວ (ENIG (ສານເຄມີນິກເກີນ/ການຈຸ່ມຄໍາ), DIG (ການໃສ່ທອງຄໍາໂດຍກົງ), OSP (ສານກັນບູດທີ່ຂາຍໄດ້ດ້ວຍອິນຊີ, ແລະອື່ນ))

ນ້ ຳ ໜັກ ທອງແດງ (1 ອໍ (35 ໄມຄອນ), 2 ອໍ (70 ໄມຄອນ), 0.5 ອໍ (18 ໄມຄອນ) … ແລະອື່ນ)

ໄຟລ G Gerber

ຂະບວນການອອກແບບ PCB:

ການອອກແບບວົງຈອນ

For this step, you need to create the schematic. ອັນນີ້ແມ່ນເອກະສານ, ຄືກັບແຜນຮ່າງ, ເຊິ່ງອະທິບາຍວ່າອົງປະກອບພົວພັນກັນແນວໃດແລະເຮັດວຽກຮ່ວມກັນແນວໃດ. ເພື່ອສ້າງໄຟລ sc ແຜນຜັງ, ເຈົ້າຈະຕ້ອງໃຊ້ເຄື່ອງມືຊອບແວ. ພວກເຮົາມັກ Quadcept ເພາະວ່າມັນຖືກປັບໃຫ້ເforາະສົມທີ່ສຸດສໍາລັບການອອກແບບ PCBS ສໍາລັບການຜະລິດ (ຕົວຢ່າງ, ເຈົ້າສາມາດສົ່ງອອກ Bill of Material (BoM) ໂດຍກົງຈາກເຄື່ອງມື) ແລະເປັນ cloud-based, ສະນັ້ນມັນສາມາດໃຊ້ໄດ້ງ່າຍທຸກບ່ອນ. (ພວກເຂົາຍັງສະ ເໜີ ເຄື່ອງມືຂອງຊຸມຊົນທີ່ບໍ່ເສຍຄ່າໃຫ້ກັບຜູ້ຜະລິດແລະນັກຮຽນ.)

ມີຫຼາຍທາງເລືອກອື່ນທີ່ເຈົ້າສາມາດເລືອກໄດ້ຈາກ:

Altium

ExpressPCB

ອຸປະກອນຄວາມຖີ່

KiCad

Cadence allegro

ມື້ຄ່ໍາ

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. ໄຟລ model ຕົວແບບຈະຊ່ວຍໃຫ້ເຈົ້າແຕ້ມແຜນຜັງ. ອົງປະກອບນີ້ຈະມີຢູ່ໃນຖານຂໍ້ມູນເມື່ອເຈົ້າອັບໂຫຼດຮູບແບບໃສ່ເຄື່ອງມືຊອບແວ. ຈາກນັ້ນ, ສິ່ງທີ່ເຈົ້າຕ້ອງເຮັດຄືປະຕິບັດຕາມຄູ່ມືຂໍ້ມູນແລະເຊື່ອມຕໍ່ສາຍເຂົ້າກັບເຂັມປັກມຸດແຕ່ລະອັນໃນສ່ວນປະກອບ. (Noteາຍເຫດ: ລາຍລະອຽດຂອງຂັ້ນຕອນການອອກແບບຈະຂຶ້ນກັບເຄື່ອງມືຊອບແວທີ່ເລືອກ).

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).

ແຜນວາດຕົວຢ່າງ

ແຜນຜັງທີ່ດີແມ່ນມີຄວາມ ສຳ ຄັນແທ້,, ເພາະມັນຈະຖືກໃຊ້ເປັນເອກະສານອ້າງອີງໃນລະຫວ່າງການດີບັກແລະເປັນເຄື່ອງມືສື່ສານທີ່ດີກັບວິສະວະກອນຄົນອື່ນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຜູ້ຜະລິດສາມາດທົດສອບອຸປະກອນຜ່ານຈຸດທົດສອບໃນເອກະສານນີ້.

ຮູບແບບ PCB + ໄຟລ G Gerber

To design the PCB layout and create Gerber files, you can use the same software tools we mentioned in circuit design. ບໍ່ຄືກັບແຜນຜັງ, ຮູບແບບ PCB ກໍານົດອົງປະກອບຕົວຈິງໃຫ້ກັບສະຖານທີ່ທີ່ແນ່ນອນຢູ່ໃນ PCB ແລະສະແດງເສັ້ນທາງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ແຕ່ລະອົງປະກອບເຂົ້າກັນລະຫວ່າງຊັ້ນ PCB. ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວໄວ້ໃນຕອນຕົ້ນຂອງບົດຄວາມນີ້, ຊັ້ນຫຼາຍຂຶ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການການຜະລິດທີ່ຊັບຊ້ອນຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະຕົ້ນທຶນກໍສູງຂຶ້ນ.

Divide the PCB into logical parts based on functions (e.g. power supply, audio output, etc.). ຈາກນັ້ນ, ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າໄດ້ຈັດກຸ່ມອົງປະກອບຂອງແຕ່ລະພາກສ່ວນເຂົ້າໃນພື້ນທີ່ດຽວກັນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ເຈົ້າສາມາດຮັກສາຮ່ອງຮອຍການດໍາເນີນການໃຫ້ສັ້ນລົງແລະຫຼຸດຜ່ອນສຽງລົບກວນແລະການລົບກວນ.

ສ່ວນຕິດຕໍ່ຜູ້ໃຊ້ (UI) ຍັງຈໍາເປັນຕ້ອງເກັບໄວ້ໃນໃຈເມື່ອອອກແບບ PCB. ສ່ວນປະກອບເຊັ່ນ: ແຈັກສຽງ, ຕົວເຊື່ອມຕໍ່, ໄຟ LED, ແລະອື່ນ need ຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ປັບປ່ຽນເພື່ອບັນລຸປະສົບການຜູ້ໃຊ້ທີ່ດີສຸດ.

ເມື່ອໂຄງຮ່າງໄດ້ຖືກອອກແບບ, ໄຟລ G Gerber ຖືກສ້າງຂຶ້ນ. ຜູ້ຜະລິດ PCBA ຂອງເຈົ້າຈະໃຊ້ໄຟລນີ້. ມີຫຼາຍບໍລິສັດທີ່ສະ ເໜີ ການບໍລິການເຫຼົ່ານີ້, ແລະຈາກຫ້ອງສະexpertຸດຊ່ຽວຊານຂອງ HWTrek ພວກເຮົາແນະນໍາ Kingbrother, NexPCB, ແລະ HQPCB.

ຕົວຢ່າງໄຟລ Gerber

ການວາງອົງປະກອບຢູ່ເທິງ PCB ແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍ. ບາງອົງປະກອບສາມາດລົບກວນເຊິ່ງກັນແລະກັນແລະເຮັດໃຫ້ເກີດພຶດຕິ ກຳ ທີ່ບໍ່ຄາດຄິດ. ຕົວຢ່າງ, ຖ້າເຈົ້າມີທັງໂມດູນ Bluetooth ແລະ Wi-Fi, ພວກມັນມີແບນວິດ 2.4ghz ຄືກັນແລະສາມາດລົບກວນກັນໄດ້ຖ້າວາງບໍ່ຖືກຕ້ອງ.

PCB production

ເມື່ອເຈົ້າສົ່ງໄຟລ G Gerber ໄປຫາຜູ້ຜະລິດ PCB, ເຂົາເຈົ້າສາມາດພິມແຜ່ນກະດານໄດ້. ອັນນີ້ຈະເປັນພື້ນຖານເພື່ອສ້າງພື້ນຖານຕື່ມອີກສໍາລັບການເພີ່ມອົງປະກອບໃສ່ PCB ແລະການຜະລິດ PCBA (ການປະກອບແຜງວົງຈອນພິມ).

PCBS ທີ່ບໍ່ມີການປະກອບ

PCBA (Assembly)

ການກະກຽມວັດສະດຸ

ໃນຈຸດນີ້ໃນການອອກແບບ EE ຂອງເຈົ້າ, ເຈົ້າຄວນໄດ້ເລືອກສ່ວນປະກອບ. ເຈົ້າສາມາດຂໍໃຫ້ຜູ້ຜະລິດ PCBA ສັ່ງຊື້ອົງປະກອບທີ່ຕ້ອງການໃຫ້ເຈົ້າ, ຫຼືເຮັດດ້ວຍຕົວເຈົ້າເອງຖ້າເຈົ້າເລືອກຜູ້ສະ ໜອງ. ບັນຫາຕ້ອງການຄວາມສົນໃຈ:

Lead time: As these components come from different suppliers, keep the lead time in mind. ສໍາລັບບາງອົງປະກອບ, ມັນສາມາດໃຊ້ເວລາເຖິງ 8-16 ອາທິດ.

ການຫຸ້ມຫໍ່: ສັ່ງອົງປະກອບຈາກລໍ້ທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍອັດຕະໂນມັດໂດຍເຄື່ອງ SMT ແທນທີ່ຈະຫຸ້ມຫໍ່ເປັນສ່ວນບຸກຄົນ.

ປະລິມານການສັ່ງຊື້ຂັ້ນຕ່ ຳ: ກວດເບິ່ງປະລິມານການສັ່ງຊື້ຂັ້ນຕ່ ຳ ຂອງສ່ວນປະກອບ. ຖ້າເຈົ້າຊື້ ໜ້ອຍ ກວ່າຂັ້ນຕ່ ຳ ສຸດ, ກວດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າອົງປະກອບທີ່ເລືອກນັ້ນມີຢູ່ໃນສາງ. For small batches (up to 50), you can order online from DigiKey or Mouser. ສຳ ລັບປະລິມານເພີ່ມເຕີມ, ກະລຸນາຂໍ ຄຳ ແນະ ນຳ ຈາກຜູ້ຜະລິດຂອງເຈົ້າ.

ການສູນເສຍ: ສັ່ງເພີ່ມອີກ 10% ເພື່ອປົກປິດການສູນເສຍ (ບໍ່ແມ່ນສໍາລັບສ່ວນປະກອບທີ່ແພງ)

ຕິດຕັ້ງອົງປະກອບໃສ່ PCB

ມີສອງວິທີຫຼັກໃນການວາງອົງປະກອບໃສ່ເທິງພື້ນຜິວ PCB:

Through-holes (through-holes) are manual methods of assembling assemblies with wires into holes on the surface of a PCB. ມັນຍັງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກທົ່ວໄປເປັນ DIP ຫຼືຂະບວນການຫຸ້ມຫໍ່ສອງແຖວ. (ເບິ່ງ SMT ພວມ ດຳ ເນີນຢູ່ໃນວິດີໂອນີ້)

SMT (ເຕັກໂນໂລຍີການຕິດຕັ້ງພື້ນຜິວ) ແມ່ນວິທີການທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນການຜະລິດຕັ້ງມະຫາຊົນ. ມັນຖືກເຮັດດ້ວຍເຄື່ອງ SMT ທີ່ໄວແລະຖືກຕ້ອງທີ່ປະຫຍັດເວລາ, ເງິນເຈົ້າແລະຫຼີກເວັ້ນຄວາມຜິດພາດຂອງມະນຸດ.

ສິ່ງທີ່ຄວນຈື່:

typeາຍເລກປະເພດອົງປະກອບຂອງເຈົ້າຕ້ອງບໍ່ເກີນ ຈຳ ນວນລໍ້ທີ່ເຄື່ອງ SMT ຂອງຜູ້ຜະລິດສາມາດຮອງຮັບໄດ້.

ເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະຮວບຮວມສ່ວນປະກອບຂອງເຈົ້າເພື່ອໃຫ້ມີພຽງແຕ່ SMT ອັນດຽວທີ່ແລ່ນໄດ້.

ກວດເບິ່ງຜູ້ຜະລິດຮອງຮັບຂະ ໜາດ ຂອງຮອຍຕີນ. ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ, ເຄື່ອງ SMT ຈະບໍ່ຕິດຕັ້ງອົງປະກອບຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

ອົງປະກອບຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ບາງອັນບໍ່ສາມາດຕິດຕັ້ງໄດ້ດ້ວຍເຄື່ອງຈັກແລະຍັງຕ້ອງການການເຮັດວຽກຜ່ານຮູດ້ວຍຕົນເອງ. ສະນັ້ນ, ເຕັກໂນໂລຍີທັງສອງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນຄະນະດຽວກັນ.

ອົງປະກອບໃດ ໜຶ່ງ ທີ່ເຈົ້າຕ້ອງການເພີ່ມດ້ວຍຕົນເອງຜ່ານວິທີການຜ່ານຮູເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ.

Reflow soldering

ການເຊື່ອມໂລຫະຄືນໃis່ແມ່ນຂັ້ນຕອນການເຮັດອົງປະກອບ“ ຕິດ” ໃສ່ກັບ PCB. PCBA ເຮັດຄວາມຮ້ອນຂອງແຜງວົງຈອນຜ່ານເຕົາໄຟທີ່ສະທ້ອນຄືນໃor່ຫຼືໂຄມໄຟອິນຟາເລດຈົນກ່ວາການເຊື່ອມໂລຫະລະລາຍ, ດັ່ງນັ້ນການຕິດອົງປະກອບໃສ່ກັບແຜງວົງຈອນຖາວອນ.

ສ່ວນທີ່ຍາກທີ່ສຸດຢູ່ທີ່ນີ້ແມ່ນບໍ່ໃຫ້ຮ້ອນເກີນໄປຫຼື ທຳ ລາຍອົງປະກອບ, ເພາະວ່າຄຸນລັກສະນະຄວາມຮ້ອນຂອງແຕ່ລະຊຸດແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ຜູ້ຜະລິດ PCBA ທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ຈະເປັນຜູ້ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ຂະບວນການນີ້, ແລະສິ່ງທີ່ເຈົ້າຕ້ອງເຮັດຄືໃຫ້ພວກເຂົາມີສະເພາະສ່ວນປະກອບ.

ຂະບວນການ Reflux.

ວິທີການເຊື່ອມໂລຫະອື່ນ Other:

ການເຊື່ອມຕໍ່ຄື້ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ ສຳ ລັບສ່ວນປະກອບທີ່ເພີ່ມເຂົ້າດ້ວຍຕົນເອງໂດຍວິທີການຜ່ານຮູ. ໃນກໍລະນີນີ້, PCBA ຂອງເຈົ້າຈະຜ່ານເຂົ້າໄປໃນເຕົາການເຊື່ອມໂລຫະ reflow, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຕື່ມອົງປະກອບອື່ນ manually ດ້ວຍຕົນເອງຫຼັງຈາກທີ່ມັນຈະໄປໂດຍຜ່ານເຄື່ອງ soldering ຄື້ນ.

ການເຊື່ອມໂລຫະເຫຼັກສາມາດໃຊ້ໄດ້ກັບສະຖານະການສະເພາະ, ແຕ່ບໍ່ແມ່ນສໍາລັບການຜະລິດຕັ້ງມະຫາຊົນ.

ການທົດສອບແລະການກວດກາຄຸນນະພາບ

ໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ຕົວຢ່າງ PCBA ໄດ້ຖືກທົດສອບເພື່ອຮັບປະກັນຄຸນນະພາບ. ຂໍ້ຜິດພາດທົ່ວໄປແມ່ນ: ວົງຈອນສັ້ນຢູ່ໃນສ່ວນປະກອບທີ່ຕັດການເຊື່ອມຕໍ່, ສ່ວນປະກອບຜິດພາດແລະບາງສ່ວນຂອງວົງຈອນທີ່ບໍ່ຄວນເຊື່ອມຕໍ່. ການທົດສອບທົ່ວໄປທີ່ສຸດ:

ICT (ການທົດສອບອອນໄລນ). When designing a PCB, some test points are usually reserved for debugging, programming, and other purposes. ເຄື່ອງ ICT ຈະໃຊ້ຈຸດທົດສອບເຫຼົ່ານີ້ສໍາລັບການທົດສອບວົງຈອນເປີດ/ສັ້ນແລະກວດເບິ່ງວ່າຄ່າຂອງອົງປະກອບຕົວຕັ້ງຕົວຕີ (ຕົວຕ້ານທານ, ຕົວ ໜ່ຽວ ໄຟ, ຕົວເກັບປະຈຸ) ຢູ່ພາຍໃນຂອບເຂດສະເພາະ.

AOI (ການກວດກາແສງອັດຕະໂນມັດ). Manufacturers use a “gold sample” (reference PCBA) to compare with other samples. ສໍາລັບການທົດສອບນີ້, ຜູ້ສ້າງຮາດແວຈະຈໍາເປັນຕ້ອງໃຫ້ຂໍ້ກໍານົດສະເພາະແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ກັບຜູ້ຜະລິດເພື່ອກໍານົດຕົວກໍານົດການ.

X -ray. ຜູ້ຜະລິດ PCBA ຈະໃຊ້ລັງສີ X ເພື່ອກວດກາສະພາບການເຊື່ອມຂອງອົງປະກອບ BGA (ball Grid Array). ເບິ່ງການກວດ X-ray ຢູ່ໃນວິດີໂອນີ້.