د ډوډۍ تختو کې د پروټوټایپ سرکټو څخه زموږ د خپل ډیزاین کولو پورې د چاپ شوی سرکټ بورډ (PCBS), it was like getting off the training wheels. There’s a lot to learn about this process, so let’s get started. PCB design is carried out in an electrical engineering (EE) process. EE د “دماغ” رامینځته کوي چې وسیلې څنګه کار کوي. Without electronics, you’re left with little more than a pile of metal and plastic.

Things to know before starting PCB design: 1. PCB size – this depends on your product size (or case size). د محصول ابعاد د بریښنایی انجینرۍ ډیزاین پروسې په جریان کې تعریف شوي. You can watch a video about it here. 2. د PCB پرتونه – ډیر پرتونه ، د PCB جوړښت خورا پیچلی. (یادونه: حتی یو واحد پرت PCB یو پیچلی PCB کیدی شي ، مګر دلته موږ د PCB جوړولو پیچلتیا په اړه وغږیږو. د PCB څومره پرتونه ، د تولید لپاره یې خورا ګران وي.)

Layer 2 is usually used for simple toy products

د IOT اړوند محصولات معمولا 4 پرتونه لري

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

3. Your PCB manufacturer’s requirements. Be sure to read the guidelines for rhythm, trace size, power isolation, and file naming before you start designing.

هغه معلومات چې تاسو ورته اړتیا لرئ د PCB تولید کونکو ته چمتو کړئ:

Number of layers (e.g. 2, 4, 6, etc.)

توکي (FR-2 (فینولیک کاټن کاغذ) ، FR-3 (د کاټن کاغذ او ایپوکسي) ، FR-4 (د شیشې فایبر او ایپوکسي … وغيره)

ضخامت (0.5 ملي میتر ، 1.0 ملي میتر … وغيره)

Color (red, black, green… وغيره)

د سطحې درملنه (ENIG (کیمیاوي نکل/د سرو زرو ډوبیدل) ، DIG (د سرو زرو مستقیم ډوبول) ، OSP (د عضوي سولیدونکي محافظت کونکي ، او نور)

Copper weight (1 oz (35 microns), 2 oz (70 microns), 0.5 oz (18 microns)… وغيره)

د ګیربر فایل

PCB design process:

د سرکټ ډیزاین

For this step, you need to create the schematic. This is a document, like a blueprint, that describes how components relate to each other and work together. To create the schematic file, you will need a software tool. موږ کواډسیپټ خوښوو ځکه چې دا د تولید لپاره د PCBS ډیزاین کولو لپاره مطلوب دی (د مثال په توګه ، تاسو کولی شئ مستقیم له وسیلې څخه د موادو بیل (BoM) صادر کړئ) او د بادل پراساس دی ، نو دا په اسانۍ سره هرچیرې کارول کیدی شي. (They also offer a free community version of the tool for manufacturers and students.)

There are many other options you can choose from:

الټیم

ایکسپریس پی سی بی

د فریکونسي وسیله

کی کیډ

توافق الیکرو

پوزی

Computer aided design

ډیپټراس

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. د ماډل فایل به تاسو سره د سکیمیټیک رسم کولو کې مرسته وکړي. This component becomes available in the database when you upload the model to the software tool. Then, all you have to do is follow the data manual and connect the wire to each pin in the component. (یادونه: د ډیزاین پروسې توضیحات به د غوره شوي سافټویر وسیلې پورې اړه ولري).

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).

Example diagram

یو ښه سکیماتیک واقعیا مهم دی ، ځکه چې دا به د ډیبګ کولو پرمهال د حوالې سند په توګه وکارول شي او د نورو انجنیرانو سره د ارتباط ښه وسیله ده. سربیره پردې ، جوړونکی کولی شي پدې سند کې د ازموینې نقطو له لارې وسیله ازموي.

PCB layout + Gerber file

To design the PCB layout and create Gerber files, you can use the same software tools we mentioned in circuit design. د سکیمیټ برعکس ، د PCB ترتیب اصلي برخې په PCB کې دقیقو ځایونو ته ګمارل کیږي او هغه ټریکونه ښیې چې هره برخه د PCB پرتونو ترمینځ سره وصل کوي. As mentioned at the beginning of this article, the more layers, the more complex the manufacturing required, and the higher the cost.

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. پدې توګه ، تاسو کولی شئ کنډکټیو ټریس لنډ وساتئ او شور او لاسوهنه کم کړئ.

د کارونکي انٹرفیس (UI) هم اړتیا لري په پام کې ونیول شي کله چې د PCB ډیزاین کول. اجزا لکه آډیو جیکونه ، نښلونکي ، لیډز ، او نور باید د غوره کاروونکي تجربې ترلاسه کولو لپاره تنظیم شي.

Once the layout is designed, a Gerber file is generated. ستاسو د PCBA جوړونکی به دا فایل وکاروي. There are many companies that offer these services, and from HWTrek’s expert library we recommend Kingbrother, NexPCB, and HQPCB.

Sample Gerber files

په PCB کې د اجزاو ځای پرځای کول خورا مهم دي. Some components can interfere with each other and cause unexpected behavior. For example, if you have both Bluetooth and Wi-Fi modules, they have the same 2.4ghz bandwidth and can interfere with each other if incorrectly placed.

PCB production

When you send the Gerber file to the PCB manufacturer, they can print the board. دا به اساس وي چې په PCB کې د برخو اضافه کولو او د PCBA تولید لپاره بنسټ جوړ کړي (د چاپ شوي سرکټ بورډ مجلس).

Unassembled PCBS

PCBA (Assembly)

د موادو چمتو کول

پدې مرحله کې ستاسو د EE ډیزاین کې ، تاسو باید برخې غوره کړې وې. You can ask the PCBA manufacturer to order the required components for you, or do it yourself if you choose a supplier. هغه موضوعات چې پاملرنې ته اړتیا لري:

Lead time: As these components come from different suppliers, keep the lead time in mind. For some components, it can take up to 8-16 weeks.

Packaging: Order components from reels that are automatically picked up by SMT machines instead of packaging them individually.

د لږترلږه امر مقدار: د برخې لږترلږه امر مقدار چیک کړئ. که تاسو د لږترلږه څخه لږ پیرود کوئ ، ډاډ ترلاسه کړئ چې ټاکل شوي اجزا په سټاک کې دي. For small batches (up to 50), you can order online from DigiKey or Mouser. د نورو مقدارونو لپاره ، مهرباني وکړئ د خپل تولید کونکي څخه مشوره وغواړئ.

Loss: Order 10% more to cover loss (not for expensive components)

Install components on the PCB

There are two main ways to place components on a PCB surface:

Through-holes (through-holes) are manual methods of assembling assemblies with wires into holes on the surface of a PCB. It is also commonly known as DIP or dual in-line packaging process. (See SMT in progress in this video)

SMT (د سطحې ماونټ ټیکنالوژي) په ډله ایز تولید کې ترټولو پراخه کارول شوې میتود دی. It is done by fast, accurate SMT machines that save you time, money and avoid human error.

یادونه:

Your component type number must not exceed the number of reels that the manufacturer’s SMT machine can support.

Optimize and consolidate your components so that only one SMT runs.

Check manufacturer supported footprint pad sizes. Otherwise, the SMT machine will not install components correctly.

Some larger components cannot be installed by machine and still require manual through-hole work. Therefore, both technologies can be used on the same board.

Any components you need to manually add via the through-hole method add to the manufacturing cost.

Reflow soldering

Reflow soldering is the process of making components “stick” to the PCB. PCBA د سرکټ بورډ د ریفلو فرنس یا انفرارډ څراغ له لارې ګرموي تر هغه چې سولډر خړوب شي ، پدې توګه د تل لپاره د سرکټ بورډ برخې سره نښلوي.

The trickiest part here is not to overheat or damage the components, because the thermal characteristics of each package are different. د PCBA یو باوري تولید کونکی به د دې پروسې مسؤل وي ، او ټول هغه څه چې تاسو یې کولو ته اړتیا لرئ دا د برخې مشخصات چمتو کول دي.

د ریفلوکس پروسه.

Other welding methods:

د څپې سولډینګ اساسا د لاسي سوري میتود لخوا په لاسي ډول اضافه شوي برخو لپاره کارول کیږي. پدې حالت کې ، ستاسو PCBA به لومړی د ریفلو ویلډینګ فرنس څخه تیریږي ، او بیا به په لاسي ډول نورې برخې اضافه کړي وروسته لدې چې د څپې سولډینګ ماشین څخه به تیریږي.

د اوسپنې ویلډینګ د ځانګړي شرایطو لپاره کارول کیدی شي ، مګر د ډله ایز تولید لپاره ندي.

ازموینه او د کیفیت تفتیش

پدې مرحله کې ، د PCBA نمونې ازمول کیږي ترڅو کیفیت ډاډمن شي. عام غلطۍ دا دي: په منقطع برخو کې لنډ سرکټونه ، غلط ترتیب شوي برخې او د سرکټ برخې چې باید وصل نشي. ترټولو عام ازموینې:

ICT (آنلاین ازموینه). When designing a PCB, some test points are usually reserved for debugging, programming, and other purposes. د ICT ماشین به دا د ازمونې ټکي د خلاص/لنډ سرکټ ازموینې لپاره وکاروي او وګوري چې د غیر فعال برخو ارزښتونه (مقاومت کونکي ، انډکټرز ، کیپسیټرز) د مشخص حد کې دي.

AOI (د اتوماتیک نظری معاینه). Manufacturers use a “gold sample” (reference PCBA) to compare with other samples. د دې ازموینې لپاره ، د هارډویر جوړونکی به اړتیا ولري تولید کونکي ته پیرامیټرې تنظیم کولو لپاره مشخصات او زغم چمتو کړي.

ایکس رې. The PCBA manufacturer will use X-rays to check the welding conditions of the BGA (ball Grid Array) components. په دې ویډیو کې د ایکس رې ازموینه وګورئ.