Аз схемаҳои прототипӣ дар тахтаҳои нон то тарҳрезии худи мо Шӯрои ноҳиявии чопшуда (PCBS), it was like getting off the training wheels. There’s a lot to learn about this process, so let’s get started. Тарҳрезии PCB дар раванди муҳандисии электрикӣ (EE) амалӣ карда мешавад. EE “мағзи сари” кори дастгоҳҳоро эҷод мекунад. 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). Андозаи маҳсулот ҳангоми раванди тарроҳии муҳандисии электронӣ муайян карда мешавад. Шумо метавонед видеоро дар бораи он дар ин ҷо тамошо кунед. 2. Қабатҳои PCB – Қабатҳои бештар, ИСТЕҲСОЛИ PCB мураккабтар аст. (Эзоҳ: Ҳатто як ПКБ-и якқабата метавонад PCB-и мураккаб бошад, аммо дар ин ҷо мо дар бораи мураккабии сохтани PCB сухан меронем. Ҳар қадар қабатҳои PCB зиёд бошанд, истеҳсоли он гаронтар мешавад.)

Layer 2 is usually used for simple toy products

Маҳсулоти марбут ба Iot одатан аз 4 қабат иборатанд

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.

Маълумоте, ки шумо бояд ба истеҳсолкунандагони PCB пешниҳод кунед:

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

Маводҳо (FR-2 (коғази фенолии пахта), FR-3 (коғази пахта ва эпокси), FR-4 (нахи шиша ва эпокси… Etc.)

Thickness (0.5 mm, 1.0 mm… Etc.)

Color (red, black, green… Etc.)

Коркарди рӯизаминӣ (ENIG (никели кимиёвӣ/таъмири тилло), DIG (таъмири мустақими тилло), OSP (консервантҳои пӯшонидашавандаи органикӣ ва ғайра)

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

Файли Gerber

PCB design process:

Тарроҳии ноҳиявӣ

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. We like Quadcept because it is optimized for designing PCBS for manufacturing (for example, you can export a Bill of Material (BoM) directly from the tool) and is cloud-based, so it can be easily used anywhere. (They also offer a free community version of the tool for manufacturers and students.)

There are many other options you can choose from:

Алтиум

ExpressPCB

Дастгоҳи басомад

KiCad

Cadence allegro

щолин

Тарҳрезии компютерӣ

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. Файли намунавӣ ба шумо дар кашидани схема кумак мекунад. 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. (Эзоҳ: тафсилоти раванди тарроҳӣ аз асбоби нармафзори интихобшуда вобаста хоҳад буд).

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

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. Илова бар ин, истеҳсолкунанда метавонад дастгоҳро тавассути нуқтаҳои санҷиши ин ҳуҷҷат озмоиш кунад.

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. Баръакси схема, тарҳбандии PCB ҷузъҳои воқеиро ба маконҳои дақиқи PCB таъин мекунад ва роҳҳоеро нишон медиҳад, ки ҳар як ҷузъро байни қабатҳои PCB пайваст мекунанд. 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. Ҳамин тариқ, шумо метавонед пайи интиқолдиҳандаро кӯтоҳ нигоҳ доред ва садо ва дахолатро кам кунед.

Ҳангоми тарҳрезии PCB интерфейси корбар (UI) низ бояд дар назар дошта шавад. Компонентҳо ба монанди аудиогузарҳо, пайвасткунакҳо, чароғҳо ва ғайра бояд барои ба даст овардани таҷрибаи беҳтарини корбар танзим карда шаванд.

Once the layout is designed, a Gerber file is generated. Истеҳсолкунандаи PCBA -и шумо ин файлро истифода мебарад. There are many companies that offer these services, and from HWTrek’s expert library we recommend Kingbrother, NexPCB, and HQPCB.

Sample Gerber files

Ҷойгиркунии ҷузъҳо дар PCB хеле муҳим аст. 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. Ин барои бунёди минбаъдаи таҳкурсӣ барои илова кардани ҷузъҳо ба PCB ва истеҳсоли PCBA (маҷмӯи тахтаи ноҳиявии чопӣ) асос хоҳад буд.

Unassembled PCBS

PCBA (Assembly)

Тайёр кардани мавод

Дар ин лаҳза дар тарҳи EE -и худ, шумо бояд ҷузъҳоро интихоб кунед. You can ask the PCBA manufacturer to order the required components for you, or do it yourself if you choose a supplier. Масъалаҳои ба диққати махсус ниёзманд:

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.

Minimum order quantity: Check the minimum order quantity of the component. Агар шумо камтар аз ҳадди ақал харед, боварӣ ҳосил кунед, ки ҷузъҳои интихобшуда дар саҳҳомӣ ҳастанд. For small batches (up to 50), you can order online from DigiKey or Mouser. Барои миқдори бештар, лутфан аз истеҳсолкунандаи худ маслиҳат пурсед.

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)

Усули аз ҳама васеъ истифодашаванда дар истеҳсоли оммавӣ SMT (технологияи ба сатҳи рӯизаминӣ) мебошад. It is done by fast, accurate SMT machines that save you time, money and avoid human error.

Дар хотир доред:

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

Кафшеркунии дубора ҷараёни сохтани ҷузъҳо ба PCB мебошад. The PCBA heats the circuit board through a reflow furnace or an infrared lamp until the solder melts, thereby permanently attaching the component to the circuit board.

The trickiest part here is not to overheat or damage the components, because the thermal characteristics of each package are different. Истеҳсолкунандаи боэътимоди PCBA барои ин раванд масъул хоҳад буд ва танҳо ба шумо лозим аст, ки ба онҳо хусусиятҳои техникиро пешниҳод кунед.

Раванди рефлюкс.

Дигар усулҳои кафшеркунӣ:

Пайвастани мавҷҳо асосан барои ҷузъҳои дастӣ бо усули сӯрохи истифодашаванда истифода мешавад. Дар ин ҳолат, PCBA -и шумо аввал аз кӯраи кафшери дубора мегузарад ва сипас дастгоҳҳои дигарро дастӣ илова мекунад, зеро он тавассути мошини кафшеркунии мавҷ мегузарад.

Кафшери оҳан метавонад барои ҳолатҳои мушаххас истифода шавад, аммо на барои истеҳсоли оммавӣ.

Санҷиш ва санҷиши сифат

Дар ин қадам, намунаҳои PCBA барои таъмини сифат озмоиш карда мешаванд. Хатогиҳои маъмул инҳоянд: ноқилҳои кӯтоҳ дар ҷузъҳои ҷудошуда, ҷузъҳои ба ҳам мувофиқ наомада ва қисмҳои схема, ки набояд васл карда шаванд. Санҷишҳои маъмултарин:

ТИК (санҷиши онлайн). When designing a PCB, some test points are usually reserved for debugging, programming, and other purposes. Мошини ТИК ин нуқтаҳои санҷиширо барои озмоиши кӯтоҳ/кӯтоҳ истифода мебарад ва санҷиш мекунад, ки қиматҳои ҷузъҳои ғайрифаъол (резисторҳо, индукторҳо, конденсаторҳо) дар доираи мушаххасот ҳастанд.

AOI (Бозрасии худкори оптикӣ). Manufacturers use a “gold sample” (reference PCBA) to compare with other samples. Барои ин озмоиш, офарандаи сахтафзор бояд ба истеҳсолкунанда барои муқаррар кардани параметрҳо мушаххасот ва таҳаммулпазирӣ диҳад.

Рентген. The PCBA manufacturer will use X-rays to check the welding conditions of the BGA (ball Grid Array) components. Дар ин видео озмоиши рентгениро тамошо кунед.