Razvoj štampanih ploča. Programi za dizajn štampanih ploča

Obično inženjer elektronike ili elektrotehnike dizajnira kolo, a stručnjak za raspored vrši razvoj štampanih ploča. Njihov dizajn je specijalizovana veština. Postoji mnogo metoda i standarda koji se koriste za dizajn štampane ploče koja je laka za proizvodnju, ali je istovremeno mala i jeftina.

PP se široko koristi u svim elektronskim proizvodima, kao što su mašinstvo, energetika, transport, bežični uređaji, robotske aplikacije i mnoge druge oblasti nauke i tehnologije. Omogućavaju brz rad, pristup, upravljanje, praćenje i tačne rezultate u poređenju sa drugim uređajima za povezivanje.

Pojedinačne štampane ploče

Štampana ploča (PP) mehanički podržava i električno povezuje elektronske komponente koristeći provodne staze, veze i druge elemente urezane od bakarnih listova laminiranih na neprovodnoj podlozi. Ima unaprijed dizajniran dizajn i dizajn bakarnih staza na provodnom Limu. Dakle, razvoj štampane ploče smanjuje mogućnost kvarova koji proizlaze iz slabih veza, dok je montaža komponenti jednostavna - radio-amater može samo postaviti komponente i lemiti ih.

Mnogi programeri koriste pojedinačni PP umjesto gotovog proizvoda zbog činjenice da ih prilagođeni dizajn čini kompaktnijim, praktičnijim za korištenje, jer radio-operater amater sam odlučuje gdje će postaviti dijelove. I na kraju, ploča je mnogo jača, za razliku od gotovih proizvoda, koji su prožeti mnogim rupama koje proizvode čine slabima.

Tehnologija proizvodnje štampanih ploča je prilično jednostavna:

1. Razvoj izgleda.
2. Ispis šeme.
3. Prenos kola termičkom metodom na bakrenu ploču.
4. Jetkanje PP u posebnom rastvoru željeznog hlorida, nakon čega slijedi pranje vodom za uklanjanje ostataka reagensa.
5. Uklonite preostalo mastilo rastvaračem da biste otkrili neobojeni bakarni deo.
6. Nakon uklanjanja mastila, biće vam potrebne rupe za lemljenje komponenti na ploči.
7. Prema završenoj šemi , komponente su lemljene.

Alati i reagensi

Štampane ploče izrađene su od posebnih materijala koji ne provode električnu energiju, poput vlakana i stakla. Krugovi su napravljeni na PP-u sa bakrenim stazama umjesto električnih žica, za komunikaciju sa komponentama.

Da biste razvili štampanu ploču vlastitim rukama, prvo morate kupiti sljedeće Alati i materijali:

• mini bušilica (Dremel);
• gvožđe za domaćinstvo;
• laserski štampač / mašina za fotokopiranje;
• rukavice za lateks;
• naočare za zaštitu očiju;
• rastvor za kiseljenje (gvozdeni hlorid);
• marker sa tankim vrhovima;
• uzbuna;
• mat / sjajni papir;
• plastična pinceta;
• plastične slamke;
• krpe;
• brusni papir.

Stvaranje dizajna

Ako Radio-amater već ima raspored za izradu štampane ploče vlastitim rukama, može jednostavno preskočiti ovaj korak i prijeći na sljedeći ili nacrtati dijagram direktno na ploči ako ne planira izvesti PP štampanjem. Prije stvaranja ploče, prvo razvijte krug. Bolje je to učiniti koristeći pouzdan softver za dizajn, kao što je Eagle layout Editor. Za ljude koji traže manje složen softver, možete preporučiti Microsoft Powerpoint. Prilikom štampanja izgleda koristi se laserski štampač ili fotokopir mašina. Inkjet štampači neće raditi jer je njihovo mastilo rastvorljivo u vodi i ne može se prenijeti na PP. Upotrijebite bilo koji sjajni papir, čak će i članci u časopisima poslužiti.

Dalje, koristite običan domaćinstvo željeza, peglanje štampani krug na ploči. Prilikom peglanja ispisanog rasporeda, mastilo se prenosi sa papira na dasku. Morate podesiti maksimalnu temperaturu pegle ako je papir debeo, ali ako ne - prosjek. Zatim namočite ploču u posudi sa vodom iz slavine 2-5 minuta ili je stavite pod tekuću vodu iz sudopera. Zatim lagano obrišite površinu tako da se tinta ne ukloni. Otpilite višak PP ploče i brusite sitnim brusnim papirom. Ako su neka područja s tintom nenamjerno uklonjena tijekom čišćenja, morate vratiti šemu markerom i ravnalom.

Bakropis i restauracija ploče

Postoje različite varijante rješenja za kiseljenje, ali najčešći je gvožđe hlorid, koji se koristi u proizvodnji štampanih ploča sa svojim rukama. Reagens se koristi u plastičnoj posudi, a nikada u metalnoj posudi. Sipajte reagens u posudu, ostavite dasku 30-45 minuta, a zatim je izvadite iz posude. Nagrizajte područje zaštićeno mastilom i uklonite ga na kraju.

Tehnologija proizvodnje štampanih ploča:

1. Štampana ploča se opere vodom iz slavine nakon urezivanja u rastvor, rukavice i naočare se uvek nose prilikom čišćenja. Takođe je preporučuje se za upotrebu plastična pinceta i ne koristiti metalne alate.
2. Očistite preostalo mastilo sapunom za veš nakon jetkanja da biste otkrili bakarni deo ploče, možete ga očistiti malim komadom finog brusnog papira, dajući mu sjaj.
3. Zatim se rupe izbuše mini bušilicom prema šemi i ponovo isperu vodom. Bušenje se vrši na bakrenoj strani, jer tamo postoji dijagram koji će poslužiti kao vodič.

Efikasno postavljanje tragova na štampanu ploču je teška vještina i zahtijeva puno strpljenja. Ovaj zadatak je uvelike pojednostavljen zahvaljujući izgledu lako dostupnog besplatnog softvera Diptrace na ruskom jeziku (verzija 2.0.1.7) za dizajn izgleda, koji se može preuzeti sa službene web stranice.

Verifikacija zahtjeva za dizajn

Preporučuje se da izvršite funkcije verifikacije kola pre nego što se integriše u štampanu ploču. Proučavanje vrsta komponenti korišćenje softvera naravno, može se garantovati da je interval kola unutar tolerancija, da nema problema sa ograničenjima veličine i drugim zahtjevi za plasman, koje su obavezne za ovu vrstu objekata kako bi se osigurala pouzdanost i sigurnost rada. Kvalitet ploče i jednostavnost postavljanja povećavaju efikasnost gotovog proizvoda.

Program za razvoj štampanih ploča može identifikovati složene strukture koje tokom proizvodnje mogu dovesti do sukoba između komponenti ili električnih kola, uzrokovati probleme sa širinom staze, veličinom fizičke komponente ploče, pa čak i elektromagnetne smetnje od drugih elemenata.

Stoga, izgled PP-A treba optimizirati pomoću softvera koji najbolje zadovoljava potrebe dizajnera. Neke funkcije su prisutne u mnogim ponudama, ali malo njih ima poboljšane alate za dizajn štampanih ploča, pa je stoga bolje za dizajnera za korištenje savjet stručnjaka prije odabira programa.

Odabir Softvera

Najvažniji element u elektronskim krugovima i opremi je štampana ploča. Moguće je izgraditi elektronsko kolo sa maketama i nultim pločama, ali ova metoda je niskog nivoa i manje efikasna, jer će šema dizajna biti predmet oštećenja, a rezultat može biti žalosan, jer dizajn uključuje složen proces postavljanja komponenti kola. Danas se na Internetu nude mnogi programi za proizvodnju štampanih ploča.

Zahtjevi Za Odabir Softvera:

1. Funkcija treba da odgovara stilu rada dizajnera. Mnogi programeri počinju sa dijagramom i prenose rezultate na dizajn PP izgleda. Ako dotični softver ne podržava ovaj smjer, vjerovatno je bolje izabrati drugi program.
2. Fleksibilnost. Stvaranje velikog izgleda je jedna stvar, ali ako ga izvodi nisko funkcionalni program, to neće donijeti veliku vrijednost proizvodu. Softver za raspored treba da odgovara projektima, kako za krute tako i za fleksibilne ploče, Prema izboru dizajnera.
3. Softverska podrška-dobavljač je dužan da pruži efikasnu podršku, posebno važnu za dizajnere, koji nisu upoznati sa CAD alatima.
4. Ažuriranja - minimalna učestalost ažuriranja programa od strane dobavljača je 1 svakih šest mjeseci. Izgled i dizajn PP-A se stalno razvijaju zajedno sa tehnologijom. Softver koji se ne menja tokom vremena biće beskoristan u relativno kratkom periodu.

Uvođenje softvera za raspored u proces projektovanja štampane ploče povećaće efikasnost postavljanja komponenti i smanjiti broj problema koji nastaju prilikom prelaska ploča u faze izrade prototipa i konačne proizvodnje. Što se raniji problemi otkriju u tom procesu, to je jeftinije da ih otklonimo. Ovo postaje još važnije jer su inženjeri suočeni sa zadatkom razvoja složenijeg, višeslojnog i tankog PP-a za savremenu elektroniku i minijaturne uređaje. Pametne telefone i pametne televizore sa ravnim ekranom samo su neki primjeri aplikacija za sve složenije PP rasporede.

Savjetujem mnogim programerima da koriste Sprint-raspored za štampane ploče - ovo je softverski alat koji se koristi za izradu izgled jednostranog, dvostranog, pa čak i višeslojnog PP-A. Pomoću nje možete brzo i jednostavno dizajnirati ploču, jer alat nema ograničenja u dizajnu vaše štampane ploče.

Eagle i Multisim proces dizajna

Izrada štampane ploče koja podržava fizičke elektronske komponente i njihovo ožičenje kroz površinski montirane bakarne staze je zaista izuzetna. Da bi domaći PP zadovoljio moderno stanje, bio funkcionalan i pouzdan, najbolji postupak PP dizajna se izvodi sa CAD softverom, na primer Eagle. Ovaj tip Softver za dizajn PCB-a sadrži biblioteku komponenti koje se mogu koristiti za izgradnju kola. Također je moguće promijeniti položaj dizajna kola, a zatim promijeniti u skladu sa zahtjevima standarda i pogodnosti.

Tehnologija proizvodnje štampanih ploča sa orlom:

1. Otvorite program za dizajn ploče Eagle.
2. Pojaviće se prozor sa trakom menija.
3. Kliknite na meni datoteka.
4. Odaberite "novi dizajn" sa padajućeg menija.
5. Kliknite na meni biblioteka.
6. Odaberite "uređaji/simbol" sa padajućeg menija.
7. Odaberite odgovarajući komentar dvostrukim klikom na njega tako da se komponenta pojavi u prozoru.
8. Dodajte sve komponente i nacrtajte dijagram s ispravnim vezama.
9. Unesite ocjenu svake komponente u skladu sa zahtjevom.
10. Idite na alatnu traku command i kliknite na "uređivači teksta", "opcije" i zatvorite prozor.
11. Tada se pojavljuje crni ekran sa izgledom ili dijagramom, sprema se u formatu slike.
12. Izgled se generiše iz konačnog rasporeda softverske ploče za njegovu oznaku, koja se šalje u proizvodnu jedinicu, gde se negativna slika ili maska štampaju na plastičnom listu.
13. Odaberite sirovine.
14. PP baza je izrađena od neraskidivog stakla ili stakloplastike sa bakrenim premazom na jednoj ili obje strane ploče.
15. PP, koji su napravljeni od neraskidivog fenolnog papira, jeftiniji su i često se koriste u kućanskim aparatima. Moguće je koristiti tanak industrijski laminat, Obložen bakrom, sa jedne ili dve strane.
16. Zatim prolaze kroz standardni PP proizvodni postupak opisan gore.

Različite metode za proizvodnju

Radio-amateru je lako napraviti štampane ploče kod kuće. Ovo će uštedjeti mnogo vremena na procesima otklanjanja grešaka i dvostrukoj provjeri veza na izgledu. Možete napraviti vlastiti Arduino.

Postoje tri glavne metode za proizvodnju:

1. Peglajte na sjajnom papiru metodom grijanja.
2. Dijagram ručno na PP.
3. Lasersko graviranje. Budući da je laserska metoda industrijska metoda proizvodnje ploča, domaći majstori koriste prve dvije.

PCB dizajn: PCB

1. dizajn se obično izvodi pretvaranjem šeme kola u izgled korišćenje softvera.
2. Postoji mnogo cool softverskih paketa otvorenog koda za kreiranje i dizajn PP izgleda.

Mnogi razvijači elektronskih uređaja u kod kuće , preporučite one, to daje najveća prednost:

• Eagle;
• PCBWizard.

Šema u Cadsoft Eagle

Korišćenje softvera za raspored na posao u procesu dizajniranja štampanih ploča poboljšaće kvalitet, omogućiti vam da kreirate projekte spremne za proizvodnju, ubrzate ulazak na tržište i smanjite troškove. Cadsoft Eagle jedan je od najkvalitetnijih programa za izradu ploča. Na primjer , razmislite o stvaranju PP-touch prekidača koristeći IC555.

Algoritam izvršenja:

1. Uključeno u Eagle: datoteka > Izvoz > Izgled slike i izvođenja.
2. Odštampajte izgled PP pomoću laserskog štampača i A4 foto papira ili sjajnog papira i uverite se da je ispis napravljen na sjajnoj strani papira.
3. Izrežite bakrenu ploču prema veličini izgleda pomoću nožne testere ili rezača.
4. Obradite bakrenu stranu štampane ploče pomoću brusnog papira ili abrazivnih spužvastih pilinga. Ovo uklanja gornji oksidni sloj bakra, kao i sloj fotoreziste. Polirane površine vam takođe omogućavaju da bolje zalijepite sliku sa papira.
5. Prenesite PP na bakrenu ploču. Gornji sloj okrenite vodoravno. Stavite bakrenu površinu ploče na odštampani raspored, uverite se da je ploča pravilno poravnata sa granicama štampanog rasporeda i pomoću trake držite ploču i štampani papir u ispravnom položaju.
6. Nakon štampanja na sjajnom papiru, pegla se zaglađuje svojom slikom nadole do bakrene strane, zatim se električna pegla zagreva na maksimalnu temperaturu.
7. Stavili su ploču i foto papir na čisti drveni stol prekriven stolnjakom, sa stražnjom stranom foto papira na sebi, glačali foto papir, vršeći mali pritisak, oko 5-15 minuta.
8. Nakon peglanja stavite štampani tanjir u toplu vodu na oko 10 minuta. Papir će se rastvoriti, a zatim ga možete pažljivo ukloniti. U nekim slučajevima, prilikom uklanjanja papira, pojedinačne staze gube boju, tako da možete koristiti crni marker za potamnjenje.
9. Prije jetkanja ploče, prvo stavite gumene rukavice.
10. Stavite novine na pod tako da ih rastvor za kiseljenje ne pokvari.
11. Napunite plastičnu kutiju vodom.
12. Otopite 2-3 kašičice željeznog hlorida u vodi.
13. Štampana ploča se oslobađa u rastvor za jetkanje (rastvor gvozdenog hlorida, FeCl3) oko 30 minuta, reagens reaguje sa nemaskiranim bakrom i uklanja neželjeni bakar sa ploče.
14. Kliještima uklonite PP i provjerite je li cijelo neotkriveno područje urezano ili ne, možete ga ostaviti u rastvoru još neko vrijeme.

Morate biti oprezni pri odlaganju rastvora za kiseljenje, otrovan je za ribe i druge organizme u vodenom okruženju. Strogo je zabranjeno sipati ga u sudoper, umjesto toga se više puta razrjeđuje i sipa na sigurno mjesto.

Praktični dizajn sa Dizajnompark PCB

DesignSpark PCB je alat za dizajn PCB komponenti RS. Deo je paketa aplikacija dizajniranih da podrže brzu izradu prototipa kroz mehanički i elektronski dizajn i pušten je na tržište 2010. godine.

RS Components je razvio online zajednicu koja aktivno razvija projekat, što i ne čudi, budući da je RS svjetski poznata i cijenjena organizacija koja objavljuje svoja rješenja za elektronski dizajn. Alat je besplatan, ali postoji opcija za komercijalnu upotrebu.

Uprkos besplatnom, to je kompletan i profesionalan program koji vam omogućava da kreirate nekoliko stranica shematskih modela, nema ograničenja u veličini štampane ploče i proizvodi standardne datoteke konačnog formata.

Savjeti zanatlija

Jednostavna šema može se razviti nakon nekoliko sati treninga. Složeniji projekti koji koriste složeni softver zahtijevaju više posvećenosti i strpljenja, pa je bolje koristiti savjete profesionalaca.

Savjeti za početnike:

1. Preuzmite i instalirajte softver za štampanu ploču po vašem izboru.
2. Pokrenite dizajner PP šeme. U Eagleu se to može učiniti odlaskom na "File", " New " i "Schema".
3. Dodaj sve potrebni detalji od biblioteke do štampane ploče i povežite ih zajedno prema dizajnu. Ako dio nije dostupan u biblioteci, morat ćete ga kreirati. Da biste to učinili, slijedite upute u odjeljku Pomoć o tome kako dodati novi dio u biblioteku.
4. Provjeri za greške veze klikom na "Alati", a zatim"ERC". Ako postoje greške, ispravite ih prije nego što pređete na sljedeći korak.
5. Uputite program da kreira izgled direktno sa dijagrama.
6. Pomoću miša premeštaju sve komponente na mesto gde treba da se nalaze na štampanoj ploči. Istovremeno, preporučuje se slijediti šemu i ne brinuti o linijama koje povezuju komponente.
7. Od ovog trenutka, PP se različito rukuje u različitim programima, na primjer, u Eagle-u kliknu na "Rasnest" na lijevoj traci menija da obrišete žice za povezivanje zraka, u drugim programima možete pogledati datoteke pomoći.
8. Morate pronaći režim" Auto " na traci menija kako bi softver mogao automatski izvršiti praćenje. Ova funkcija nikada ne radi savršeno, pa neke jastučiće treba ostaviti za povezivanje.
9. Promijenite veličinu ploče pomjeranjem Ivica u skladu sa potrebama. Dobra praksa je ostaviti oko 1/2 inča prostora sa svake strane pravougaone ploče.
10. Ako se koristi Sprint Layout 6 i morate kreirati uzemljenje, upotrijebite naredbu "polygon gnd", pritisnite "Enter" i mišem kreirajte odabrano područje. Odaberite "Auto" u lijevom meniju da automatski postavite poligon za transe, platforme i prelaze. U principu, to je to, nakon toga je izgled PP-A spreman.

Stoga se može sumirati da dizajn štampane ploče ne zahtijeva posebne vještine i puno strpljenja. Za to nije potrebno proći posebnu obuku, jer većina programa za označavanje dolazi s vodičima i primjerima korak po korak koji se uspješno koriste za učenje osnova.