Printplaat

Het meest vitale element in elektronische schakelingen en apparatuur is de printplaat (PCB). Het is ook mogelijk om een elektronisch circuit te bouwen met breadboards en nulborden, maar de methode is laag en minder efficiënt, waarbij het ontwerpcircuit gevoelig is voor beschadiging en het ontwerpen een complex proces omvat van het plaatsen van de componenten van het circuit.

De uitvinding van de printplaat die fysieke elektronische componenten ondersteunt en hun bedrading via de koperen opbouwsporen is echt opmerkelijk. We kunnen ten minste één PCB zien in alle elektronische gadgets, variërend van mobiele telefoons tot computers.

Wat is een printplaat?

Elektronische schakelingen in de techniek en de industrie worden normaal gesproken vervaardigd met behulp van printplaten (PCB's). Deze platen zijn gemaakt van speciale materialen die geen elektriciteit geleiden zoals glasvezel en glas. De circuits zijn op de borden ontworpen met koperen sporen in plaats van draden voor de geleiding van elektriciteit tussen de elektronische componenten.

De elektronische componenten worden op hun respectievelijke posities gefixeerd door gaten in het bord te boren, de componenten te plaatsen en ze vervolgens op de juiste posities te solderen, zodat de koperen sporen en componenten samen een circuit vormen. De printplaten die worden gebruikt in alle elektronische producten zoals auto's, draadloze apparaten, Robotic applicaties , enz., bieden snelle werking, toegang, controle, bewaking en nauwkeurige en exacte resultaten in vergelijking met andere op bedradingsmethoden gebaseerde apparaten. De onderstaande afbeelding laat zien hoe het circuit is gerangschikt op een PCB met de koperlaag.

555 Timer printcircuit

555 Timer printplaat

Ontwerpproces van een PCB

Afhankelijk van de fabrikant van de printplaten zijn er talloze manieren om printplaten te ontwerpen. Dit printplaatontwerp kan in bulk worden vervaardigd met behulp van verschillende machines in de PCB-fabricage-industrieën, waaronder boor-, pons-, plating- en eindfabricageprocessen die worden uitgevoerd door sterk geautomatiseerde machines. Laserboringen met CNC-machines, automatische plaatmachines, stripetsmachines en het gebruik van optische inspectieapparatuur, vliegende sondetesters voor het elektrisch testen van printplaatprocessen resulteren in hoogwaardige PCB's (met een hoger productieopbrengst).

Voor een lezer om dit concept op het basisniveau van printplaatontwerp te begrijpen, zullen de volgende stapsgewijze procedures voor het ontwerpen van een printplaat op verschillende niveaus helpen en ijverig begeleiden.

Stap 1: Ontwerp het PCB-circuit met software

Teken het schakelschema met de PCB-layout-software zoals CAD-software, Eagle en Multisim-software. Dit soort PCB-ontwerpsoftware bevat een bibliotheek met componenten die kunnen worden gebruikt om het circuit te bouwen. Het is ook mogelijk om de positie van het circuitontwerp te wijzigen en deze vervolgens aan te passen aan uw gemak en vereisten. Hier hebben we Eagle-software geselecteerd om het circuit te ontwerpen en de procedure is als volgt:

Open de ontwerpsoftware van Eagle-printplaten.
Er verschijnt een venster met een menubalk.
Klik op het bestandsmenu.
Selecteer ‘nieuw ontwerp’ in het vervolgkeuzemenu.
Klik op het bibliotheekmenu.
Selecteer ‘kies apparaten / symbool’ in het vervolgkeuzemenu.
Selecteer een relevante opmerking door erop te dubbelklikken, zodat de component in het venster verschijnt.
Voeg alle componenten toe en teken het circuit met de juiste aansluitingen zoals weergegeven in de afbeelding.

PCB circuit met software

Voer de beoordeling van elk onderdeel in volgens de vereiste.
Ga naar de Command-werkbalk en klik op Teksteditor varriages, klik op Varriages en sluit het venster.
Vervolgens verschijnt een zwart scherm met de lay-out of het filmdiagram van het circuit zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, en sla dit op als een afbeeldingsformaat.

Gedrukte circuitlay-out

Stap 2: filmgeneratie

De film wordt gegenereerd op basis van het voltooide printplaat diagram van de PCB-layout-software die naar de productie-eenheid wordt gestuurd waar het negatieve beeld of masker op een plastic vel wordt afgedrukt.

Film van Circuit

Stap 3: Selecteer grondstof

Het grootste deel van de printplaat is gemaakt van onbreekbaar glas of glasvezel met koperfolie aan een of beide zijden van de plaat. Zo zijn de PCB's gemaakt van onbreekbaar fenolpapier met een gebonden koperfolie minder duur en worden ze vaak gebruikt in huishoudelijke elektrische apparaten.
Meestal is 0,059 dik, met koper bekleed laminaat volgens industriestandaard, enkelzijdig of dubbelzijdig karton vereist. Panelen kunnen worden geschoren om May-planken van verschillende afmetingen te bevatten.

Met koper beklede gelamineerde platen

Stap 4: boorgaten voorbereiden

Machines en hardmetalen boren worden gebruikt om gaten in de printplaat te maken. Er zijn twee soorten machines beschikbaar om de printplaten te boren, waaronder handmachines en CNC-machines. De handmachines vereisen menselijke tussenkomst of inspanning om de gaten te boren, terwijl CNC-machines computergestuurde machines zijn die werken op basis van machinetijdschema's of programma's die zowel automatisch als handmatig worden uitgevoerd. Het boorpatroon wordt in de computer opgeslagen zoals boormaten, het aantal gaten per paneel, boorstapel, geboorde tijd per belasting, etc. De printplaten worden in de CNC-machine geplaatst en de gaten worden geboord volgens het bepaalde patroon om plaats printplaatcomponenten.

Boorgaten voorbereiden

Stap 5: afbeelding toepassen

De lay-out van de gedrukte schakeling kan op verschillende manieren op PCB's worden afgedrukt, zoals een handmatige pen, droge transfers, penplotters en printers. De laserprinters zijn een betere manier om de lay-outs op printplaten af te drukken. De volgende stappen worden gebruikt om de PCB-layout af te drukken met een laserprinter:

Afbeelding toepassen

Neem schoon en netjes koperpapier en plaats dit op de laserprinter.
Bewaar vervolgens de ontworpen lay-outfilm op de computer.
Een laserprinter drukt de ontworpen circuitlay-out af op koperpapier wanneer hij een afdrukopdracht van de computer ontvangt.

Stap 6: Strippen en etsen

Dit proces omvat het verwijderen van het niet-bedrade koper op de PCB's door verschillende soorten chemicaliën te gebruiken zoals ijzerchloride, ammoniumper-sulfaat, enz. Maak het oplosmiddel door 1% natriumhydroxide en 10 gram natriumhydroxidepellets te mengen met een liter water en meng het tot alles is opgelost. Vervolgens wordt de print op een chemisch bakje gelegd en met een borstel schoongemaakt. tijdens dit proces, als de PCB nog vettig is, vanwege aangebrachte zonnebloem- of zaadolie, kan het ontwikkelingsproces ongeveer 1 minuut duren.

Strippen en etsen

Stap 7: testen

Nadat het fabricageproces van de printplaat is voltooid, ondergaat de printplaat een testproces om te controleren of de printplaat goed werkt. Tegenwoordig zijn er veel automatische testapparatuur beschikbaar voor het testen van grote hoeveelheden printplaten.

De twee verschillende soorten testapparatuur die vandaag beschikbaar zijn om uw printplaten te testen, zijn onder meer ATG-testmachines die een vliegende sonde zijn, fixeerloze testers en naast een universele grid-testfunctie.

Testen

Dit gaat allemaal over het PCB-assemblageproces met relevante afbeeldingen. In de hele wereld zijn er zoveel organisaties die hebben geleid ontwerpwedstrijden voor beginners of liefhebbers. Ik hoop dat je misschien wat basisideeën over dit onderwerp hebt gekregen door het vanaf stap één te volgen en vervolgens het stapsgewijze ontwerpproces te behandelen. Verder kunt u bij twijfel over dit onderwerp of technische assistentie op het gebied van elektronica contact met ons opnemen door hieronder te reageren.