Entwurfsprozess für Leiterplatten

Leiterplatte

Das wichtigste Element in elektronische Schaltkreise und Ausrüstung ist die Leiterplatte (PCB). Es ist auch möglich, eine elektronische Schaltung mit Steckbrettern und Nullplatinen aufzubauen, aber das Verfahren ist ein niedriges und weniger effizientes Verfahren, bei dem die Entwurfsschaltung anfällig für Beschädigungen ist und der Entwurf einen komplexen Prozess des Platzierens der Komponenten der Schaltung beinhaltet.

Die Erfindung der Leiterplatte, die physikalische elektronische Komponenten und deren Verdrahtung durch oberflächenmontierte Kupferschienen unterstützt, ist jedoch wirklich bemerkenswert. Wir können mindestens eine Leiterplatte in allen elektronischen Geräten beobachten, die von Mobiltelefonen bis zu Computern reichen.

Was ist eine Leiterplatte?

Elektronische Schaltungen in Technik und Industrie werden normalerweise unter Verwendung von Leiterplatten (PCBs) hergestellt. Diese Platten bestehen aus speziellen Materialien, die keinen Strom leiten, wie z. B. Glasfaser und Glas. Die Schaltkreise sind auf den Platinen mit Kupferschienen anstelle von Drähten für die Stromleitung zwischen den elektronischen Bauteilen ausgelegt.

Das elektronische Bauteile werden in ihren jeweiligen Positionen fixiert, indem Löcher in die Platine gebohrt, die Komponenten platziert und dann an geeigneten Positionen verlötet werden, so dass die Kupferspuren und Komponenten zusammen einen Stromkreis bilden. Die Leiterplatten, die in allen elektronischen Produkten wie Automobilen, drahtlosen Geräten, Roboteranwendungen usw. bieten im Vergleich zu anderen auf Verdrahtungsmethoden basierenden Geräten eine schnelle Funktion, Zugriff, Steuerung, Überwachung sowie präzise und genaue Ergebnisse. Die folgende Abbildung zeigt, wie die Schaltung auf einer Leiterplatte mit der Kupferschicht angeordnet ist.

555 Timer-Leiterplattenschaltung

555 Timer-Leiterplatte

Entwurfsprozess einer Leiterplatte

Abhängig vom Leiterplattenhersteller stehen zahlreiche Möglichkeiten zur Gestaltung von Leiterplatten zur Verfügung. Dieses Leiterplattendesign kann als Massengut unter Verwendung mehrerer Maschinen in der Leiterplattenherstellungsindustrie hergestellt werden, einschließlich Bohr-, Stanz-, Beschichtungs- und Endfertigungsprozessen, die durch hochautomatisierte Maschinen durchgeführt werden. Laserbohrungen mit CNC-Maschinen, automatischen Beschichtungsmaschinen, Streifenätzmaschinen und die Verwendung von optischen Inspektionsgeräten sowie fliegende Sondentester zur elektrischen Prüfung von Leiterplattenprozessen führen zu hochwertigen Leiterplatten (mit einer höheren Produktionsausbeute).

Damit ein Leser dieses Konzept auf der Basisebene des Leiterplattenentwurfs verstehen kann, sind die folgenden schrittweisen Verfahren zum Entwerfen einer Leiterplatte auf verschiedenen Ebenen hilfreich und hilfreich.

Schritt 1: Entwerfen Sie die Leiterplattenschaltung mit einer Software

Zeichnen Sie den Schaltplan mit der PCB-Layout-Software wie CAD-Software, Eagle und Multisim. Diese Art von PCB-Design-Software enthält eine Bibliothek von Komponenten, mit denen die Schaltung aufgebaut werden kann. Es ist auch möglich, die Position des Schaltungsdesigns zu ändern und es dann nach Ihren Wünschen und Anforderungen zu ändern. Hier haben wir die Eagle-Software ausgewählt, um die Schaltung zu entwerfen. Die Vorgehensweise ist wie folgt:

• Öffnen Sie die Eagle-Leiterplatten-Design-Software.
• Ein Fenster mit einer Menüleiste wird angezeigt.
• Klicken Sie auf das Dateimenü.
• Wählen Sie 'Neues Design' aus dem Dropdown-Menü.
• Klicken Sie auf das Bibliotheksmenü.
• Wählen Sie im Dropdown-Menü die Option 'Geräte / Symbol auswählen'.
• Wählen Sie einen relevanten Kommentar aus, indem Sie darauf doppelklicken, damit die Komponente im Fenster angezeigt wird.
• Fügen Sie alle Komponenten hinzu und zeichnen Sie die Schaltung mit den richtigen Verbindungen, wie in der Abbildung gezeigt.

• Geben Sie die Bewertung jeder Komponente entsprechend der Anforderung ein.
• Gehen Sie zur Befehlssymbolleiste und klicken Sie auf Texteditor-Wagen, klicken Sie auf Wagen und schließen Sie das Fenster.
• Als nächstes erscheint ein schwarzer Bildschirm mit dem Layout oder dem Filmdiagramm der Schaltung, wie in der folgenden Abbildung gezeigt, und speichern Sie diesen als Bildformat.

Layout der gedruckten Schaltung

Schritt 2: Filmgenerierung

Der Film wird aus dem finalisierten generiert Leiterplatte Diagramm der PCB-Layout-Software, die an die Fertigungseinheit gesendet wird, wo das Negativbild oder die Maske auf einer Plastikfolie ausgedruckt wird.

Film der Schaltung

Schritt 3: Wählen Sie Rohmaterial

Der Großteil der Leiterplatte besteht aus einem unzerbrechlichen Glas oder Glasfaserglas, dessen Kupferfolie mit einer oder beiden Seiten der Leiterplatte verbunden ist. Daher sind die Leiterplatten aus unzerbrechlichem Papierphenol mit einer gebundenen Kupferfolie kostengünstiger und werden häufig in elektrischen Haushaltsgeräten verwendet.
Meistens sind 0,059 dicke, kupferkaschierte Laminate nach Industriestandard, entweder einseitig oder doppelseitig, erforderlich. Die Platten können so geschert werden, dass sie May-Platten unterschiedlicher Größe enthalten.

Kupferbeschichtete laminierte Platten

Schritt 4: Bohrlöcher vorbereiten

Maschinen und Hartmetallbohrer werden verwendet, um Löcher in die Leiterplatte zu bohren. Zum Bohren der Leiterplatten stehen zwei Maschinentypen zur Verfügung, darunter Handmaschinen und CNC-Maschinen. Die Handmaschinen erfordern menschliches Eingreifen oder Anstrengung, um die Löcher zu bohren, während CNC-Maschinen computergestützte Maschinen sind, die auf der Grundlage der Maschinenpläne oder Programme arbeiten, die sowohl automatisch als auch manuell ausgeführt werden. Das gebohrte Muster wird im Computer gespeichert, z. B. Bohrergrößen, Anzahl der Löcher pro Platte, gebohrter Stapel, Bohrzeit pro Ladung usw. Die Leiterplatten werden in die CNC-Maschine eingelegt und die Löcher werden gemäß dem festgelegten Muster bis gebohrt Platzieren Sie die Leiterplattenkomponenten.

Bohrlöcher vorbereiten

Schritt 5: Bild anwenden

Das gedruckte Schaltungslayout kann auf verschiedene Arten auf Leiterplatten wie einem manuellen Stift, Trockentransfers, Stiftplottern und Druckern gedruckt werden. Die Laserdrucker sind eine bessere Möglichkeit, die Layouts auf Leiterplatten zu drucken. Die folgenden Schritte werden verwendet, um das PCB-Layout über einen Laserdrucker zu drucken:

Bild anwenden

1. Nehmen Sie ein sauberes und sauberes Kupferpapier und legen Sie es auf den Laserdrucker.
2. Speichern Sie anschließend den entworfenen Layoutfilm auf dem Computer.
3. Ein Laserdrucker druckt das entworfene Schaltungslayout auf Kupferpapier, wenn er einen Druckbefehl vom Computer erhält.

Schritt 6: Abisolieren und Ätzen

Bei diesem Verfahren wird das nicht verdrahtete Kupfer auf den Leiterplatten unter Verwendung verschiedener Arten von Chemikalien wie Eisenchlorid, Ammoniumper-Sulfat usw. entfernt. Das Lösungsmittel wird durch Mischen von 1% Natriumhydroxid und 10 g Natriumhydroxid-Pellets mit einem Liter Wasser hergestellt mischen Sie es, bis sich alles aufgelöst hat. Als nächstes wird die Leiterplatte auf eine Chemikalienschale gelegt und mit einer Bürste gereinigt. Während dieses Prozesses kann der Entwicklungsprozess etwa 1 Minute dauern, wenn die Leiterplatte aufgrund von Sonnenblumen- oder Samenöl noch fettig ist.

Abisolieren und Ätzen

Schritt 7: Testen

Nach Abschluss des Herstellungsprozesses der Leiterplatte wird die Leiterplatte einem Testprozess unterzogen, um zu überprüfen, ob die Leiterplatte ordnungsgemäß funktioniert. Heutzutage sind viele automatische Testgeräte für das Testen der Leiterplatten mit hohem Volumen verfügbar.

Zu den zwei verschiedenen Arten von Testgeräten, die heute verfügbar sind und Ihre Leiterplatten testen, gehören ATG-Testmaschinen, die fliegende Sonden sind, fixurlose Tester und zusätzlich zu einer universellen Netzprüffunktion.

Testen

Hier dreht sich alles um den Leiterplattenmontageprozess mit relevanten Bildern. Weltweit gibt es so viele Organisationen, die durchgeführt haben Designwettbewerbe für Anfänger oder Enthusiasten. Ich hoffe, dass Sie einige grundlegende Ideen zu diesem Thema haben, indem Sie es von Schritt eins an verfolgen und dann den schrittweisen Entwurfsprozess behandeln. Wenn Sie Zweifel an diesem Thema oder technische Unterstützung auf dem Gebiet der Elektronik haben, können Sie uns kontaktieren, indem Sie unten einen Kommentar abgeben.

Fotokredit

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