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印刷电路板设计过程
EDA365 | 2023-03-31 13:13:38    阅读:134   发布文章

电子电路和设备中最重要的元素是印刷电路板(PCB)。也可以用面包板和零板来构建电子电路,但是该方法是低水平且效率较低的方法,其中设计电路易于损坏,并且设计涉及放置电路组件的复杂过程。

但是,支持物理电子组件及其通过表面安装的铜走线进行布线的PCB的发明确实非常出色。从手机到计算机,我们可以在任何电子产品中观察到至少一个PCB。

什么是印刷电路板?

工程和工业中的电子电路通常使用印刷电路板(PCB)制造。这些板由不导电的特殊材料制成,例如纤维和玻璃。电路设计在具有铜迹线而不是电线的板上,以便在电子组件之间进行导电。

该电子元件是由在板上钻孔,将所述组分,然后在适当的位置它们焊接,使得铜轨和部件一起形成电路固定在其各自的位置。与其他基于接线方法的设备相比,用于所有电子产品(如汽车,无线设备,机器人应用等)的印刷电路板可提供快速的功能,访问,控制,监视以及精确的结果。下图显示了如何电路布置在带有铜层的PCB上。

555定时器PCB电路

555定时器印刷电路板

PCB的设计过程

根据印刷电路板制造商的不同,可以使用多种方法来设计PCB。该电路板设计可以使用PCB制造行业中的多台机器进行批量生产,包括通过高度自动化的机器执行的钻孔,冲压,电镀和最终制造过程。使用CNC机器,自动电镀机,剥离蚀刻机进行激光打孔,并使用光学检查设备,用于对印刷电路板工艺进行电气测试的飞针测试仪,可以生产出高质量的PCB(产量更高)。

为了使读者在印刷电路板设计的基本层次上理解该概念,以下在各个层次上设计PCB板的分步过程将对您有帮助并为之努力。

步骤1:使用软件设计PCB电路

使用PCB布局软件(例如CAD软件,Eagle和Multisim软件)绘制原理图。这种类型的PCB设计软件包含可用于构建电路的组件库。也可以更改电路设计的位置,然后根据您的方便和要求对其进行修改。在这里,我们选择了Eagle软件来设计电路,其过程如下:

  • 打开Eagle电路板设计软件。

  • 出现带有菜单栏的窗口。

  • 单击文件菜单。

  • 从下拉菜单中选择“新设计”。

  • 单击库菜单。

  • 从下拉菜单中选择“选择设备/符号”。

  • 通过双击选择一个相关的注释,以便该组件出现在窗口中。

  • 如图所示,添加所有组件并绘制正确连接的电路。

  • 根据要求输入每个组件的等级。

  • 转到“命令工具栏”,然后单击“文本编辑器变量”,单击“变量”,然后关闭窗口。

  • 接下来,出现黑屏,如下图所示,它是电路的布局或胶片图,并将其保存为图像格式。

  • 印刷电路版图

    步骤2:电影制作

    胶片是从PCB布局软件的最终电路板图生成的,然后将其发送到制造单元,在此处将负片图像或掩模印刷在塑料板上。

    电路电影

    第三步:选择原材料

    印刷电路板的主体是用不易碎的玻璃或玻璃纤维制成的,在玻璃或玻璃纤维的一侧或两侧都贴有铜箔。因此,由牢不可破的纸质酚醛树脂与粘合的铜箔制成的PCB较便宜,并且经常用于家用电器。通常需要0.059行业标准厚的覆铜层压板(单面或双面板)。面板可能被剪裁成包含不同尺寸的May板。

    覆铜层压板

    步骤4:准备钻孔

    机器和硬质合金钻头用于在印刷电路板上打孔。有两种类型的机器可用于印刷PCB。它们包括手动机和CNC机。手动机器需要人工干预或努力钻孔,而CNC机器是基于计算机的机器,其基于机器时间表或自动和手动运行的程序来工作。钻孔的图案会存储在计算机中,例如钻头尺寸,每个面板的孔数,钻孔的堆栈,每个负载的钻孔时间等。将PCB板放入CNC机床中,并根据确定的图案钻孔至放置印刷电路板组件。

    预配对钻孔

    步骤5:套用图片

    可以采用各种方式在PCB上打印印刷电路版图,例如手动笔,干式传输,笔式绘图仪和打印机。激光打印机是在印刷电路板上打印布局的更好方法。以下步骤用于通过激光打印机打印PCB布局:

    套用图片

  • 取出干净整齐的铜纸,然后将其放在激光打印机上。

  • 接下来,将设计好的布局胶片存储在计算机上。

  • 每当从计算机获得打印命令时,激光打印机就会在铜纸上打印设计的电路布局。

  • 步骤6:剥离和蚀刻

    此过程涉及通过使用不同类型的化学药品(例如氯化铁,过硫酸铵等)去除PCB上未接线的铜。将1%的氢氧化钠和10克的氢氧化钠小丸混合到一升的水中,制成溶剂,并混合直到一切溶解。接下来,将PCB放在化学碗中,并用刷子清理。在此过程中,如果PCB仍然很油腻,则由于施加了向日葵或种子油,显影过程可能需要大约1分钟。

    剥离和蚀刻

    步骤7:测试

    在完成印刷电路板的制造过程之后,电路板将经过测试过程,以检查PCB是否正常工作。如今,许多自动测试设备可用于PCB的大批量测试。

    如今,可用于测试电路板的两种不同类型的测试设备包括ATG测试机,飞行探针,无夹具测试仪,以及通用的网格测试功能。

    测试中

    这一切都与带有相关图像的PCB组装过程有关。在世界范围内,有许多组织一直在为初学者或发烧友进行设计竞赛。我希望您可以从第一步开始遵循该主题,然后逐步介绍其设计过程,从而对本主题有所了解。

    照片来源

    • 印刷电路板通过viatechnology

    • Electroniciq 555定时器PCB电路

    • 555定时器印刷电路板by Monopolis

    • 带有软件板的PCB电路,通过构建电子电路

    • 通过印刷电路布局epectec

    • 星球大战电影

    • 阿里巴巴覆铜板

    • epectec的PCB机加工

    • 普通铜纸由epectec放置在打印机中

    • 等待星期五进行剥离和蚀刻

    • 通过PCB池进行 PCB测试

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