Miten juottaa painettu piirilevyyn

Jos haluat oppia juottamaan piirilevyjä, sinun on tiedettävä muutama perusasia. Levyn pintaa kutsutaan juotospinnaksi, ja siihen sidotaan eri komponentit ja liittimet. Piirilevyjä valmistava yritys, kuten Candor, tarjoaa erilaisia palveluja, kuten piirilevysuunnittelua ja -valmistusta. Seuraavat vaiheet auttavat sinua oppimaan, miten piirilevyä juotetaan.

Valikoiva juottaminen

Painetut piirilevyt ovat yhä monimutkaisempia, ja läpireikäkomponenttien juottaminen voi olla aikaa vievä ja tehoton prosessi. Perinteisesti on käytetty käsinjuottamista, mutta nykyaikainen tekniikka mahdollistaa valikoivan juottamisen, joka voi olla nopeampaa, tarkempaa ja edullisempaa.

Valikoivaan juottamiseen on monia erilaisia menetelmiä. Flux-pinnoitus, piirilevyn esilämmitys, upotusjuottaminen ja vetojuotos ovat muutamia tekniikoita. Jotkin näistä menetelmistä saattavat vaatia lisäkomponentteja. Joitakin tämän prosessin etuja ovat nopeus, tarkkuus ja työkalujen puute.

Valikoiva juottaminen on suositeltavin menetelmä tietyissä sovelluksissa. Se on loistava ratkaisu levyn rakentamiseen ja vähentää kustannuksia. Tämän menetelmän käyttö vähentää juottamiseen kuluvaa aikaa eikä vaadi erityisosaamista. Monissa nykyaikaisissa piirilevytehtaissa käytetään osien juottamiseen robotiikkaa.

Lämpönielut

On tärkeää käyttää jäähdytyslevyjä, kun juotetaan piirilevyjä. Piirilevyillä, joissa on tehokomponentteja, on yleensä suuremmat lämmönhallintatarpeet kuin piirilevyillä, joissa ei ole tehokomponentteja. Näihin komponentteihin voivat kuulua teho-IC:t, tehovahvistimet ja jopa virtalähteet. Koska näiden komponenttien komponenttitiheys on niin suuri, ne tuottavat yleensä enemmän lämpöä. Tämä tarkoittaa, että jäähdytyselementit ovat olennainen osa piirilevysuunnittelua, ja oikealla jäähdytyselementillä on suuri merkitys.

On olemassa monia erilaisia jäähdytyslevyjä, mutta yleisimmät ovat lyijy ja kupari. Alumiini- ja kuparijäähdytyslevyt imevät tehokkaammin lämpöä laitteista, joihin ne on kiinnitetty, kuin teräspihdit.

Flux

Juoksute on juotosprosessin kriittinen komponentti. Se auttaa poistamaan epäpuhtaudet ja oksidit painetusta piirilevystä, mikä on ratkaisevan tärkeää sähkön asianmukaisen virtauksen kannalta. Juoksute auttaa myös poistamaan juotettavien metallien hapettumista. Se kostuttaa sulan juotteen ja poistaa epäpuhtaudet.

Fluxia on kahta tyyppiä: vesiliukoista ja kolofoniumia. Vesiliukoinen flux voidaan puhdistaa piirilevystä helposti. Kolofonipohjainen flux voi jättää jäämiä piirilevylle. Tämä voidaan puhdistaa deionisoidulla vedellä. Vesiliukoiset vuonet voidaan myös puhdistaa pesuaineilla tai deionisoidulla vedellä.

Jos käytät juotosrautaa, on parasta puhdistaa juotosraudan kärki ennen juoksutteen levittämistä. Tämä voi vähentää kulumista ja hapettumista ja parantaa lämmönsiirtoa. Levitä juoksevaa ainetta siveltimellä tai sienellä. Varmista, ettet polta juoksevaa ainetta, sillä se voi aiheuttaa juotteen ylikuumenemisen.

Puhdista pinnat juottamisen jälkeen

Jotkin piirilevyt ovat kriittisiä ja vaativat huolellista puhdistusta juottamisen jälkeen. Näillä levyillä on usein erityisiä suunnittelustandardeja, jotka määräävät puhdistusprosessin. Jos näitä levyjä ei puhdisteta kunnolla, jäljelle jäävät juotosjäämät voivat aiheuttaa korroosiota ja hapettumista alttiisiin metallipintoihin. Prosessi on ratkaisevan tärkeä myös silloin, kun levyssä käytetään conformal coating -pinnoitetta.

Kun juotat, puhdista kaikki pinnat, ennen kuin levität vuon komponentteihin. Juoksute on hyvä johdin, mutta se voi myös aiheuttaa ongelmia tarttumalla komponentteihin ja tyynyihin. Se voi jopa vahingoittaa komponentteja.

4 asiaa, jotka nörtin pitäisi tietää ennen kuin hän leikkii piirilevyllä.

Jos olet elektroniikkasuunnittelija, sinun on tiedettävä useita asioita, ennen kuin aloitat. Ensimmäinen asia, joka sinun tulisi tietää, on se, että piirilevyjen suunnitteluprosessi on taidetta ja tiedettä, ja komponenttien oikea sijoittelu on ratkaisevan tärkeää sen onnistumisen kannalta. On myös tärkeää huomata, että piirilevyn maatasot tarjoavat sähköisen yhteyden piirilevyn kerrosten välille.

Painetun piirilevyn suunnittelu on taidetta ja tiedettä.

Painettujen piirilevyjen suunnitteluprosessi on monimutkaista taidetta ja tiedettä. Siihen kuuluu komponenttien, läpivientien ja sähköä johtavien reittien suunnittelua, laskentaa ja optimointia. Tietokoneavusteisen suunnitteluohjelman (CAD) avulla piirilevysuunnittelijat kartoittavat piirilevyn pinnan suunnittelukuvion. Suunnitteluprosessi alkaa tyypillisesti kaaviosta, jonka jälkeen seuraa komponenttien sijoittelu, signaalijälkien reititys ja lopuksi Design Rules Check ja Gerber-tiedoston luominen.

Piirilevysuunnittelun luomisprosessi voi olla monimutkainen, erityisesti niille, jotka käsittelevät RF- ja suurnopeussignaaleja. Jälkien pituus sekä diodien ja muiden komponenttien sijoittelu voivat vaikuttaa levyn suorituskykyyn. Valmistusprosessi ei ole aina tarkka, joten on ratkaisevan tärkeää testata prototyyppejä ja malleja pienissä erissä ennen suurten tuotantosarjojen toteuttamista. Jos esimerkiksi johtimet on tehty liian ohuiksi tai sijoitettu liian lähelle toisiaan, on mahdollista, että ne siirtyvät tai aiheuttavat ristikkäisviestintää, mikä heikentää suorituskykyä.

Komponenttien oikea sijoittelu ratkaisee suunnittelun onnistumisen

Painetun piirilevyn (PCB) luomisessa komponenttien sijoittelu on ratkaisevan tärkeää suunnittelun onnistumisen kannalta. Komponenttien sijoittelussa on otettava huomioon mekaaniset ja termiset näkökohdat ja varmistettava asianmukainen valmistettavuus. Kun ymmärrät, miten komponentit sijoitetaan oikein piirilevylle, prosessi voi olla helpompi ja onnistuneempi.

Komponenttien oikea sijoittelu ei ainoastaan helpota reititystä, vaan se johtaa myös optimaaliseen sähköiseen suorituskykyyn. Oikea sijoittelu vähentää levyn vikaantumisen mahdollisuutta. Kun sijoitat komponentteja, pidä ne kaukana levyn reunoista, jotta ne eivät vahingoitu käsittelyn aikana.

Piirilevyn otsikkonastoilla on luontainen sähköinen vastus

Piirilevyn header-nastojen luontainen sähkövastus on tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon piirilevyä suunniteltaessa. Tämä vastus on suoraan yhteydessä piirilevyn jäljen impedanssiin. Vähäisen impedanssin signaali kääntää vaiheensa 180 astetta ilman asianmukaista päättelyä. Tämän seurauksena puskureiden tai rivivastusten käyttö on välttämätöntä SPI-viestinnän mahdollisimman suuren nopeuden ylläpitämiseksi.

Piirilevyn otsikot ovat liittimiä, joiden avulla voidaan tehdä erilaisia liitäntöjä piirilevylle. Ne asennetaan yleensä levyn pintaan, jolloin liitännät voidaan tehdä vastakkaisilta puolilta. Liittimen nastat on myös suojattu nastojen taipumisen estämiseksi.

PCB-kotelot eivät ole niin hauraita kuin miltä ne näyttävät.

Piirilevykotelot ovat yleinen osa lähes kaikkia sähkölaitteita. Ne ovat välttämättömiä laitteen toimivuuden varmistamiseksi. Nämä muovikoteloidut laitteet suojaavat elektroniikkaa myös elementeiltä. Piirilevykoteloiden tyyli vaihtelee laitteen tyypin, käyttötarkoituksen ja ympäristön lämpötilan mukaan.

Muovisissa piirilevykoteloissa on tyypillisesti aukkoja tai koloja yhdellä tai kahdella sivulla ja pohja piirilevyä varten. Alumiinista puristetuissa piirilevykoteloissa on tyypillisesti koko pituudelta aukkoja, jotka soveltuvat paremmin vaakasuoraan asennukseen. Lisäksi muovikotelot ovat kevyitä ja helposti muokattavissa.

PCB:n korjaus ei ole niin monimutkaista kuin miltä se näyttää

Piirilevyjen korjaaminen edellyttää erilaisia kovia ja pehmeitä taitoja. Tarvitset erinomaista silmä-käsi-koordinaatiota, kärsivällisyyttä ja tarkkaa silmää yksityiskohdille. Taitojen hiominen voi viedä kauan aikaa, mutta palkinto on vaivan arvoinen. Piirilevyjen korjaamisen oppiminen voi myös herättää kiinnostuksen elektroniikan korjaamiseen.

Varmista ensin, että piirilevyn liittimet ovat kunnolla paikoillaan. Jos liittimet eivät ole kunnolla paikoillaan, piirilevy ei toimi kunnolla. Jos nastat ovat taipuneet tai katkenneet, se tarkoittaa, että niitä ei ole työnnetty kunnolla paikalleen. Jos et ole varma tästä, voit kokeilla irrottaa piirilevyn ja asettaa sen takaisin paikalleen. Voit myös tarkistaa, että liitännät ovat tiukasti kiinni. Tarkista nastat käyttämällä jännitemittaria.

Milloin piirilevyt keksittiin?

Painettu piirilevy on eräänlainen sähköinen piirilevy, jota käytetään elektronisten signaalien siirtämiseen elektronisten laitteiden kautta. Paul Eisler patentoi piirilevyn. Keksintönsä jälkeen tekniikka on auttanut meitä rakentamaan avaruusasemia, saamaan puhelimemme toimimaan ja jopa alentamaan elektronisten laitteiden valmistuskustannuksia.

Ne alensivat elektronisten laitteiden valmistuskustannuksia

Piirilevyjen käyttöönotto alensi elektroniikkalaitteiden tuotantokustannuksia tekemällä niistä kompaktimpia ja kevyempiä. Nämä levyt koostuvat kuparikerroksesta ja alustasta, ja niissä on silkkipaino ja juotosmaski. Ennen painettujen piirilevyjen käyttöönottoa piirit rakennettiin yhdistämällä komponentit suoraan johdoilla. Useimmissa tapauksissa johdot juotettiin komponenttien johtimiin johtavien reittien luomiseksi. Lisäksi piirien valmistus oli hyvin työlästä ja kallista.

Piirilevyissä voi olla useita kuparikerroksia, jotka on lähes aina sijoitettu pareittain. Kerrosten lukumäärä ja liitäntäsuunnittelu kertovat levyn monimutkaisuudesta. Mitä enemmän kerroksia levyssä on, sitä monimutkaisempi se on ja sitä enemmän aikaa sen valmistaminen vaatii. Lisäksi levyssä käytettyjen läpivientien määrä vaikuttaa myös sen monimutkaisuuteen. Vaikka vähemmän läpivientejä johtaa yksinkertaisempaan ja halvempaan piirilevyyn, korkealuokkaiset piirit vaativat enemmän kerroksia.

Piirilevyt voidaan luokitella joustaviin ja jäykkiin levyihin. Jäykät ja joustavat piirilevyt ovat näiden kahden tyypin innovatiivinen hybridi. Taipuisien piirilevyjen tärkein etu on se, että niissä on kaikki elektroniset liitännät levyn sisällä, mikä auttaa pienentämään levyn kokoa ja painoa säilyttäen samalla niiden luotettavuuden ja kestävyyden. Lisäksi näitä joustavia piirilevyjä voidaan käyttää puettavissa laitteissa ja kertakäyttöisissä elektroniikkalaitteissa. Tämä uudenlainen piirilevytyyppi on avannut luoville sähkösuunnittelijoille ja valmistajille uusia mahdollisuuksia luoda elektronisia laitteita, joilla on ainutlaatuiset ja toiminnalliset ominaisuudet.

5 vinkkiä tietokoneen rakentamiseen tyhjästä

Jos aiot rakentaa tietokoneen itse, kannattaa pitää mielessä 10 vinkkiä tietokoneen rakentamiseen. Nämä vinkit auttavat sinua välttämään joitakin yleisimpiä PC:n rakennusvirheitä. Nämä virheet voivat maksaa paljon aikaa ja rahaa, joten ne kannattaa ottaa huomioon.

Windows-kopion ostaminen alusta alkaen

Jos rakennat tietokoneen tyhjästä, yksi ensimmäisistä päätöksistä, jotka sinun on tehtävä, on käytettävä käyttöjärjestelmä. Windows on hyvin yleinen käyttöjärjestelmä, ja se toimii lähes kaikissa tietokoneissa. Se myös hyödyntää tietokoneen eri ominaisuuksia täysimääräisesti. Jos sen sijaan haluat käyttää jotain muuta käyttöjärjestelmää, voit kokeilla Linuxia. Linux on ilmainen vaihtoehto Windowsille, joka toimii useimmissa tietokoneissa.

Korkealuokkaisen näytönohjaimen ostaminen

Huippuluokan näytönohjaimen ostaminen on erinomainen tapa lisätä tietokoneen suorituskykyä. Näitä laitteita on saatavilla eri hintaluokissa, ja joitakin malleja voi ylikellottaa suorituskyvyn parantamiseksi. Varmistaaksesi, että hankit tarpeisiisi sopivan kortin, tutustu sovellusten ja pelien vaatimuksiin ennen ostoa.

Näytönohjaimet ovat yksi nykyaikaisen tietokoneen virrankulutukseltaan suurimmista komponenteista. Varmista, että tietokoneeseen valitsemasi virtalähde on riittävä. Koska näytönohjaimet tuottavat paljon lämpöä, ne tarvitsevat laadukkaan virtalähteen toimiakseen luotettavasti. Useimmille näytönohjaimille suositellaan noin 750 watin virtalähdettä. Ennen kuin päätät, minkä näytönohjaimen ostat, kannattaa kuitenkin ottaa huomioon myös tietokoneen muut komponentit.

Korkealuokkaisen näytönohjaimen yhdistäminen halpaan 1080p-monitoriin

Kun rakennat tietokoneen tyhjästä, voit yhdistää huippuluokan näytönohjaimen suhteellisen edulliseen laitteistoon. On kuitenkin ehdottoman tärkeää, että otat huomioon näytön resoluution. Esimerkiksi 1920×1080-resoluution näyttö riittää hyvin useimpiin peleihin, mutta jos haluat pelata AAA-pelejä korkeammilla ruudunpäivitysnopeuksilla, kannattaa valita huippuluokan näytönohjain.

Erilaisten ruuvimeisseleiden hankkiminen työkalupakkiisi

Ruuvimeisseli on yksi tärkeimmistä työkaluista, joita tarvitset, kun rakennat tietokoneen tyhjästä. Ruuvien kiristäminen on tärkeää, jotta osat pysyvät paikoillaan ja estetään mahdolliset vahingot. Ruuvimeisseleitä on erityyppisiä, kuten Phillips- ja ristipääruuvimeisseleitä. Joissakin ruuvimeisseleissä on pidemmät kaulat, jotta niillä pääsee vaikeasti saavutettaviin paikkoihin. Toinen hyödyllinen työkalu on magneettinen ruuvimeisseli. Ne on helppo muuntaa magneetin avulla, ja ne ovat yleensä edullisempia kuin tavalliset ruuvimeisselit.

Sinun on hankittava erilaisia ruuvimeisseleitä, jotka sopivat käyttämiesi ruuvien tyyppiin. Torx-ruuvimeisseleitä on erikokoisia, ja niissä on T-kirjain. Tarvitset myös japanilaisia teollisuusstandardin mukaisia ruuvimeisseleitä, jotka näyttävät Phillips-päiltä, mutta joissa on ristinmuotoiset terät. Niitä käytetään elektroniikkakomponenttien kiinnittämiseen, ja niitä on saatavana pieniä kokoja. Elektroniikkakomponenttien kiinnittämiseen on olemassa myös erilaisia kolmiliuska- ja pistemäisiä ruuveja.

Talousarvion asettaminen

Vaikka PC:n hinta on merkittävä tekijä, joka ratkaisee tietokoneen rakentamisen, on olemassa keinoja, joilla PC:n voi rakentaa pienellä budjetilla. PC:n rakentaminen voi olla hauskaa, mutta on muutamia asioita, jotka sinun on pidettävä mielessäsi. Jos rakennat peli-PC:tä, kannattaa harkita RGB-valaistusta. Sinun on kuitenkin oltava tietoinen näiden valojen hinnasta.

Ensinnäkin muista, että tietokoneen osat ovat kalliita. Tietokoneeseen valitsemiesi osien hinta vaikuttaa suuresti lopullisen tietokoneen hintaan. Vaikka useimmat rakentajat pyrkivät vastaamaan valmiiksi rakennetun tietokoneen suorituskykyä, mukautettujen päivitysten kustannukset voivat nostaa lopullisia kustannuksia merkittävästi. Voit odottaa maksavasi enemmän nopeammasta prosessorista tai SSD-levystä, jossa on enemmän tallennustilaa.

Mikä on tietokoneen tärkein piirilevy?

Tietokoneen pääpiirilevyllä, joka tunnetaan myös nimellä MoBo, on monia tehtäviä. Se on tietokoneen keskeinen osa, ja sen tärkein tehtävä on mahdollistaa järjestelmän eri osien kommunikointi. Tämä tapahtuu käyttämällä "väyliä", jotka ovat piirilevyn poikki kulkevia kuparijälkiä. MoBo sisältää yleensä suorittimen, joka sijaitsee yleensä keskellä.

MoBo

Tietokoneen emolevy eli "emolevy" on jäykkä litteä levy, joka sisältää elektronisia komponentteja ja yhdistää ne toisiinsa kupariputkien avulla. Emolevy on yleensä tietokoneen pääpiirilevy, mutta sillä voidaan viitata myös pienempiin levyihin, jotka liitetään emolevyn aukkoihin, kuten laajennuskorttiin tai joustavaan piirilevyyn.

Emolevy tukee kaikkia muita tietokoneen komponentteja, ja se sisältää piirit, joiden avulla laitteet voivat kommunikoida keskenään. Emolevyllä on myös paikat eri komponenteille, kuten prosessorille ja muistille. Lähes kaikissa tietokoneissa on emolevy, ja ne yhdistävät eri osat ja oheislaitteet toisiinsa.

Keskusyksikkö asennetaan emolevylle ja liitetään emolevyyn pistorasiaksi kutsutun liittimen kautta. Suorittimen pistorasia huolehtii mekaanisista ja sähköisistä liitännöistä ja mahdollistaa asennuksen ilman juottamista. CPU-sokkelissa on myös prosessorin BIOS eli peruskäyttöjärjestelmä, joka on ensimmäinen PC-järjestelmäpiirilevyllä käytettävä ohjelmisto.

Yksipuolinen PCB

Yksipuolinen painettu piirilevy eli PCB on elektroninen piirilevy, jonka toisella puolella on johtavia johtoja ja toisella puolella komponentteja. Nämä piirilevyt ovat yleisimpiä, ja niitä käytetään laajalti erilaisissa elektronisissa laitteissa, kuten tietokoneissa, tulostimissa, radiolaitteissa, laskimissa ja muissa. Koska ne ovat suhteellisen yksinkertaisia valmistaa, ne soveltuvat erinomaisesti pienitiheyksiseen suunnitteluun. Lisäksi yksipuolisia piirilevyjä voidaan hankkia edullisemmin, kun niitä ostetaan suuria määriä.

Yksipuoliset piirilevyt on suunniteltava laadukkaalla ohjelmistolla ja ammattilaisen on tarkistettava ne ennen valmistusta. Lisäksi ne on suojattava liialliselta kuumuudelta, pölyltä tai kosteudelta. Lisäksi piirilevyä olisi käytettävä sopivassa ympäristössä ja tarkistettava säännöllisesti sen moitteettoman toiminnan varmistamiseksi. Korkean tason epäpuhtauksille altistuminen, huonot juotosliitokset tai sopimaton materiaali voivat johtaa piirilevyn vikaantumiseen.

Kun olet valmis tilaamaan yksipuolisen piirilevyn, sinun on ensin tiedettävä, minkä kokoista levyä tarvitset. Kun olet tehnyt tämän, voit alkaa etsiä luotettavaa toimittajaa tai valmistajaa. Kun olet löytänyt sopivan valmistajan, ota häneen yhteyttä ja tee tilaus. Kun teet tilauksen, älä unohda määrittää määrää, maksutapaa ja kuljetustapaa.

Vastukset

Vastukset ovat tietokonepiirien perusrakennuspalikoita. Niitä käytetään monissa eri sovelluksissa virran säätöön. Niitä käytetään myös lämmön johtamiseen. Vastuksen nimellisteho ilmoitetaan fysikaalisina yksikköinä, joita kutsutaan "wateiksi". Tyypillisesti tietokoneissa ja muussa pienelektroniikassa käytettävät vastukset mitoitetaan alle neljänneksen watin teholle. Vaikka vastuksen koko ei liity suoraan teholuokitukseen, se on kätevä tapa nähdä sen vaikutus tehohäviöön.

Elektronien on vaikea liikkua ohuen langan läpi, mikä rajoittaa niiden virtausta vastuksen läpi. Vastuksen läpi virtaavien elektronien määrä vähenee, kun johdin on pidempi ja ohuempi. Vastuksilla on monia käyttökohteita, mutta yleisimpiä ovat vastus-kondensaattoriverkot.

Induktorit ovat myös piirilevyjen kaksipäätteisiä, lineaarisia passiivisia komponentteja. Nämä kaksipääteiset laitteet varastoivat sähköenergiaa magneettikenttien avulla. Niitä kutsutaan myös kuristimiksi, reaktoreiksi ja käämeiksi. Ne koostuvat tyypillisesti eristetyn langan ympäröimästä ytimestä. Mitä enemmän lankaa kiertyy ytimen ympärille, sitä suurempi on magneettikenttä. Induktorit sisältävät myös käämejä, jotka vahvistavat magneettikenttää.

Kuparin paksuus

Kuparin paksuus on yksi tärkeimmistä näkökohdista PCB:tä luotaessa. Kuparipohjamateriaalin paksuus määrittää piirilevyn yleisen johtavuuden ja tehokkuuden. Kuparin paksuus mitataan unssina neliöjalkaa kohti, ja se voi vaihdella 0,5 ja 2 unssin välillä eri piirilevyissä.

Paksumpi kupari on kalliimpaa kuin ohuempi kupari, ja se vaatii myös enemmän prosessitekniikkaa ja laadunvarmistusta. Lisäksi paksumpi kupari voi vaikuttaa kielteisesti levyn lämpöprofiiliin. Se voi lisätä merkittävästi reflow-vaiheen aikana absorboituvan lämmön määrää. Paksumpi kupari on vaikeampi syövyttää, ja se voi johtaa sietämättömän epätasaisiin sivuseinämiin ja kuparin alitukseen. Onneksi erikoistuneet syövytys- ja pinnoitustekniikat ovat mahdollistaneet näiden ongelmien poistamisen.

Piirilevyn kuparin paksuus vaihtelee käytetyn kokoonpanon ja rakennusjärjestyksen mukaan. Kaksikerroksisten piirien paksuus on yleensä 1,6 mm, kun taas neljän tai kuuden kerroksen monikerroksiset piirit voivat vaihdella 2,6 mm:n ja 5,5 mm:n välillä. Lisäksi paksuuden vaihtelu on mahdollista metalloinnin, mekaanisten vaatimusten tai ominaisimpedanssien vuoksi. Painetuissa piirilevyissä on yleensä kaksi tai kolme prepregiä, jotka ovat hartsilla täytettyjä ja yhteen puristettuja lasikuitukankaita.