Top 10 legjobb PCB tervező eszközök

Top 10 legjobb PCB tervező eszközök

Ha olyan NYÁK tervező eszközt keres, amely könnyen megtanulható és használható, akkor a legjobb helyen jár. Itt megtalálja a 10 legjobb NYÁK-tervezési eszköz listáját, köztük az AutoTRAX DEX PCB, az EasyEDA és a gEDA. Ezeket az eszközöket kezdők és tapasztalt tervezők egyaránt használhatják.

EasyEDA

Az EasyEDA egy kiváló PCB tervező eszköz, amely ingyenes és könnyen használható. Tervezőszoftvere hatalmas, több mint 500000 alkatrészszimbólumot tartalmazó könyvtárral és átfogó oktatóanyaggal rendelkezik. A platform emellett felhasználóbarát és bárhonnan kényelmesen használható. Ez az eszköz a NYÁK megrendelésének vagy prototípus készítésének lehetőségével is rendelkezik.

A tervezőprogram segítségével néhány kattintással közös alkatrészkönyvtárakat hozhat létre. Támogatja az LCSC több mint 200 000 valós idejű, raktáron lévő alkatrészéhez való közvetlen kapcsolódást. Emellett rendelkezik egy keresősávval is, amely lehetővé teszi, hogy gyorsan megtaláljon bármilyen alkatrészt, amire szüksége van.

gEDA

A gEDA egy ingyenes eszköz, amely megkönnyíti a nyomtatott áramköri lapok tervezését és összeszerelését. Kompatibilis a legnépszerűbb NYÁK-tervező szoftverekkel, és több platformot is támogat. A gSch2pcb csomagban megtalálhatóak a kapcsolási rajz/hálózati lista importálásához, a tervezési szabályok ellenőrzéséhez, az automatikus útválasztáshoz, a nyomvonaloptimalizáláshoz és az RS-247X adatok generálásához szükséges segédprogramok. A gEDA gerber fájlnézegetőt is kínál. A gerber fájlokat számos NYÁK-művelethez használják, és a NYÁK-tervezés szabványos adatformátuma.

A gEDA a GPL (General Public License) alatt érhető el, ami azt jelenti, hogy a felhasználók és a szerzők bizonyos jogokat kapnak. Ez lehetővé teszi, hogy a gEDA mentes legyen a gyártóhoz való kötöttségtől, független legyen a védett szoftverektől, és teljes forráskóddal álljon rendelkezésre. A GPL licencnek köszönhetően a gEDA szabadon terjeszthető, fejleszthető és más platformokra átültethető. Ráadásul ingyenes, és mindig frissítve lesz.

AutoTRAX DEX PCB

Az AutoTRAX DEX PCB tervező eszköz egy teljes körű elektronikai fejlesztési környezet (EDA), amely átfogó eszközöket tartalmaz a tervek kezeléséhez a koncepciótól a gyártásig. Képes együttműködni az MCAD és ECAD szoftverekkel, valamint kezelni a tervezési adatokat és a dokumentációt, hogy támogassa a teljes tervezési folyamatot a koncepciótól a gyártásig.

Az AutoTRAX DEX PCB integrált PCb tervezőszoftverből és egy intuitív hierarchikus vállaláskezelőből áll. Ez egy EDA az elektronikai mérnökök számára, olyan professzionális funkciókkal, amelyek nélkülözhetetlenek a 21. századi elektronikai tervezőiparban. Nagyszerű megoldás azok számára, akik egy nagy teljesítményű, felhasználóbarát EDA-t keresnek, amely kiválthatja az elavult módszereket.

Fritzing

Ha NYÁK-tervezési eszközt keres, a Fritzing kiváló választás. Ez a szoftver letisztult felhasználói felülettel rendelkezik, és minden szükséges eszközt biztosít a minőségi áramkörök létrehozásához. Számos lehetőséget kínál a kapcsolási rajz szerkesztésére, beleértve a nyomvonalak szélességének és elhelyezésének módosítását. Gerber fájlok generálására is képes. Rendelkezik egy Auto Router nevű funkcióval is, amely automatikusan képes a rézsútvonalakat Ön helyett útvonalazni.

A Fritzing felhasználóbarát és tökéletes a kezdők számára, vagy bárki számára, aki nem rendelkezik korábbi tapasztalattal a nyomtatott áramköri lapok tervezésében. A szoftver lehetővé teszi az Arduino lapok csatlakoztatását és az alkatrészek közötti kapcsolatok vizualizálását. A pontosság ellenőrzése érdekében áramköröket is képes szimulálni. Ezzel időt és pénzt takaríthat meg, mivel elkerülheti a későbbi költséges hibákat.

ZenitPCB

A ZenitPCB egy nagy teljesítményű NYÁK tervező eszköz, amely ingyenesen letölthető és használható. Sok hasznos funkciót kínál egy kezdő vagy tanuló számára. Néhány felhasználó azonban úgy találhatja, hogy ez az eszköz bizonyos szempontból hiányos, például a kapcsolási rajzok elrendezéssé történő átalakításának képessége. Ezenkívül ez a NYÁK-tervezési szoftver csak maximum 1000 tűt támogat, ami korlátozza a használhatóságát.

A ZenitPCB könnyen használható, és kompakt, intuitív felülettel rendelkezik. Több részre van osztva, beleértve a fő munkaterületet, az alkalmazásgombokat, a gyorsbillentyűket és a projekttel kapcsolatos információkat. Tartalmaz továbbá egy alkatrész- és hálózati listákból álló könyvtárat, valamint gyorsbillentyűket a különböző műveletekhez. Fel van szerelve egy ingyenes, webalapú autorouterrel is.

Eszközök PCB tervezéshez

Eszközök PCB tervezéshez

Gerber Panelizer

A GerberPanelizer egy segédprogram a NYÁK-tervezéshez. Lehetővé teszi az elrendezés szerkesztését, majd exportálhatja azt végleges, egyesített Gerber-fájlként. Az exportálás után a gerberfájl zárolásra kerül, és nem szerkeszthető vagy módosítható. Az exportálás képi rendereléseket is tartalmaz.

Ez azonban nem tökéletes megoldás. Bár nagyszerű eszköz a táblák panelizálására, az eszköz nem túl rugalmas. A tábla széle mentén fiduciális pontokat kell hozzáadni, és az egyik oldal mentén M4 lyukakat kell hozzáadni. Mindazonáltal a program rendkívül könnyen használható, és kiváló eszköz a NYÁK-tervezéshez. Jelenleg javítás alatt áll, és a következő verzióban frissülni fog.

A Gerber Panelizer egy hatékony eszköz a NYÁK tervezéshez. Nagyon hasznos azok számára, akik saját NYÁK-okat készítenek, vagy akiket érdekel a nyílt hardver. Az egyik legnagyobb hátránya, hogy támogatás nélkül kínálják, és hajlamos a funkciók törésére. A GUI ablak alapú és mono.

A Gerber Panelizer főképernyője az összes CAM-lépés listáját tartalmazza. Kattintson egy lépésre a tartalom megtekintéséhez. A lépés nevére is kattinthat.

Gerber

Amikor az Altium Designerben Gerber-fájlt generál, egyetlen fájlban több lapkiosztást is létrehozhat. A Gerber-fájlok olyan fájlok, amelyek leírják a NYÁK gyártására és összeszerelésére vonatkozó követelményeket. Tartalmazzák a forrasztási maszk, a szitanyomatképek és a fúrólyukak sablonjait. Ez a fájltípus exportálható egy NYÁK-gyártóhoz.

A panelbe objektumokat a jobb egérgombbal megnyíló menü Beillesztés hozzáadása parancsával is beilleszthet. Objektumot a táblába való beszúrásához a táblán jobb egérgombbal kattintva helyezhet el a szülői lépésben vagy a campanelben. Ügyeljen arra, hogy eltávolítsa a korábban alkalmazott szellőzőmintát. Ellenkező esetben az adatok keret nélkül fognak megjelenni.

Egyoldalas terveket is készíthet, és exportálhatja Gerberként. Ehhez a CAM-dokumentum felső rétegét "top"-nak kell beállítania, majd a PCB-t panelizálni. Ezután hozzáadhatja a Gerbert a projektben létrehozandó dobozokhoz.

Az Altium Designer támogatja a Gerber panelizációs funkciót, és lehetővé teszi, hogy többféle dizájnú lapkiosztást hozzon létre. A Gerber panelizálóval páratlan alakú NYÁK-okat és több tervezést is tervezhet ugyanazon a panelen.

KiKit

A panelizált nyomtatott áramköri lapok létrehozása időigényes folyamat lehet, és a legjobb módja a felgyorsításnak a KiKit eszközkészlet használata. Ez lehetővé teszi, hogy a lapokat egyszerűen panelekbe csoportosítsa, így azok egy gyors folyamat során újraforrasztással forraszthatók össze. Normális esetben ehhez kézzel kell csoportosítani és összeszerelni a lapokat, de a KiKit megkönnyíti ezt egy olyan szkript létrehozásával, amely egyetlen menetben képes hat lapot csoportosítani. A program egérharapásokkal tartja őket együtt, így a forrasztás befejezése után könnyen szétválaszthatók.

A KiKit egy Python-alapú szkriptet használ a táblák rácsba rendezéséhez. A szkript elég rugalmas ahhoz, hogy kezelje az egérharapásokat és a v-vágásokat, sőt, a gyártás után még a táblák szétválasztását is lehetővé teszi. Mivel a nyomtatott áramköri lapok alkatrészeloszlása igen nagy, a panelekbe való csoportosítás sokkal gyorsabbá teszi az összeszerelési folyamatot. Ezután egy egységként helyezhetők be egy reflow-kemencébe vagy egy pick-and-place gépbe.

A panelizált NYÁK-nak megfelelő alátámasztásra van szüksége a véletlen kitörés megakadályozására. A paneleket áthelyezheti a lapon, és beállíthatja az élek távolságát. Ezután készen áll a kész lap megépítésére. Csak ne feledje, hogy legalább egy hüvelyknyi mozgásteret hozzon létre a táblán. Erre több réteg esetén is szükséged lesz.

A panelizálás folyamata kritikus fontosságú az egyedi nyomtatott áramköri lapok létrehozásához, és az Altium Designer számos eszközt biztosít ehhez a feladathoz. Ezek közé tartoznak a CAD és CAM funkciók, valamint a panelizált NYÁK definiálásának lehetősége. Ezenkívül integrálja a tervezési fájlokat a panelizált NYÁK-okkal, így a módosítások könnyen elvégezhetők anélkül, hogy a paneleket újra kellene készíteni.

Az elégtelen forraszfény okainak elemzése az SMT Patch-nél

Az elégtelen forraszfény okainak elemzése az SMT Patch-nél

A forrasztási kötés elégtelen forraszfényét több tényező is okozhatja. Az alkatrész forraszthatósága lehet nem megfelelő, lehet, hogy hosszú ideig túlmelegedett, vagy a forrasztási kötésnél a forraszanyag az életkor vagy a túlzott hő hatására levált.

Hideg forrasztás

Az SMT-tapaszok elégtelen forraszfényének problémáját gyakran a nem megfelelő forrasztás okozza. Az elégtelen forraszfény gyengítheti a forrasztási kötéseket, és növelheti a meghibásodásra és repedésre való hajlamukat. Szerencsére vannak módszerek a probléma orvoslására, beleértve a több forraszanyag felhordását vagy az illesztések újramelegítését.

Az elégtelen forraszfényt vagy a forrasztás közbeni elégtelen fluxus, vagy a túl nagy hő okozhatja. Az elégtelen nedvesedés abból is adódhat, hogy a csapot és a padot nem melegítik egyenletesen, vagy a forraszanyag folyásához nincs elég idő. Ilyenkor a ragasztott tárgyon fémoxidréteg képződhet. Ilyen esetekben javítási technikát kell alkalmazni a lap megtisztítására és a forraszanyag egyenletes felvitelére a két alkatrészre.

PCB oxidáció

Az SMT foltoknál a forraszthatóság elégtelen fényét több ok is okozhatja. Az egyik gyakori probléma a nem megfelelő forraszpasztatárolás és -kezelés. A forraszpaszta lehet túl száraz vagy lejárt szavatosságú. A forraszpaszta viszkozitása is lehet rossz. Ezenkívül a forraszpaszta a foltozás során ónporral szennyeződhet.

Ez a probléma általában akkor jelentkezik, ha a nyomtatott áramköri lapokat hosszú ideig nem védik. A gyenge forrasztási kötések másik gyakori oka a felületszerelési felület oxidációja. Az oxidáció a PCB felületén a tárolás vagy a szállítás során keletkezhet. Függetlenül a probléma okától, fontos, hogy lépéseket tegyen ennek megelőzésére.

Forrasztó golyók

A forraszgolyók apró forraszgolyók, amelyek komoly következményekkel járhatnak az áramköri lap működésére nézve. Az apró golyók elmozdíthatják az alkatrészeket a jelöléstől, a nagyobb golyók pedig ronthatják a forrasztási kötés minőségét. Emellett átgurulhatnak a lap más részeire is, rövidzárlatokat és égési sérüléseket okozva. Ezek a problémák elkerülhetőek, ha az újrafolyatás előtt gondoskodik arról, hogy a NYÁK alapanyaga száraz legyen.

A forrasztás során használt megfelelő forraszpaszta kiválasztása kulcsfontosságú a forraszgolyók kockázatának minimalizálásában. A megfelelő paszta használatával nagymértékben csökkenthető annak az esélye, hogy a lapot újra kelljen dolgozni. A lassú előmelegítés lehetővé teszi, hogy a forraszanyag egyenletesen elterüljön a felületen, és megakadályozza a forraszgolyók kialakulását.

Felesleges forraszanyag

Az SMT tapaszolási folyamatoknál a forraszfényesség feleslegét gyakran több tényező kombinációja okozza. Az első az alacsony előmelegítési hőmérséklet, amely befolyásolja a forrasztási kötés megjelenését. A második a forraszanyag-maradványok jelenléte. Ez utóbbi miatt a forrasztási kötés tompának vagy akár zsibbadtnak is tűnhet.

A forraszpaszta elkenődése a sablonon egy másik gyakori ok. Ha a paszta nem olvadt át megfelelően, a felesleges forraszanyag kifolyhat, és eltakarhatja a forrasztási kötést. A felesleges forraszanyag eltávolításához használjon forraszszívót, forrasztópálcát vagy forró vashegyet.

Hibás hegesztés

Az elégtelen fényű forrasztási kötések a hibás hegesztés következményei lehetnek. A forraszanyag rosszul nedvesedhet, lehet sötét vagy nem tükröződő, vagy túl durva ahhoz, hogy jól nézzen ki. A kiváltó ok az, hogy a forraszanyagot nem melegítették fel eléggé, hogy a forraszanyag teljesen megolvadjon.

A forraszpaszta azért nem végzi el a forrasztási feladatát, mert nem megfelelően keverték vagy tárolták. Előfordulhat, hogy a paszta nem oldódik fel teljesen a forrasztófürdőben, és a forrasztás során az ónpor kiömlik. Egy másik ok az, hogy a forraszpaszta lejárhatott dátummal rendelkezik. A hetedik lehetséges oka az SMT-foltnál a nem megfelelő forraszfénynek a forraszpaszta szállítója által alkalmazott gyártási technológia.

Forrasztási hézagok

Az SMT foltokban lévő forrasztási hézagok negatívan befolyásolhatják az alkatrész megbízhatóságát és funkcionalitását. Csökkentik a forraszgolyó keresztmetszetét, ami csökkenti a hő- és áramátvitelre alkalmas forraszanyag mennyiségét. Emellett az újraolvasztás során a kis, már meglévő üregek nagy üregekké egyesülhetnek. Ideális esetben az üregeket meg kell szüntetni vagy kezelhető szintre kell csökkenteni. Számos tanulmány azonban azt jelzi, hogy a mérsékelt üregek növelhetik a megbízhatóságot a repedések terjedésének csökkentése és a forrasztási kötés magasságának növelése révén.

Az SMT-foltokban lévő forrasztási hézagok nem jelentenek komoly problémát, ha ritkán fordulnak elő, és nem befolyásolják a megbízhatóságot. A termékben való jelenlétük azonban azt jelzi, hogy a gyártási paraméterek módosítására van szükség. Néhány tényező hozzájárulhat az SMT-foltokban lévő forrasztási hézagok jelenlétéhez, beleértve a csapdába esett fluxust és az áramköri lapokon lévő szennyeződéseket. Ezeknek az üregeknek a jelenléte vizuálisan kimutatható a röntgenfelvételeken, ahol világosabb foltként jelennek meg a forraszgolyó belsejében.

4 lépés a tökéletes alumínium PCB gyártásához

4 lépés a tökéletes alumínium PCB gyártásához

A tökéletes alumínium PCB gyártásához számos lépést kell megtennie. Az első lépés a NYÁK rétegrendjének és rétegszámának meghatározása. Ezután ki kell választania a NYÁK különböző részeiben felhasználandó anyagokat. Ezután el kell döntenie, hogy az alumíniumot egy magrétegben helyezze el, vagy egy elválasztó membránnal ragassza a környező dielektromos rétegekhez. Egy másik lehetőség a hátoldalra szerelt lemez, vagy akár kivágások.

A tökéletes alumínium PCB gyártásához használt eljárások

Az alumínium NYÁK számos alkalmazásban használt gyakori anyag. A legnagyobb felhasználók közé tartoznak az áramszolgáltatók, a LED átalakítók és a rádiófrekvenciás cégek. A legtöbb alumínium PCB egyrétegűen készül. Ennek oka, hogy az egyetlen alumíniumréteg a lap hőszerkezetének jelentős részét képezi. A gyártási folyamat során az alumínium alaprétegbe lyukakat fúrnak, és dielektromos anyaggal töltik ki.

Az alumínium PCB tulajdonságai kiváló anyaggá teszik az elektronikus berendezések számára. Nagy vezetőképességgel és alacsony tágulási együtthatóval rendelkezik. Ezek a tulajdonságok ideálisak a nagy teljesítményű alkalmazásokhoz. Az alumínium PCB-k alkalmasak a magas hőmérsékletű áramkörökben való használatra is.

Az alumínium NYÁK gyártásához elő kell készíteni a lap tervét. Miután a tervezés elkészült, a gyártó megkezdi a gyártási folyamatot. Az alumínium magot ezután egy elválasztó réteggel fedik be, majd a NYÁK-laminátumokat az alumínium hordozólemezre ragasztják. E lépés során átmenő furatokat fúrnak, hogy elég nagy helyet hozzanak létre az alkatrészek elhelyezéséhez. Ezeket az átmenő furatokat ezután forraszanyaggal bevonják, és forrasztási maszkkal fejezik be.

Felhasznált anyagok

Az alumínium kiváló hőállóságú fém, és áramköri lapok gyártására használják. Hővezető képessége azt méri, hogy egy egységnyi felületen mennyi hőt lehet átvinni kilowattóránként (kW/m.h.). Minél nagyobb az anyag hővezető képessége, annál jobb a hőszigetelés és a hőelvezetés szempontjából. Az alumínium hátlapú nyomtatott áramköri lapok ideálisak olyan alkalmazásokhoz, ahol nagy hőelvezetésre van szükség.

Az alumínium PCB gyártók különböző módszereket használnak az ilyen típusú áramköri lapok előállításához. Megfúrhatják a lapot, és több apró lyukat is tartalmazhat. Ezeket a lyukakat az áramköri alkatrészek, például kapcsolók és mikrochipek rögzítésére használják. Ezeket a megfelelő működéshez a NYÁK-hoz kell csatlakoztatni. Az alumíniumlapot szigetelőanyaggal is bevonják, ami nem vezetővé teszi.

Az alumínium PCB-k a leggyakoribb típus. Ezek alumínium magja rézfóliával van körülvéve. Ez az anyag kiválóan alkalmas a hőelvezetésre, és jól működik a nagyobb teljesítményt igénylő alkalmazásoknál. Az alumínium PCB-ket először az 1970-es években fejlesztették ki, és jelenleg az energiarendszerekben, a LED-es világításban és az autóipari rendszerekben használják. Amellett, hogy az alumínium PCB-k hőállóak, újrahasznosíthatók is.

Forrasztási maszk nyomtatás

Több tényező határozza meg az alkalmazandó forrasztási maszk típusát, beleértve a lap méretét és elrendezését, az alkatrészek és vezetékek típusát, valamint a tervezett végső alkalmazást. Emellett a szabályozott iparágaknak speciális követelményeik vannak. Napjainkban a folyékony, fotóképes forrasztásmaszkok a legelterjedtebb típusok, és nagyon megbízhatóak. Arról is ismertek, hogy minimalizálják a NYÁK tükröződését.

Forrasztási maszkok használata esetén a forraszpaszta és a nyomtatott áramköri lap közötti reliefterületet pontosan kell elhelyezni, hogy a forraszanyag megfelelően tapadjon. Ha a forrasztási maszk nem fedi le a NYÁK teljes felületét, az rövidzárlatot eredményezhet. Ezenkívül a forrasztási maszkok tartalmazhatnak tesztelési pontokat és átjárókat.

A forrasztási maszkokat a lapon lévő nyílások azonosítására használják, majd az alkatrészcsapok ráforraszthatók. Egyes esetekben a forrasztási maszkokat epoxi vagy filmes módszerrel nyomtatják a táblára. A forraszpasztát ezeken a nyílásokon keresztül viszik fel a táblára, hogy biztonságos elektromos kötést hozzanak létre az alkatrészek között. A felső oldali maszkot a lap felső oldalára, míg az alsó oldali maszkot a lap alsó oldalára használják.

Nagynyomású vizsgálat

Alumínium PCB gyártásakor feltétlenül biztosítani kell, hogy a szigetelőréteg repedés- és karcmentes legyen. Ezenkívül a vezérlési pozíciónak és a kontúrtűrésnek meg kell felelnie a tervezési követelményeknek. Az is fontos, hogy minden fémmorzsát kiküszöböljünk, ami befolyásolhatja a lap elektromos kapacitását. Ezen követelmények teljesítéséhez nagynyomású vizsgálatot kell végezni. A nyomást a lapokra ****KV DC nyomáson kell alkalmazni, és a kúszóáramot **mA/PCS értéken kell beállítani. A tesztelés során a tesztelőknek szigetelt kesztyűt és cipőt kell viselniük, hogy megvédjék magukat a nagynyomású környezettől. Az OSP-fóliának is a megadott hatókörön belül kell lennie.

Az automatizált teszt elvégzése kritikus fontosságú a gyártási folyamat szempontjából. Ez a módszer pontosabb és gyorsabb, mint a kézi ellenőrzés, és olyan tendenciákat azonosíthat, amelyek a folyamat javításához vezethetnek. A vizsgálaton megfelelt NYÁK-ok a NYÁK-gyártás végső szakaszába kerülnek.