Een printplaat printen

/0 Reacties/in /door

Een printplaat printen

Dit artikel laat zien hoe je een printplaat print. Je leert ook meer over materialen, functies en de Design rule check. Binnen een paar uur kun je je eigen printplaat maken. De volgende stap is het voorbereiden van de printplaat op het etsproces. Eerst moet je extra koper van de kern wegsnijden. Vervolgens moet u het koper dat zal worden blootgesteld aan een chemische stof bedekken.

Printplaat

Een printplaat is een stijve vlakke plaat die de elektronische componenten in een apparaat bevat. De printplaat bestaat uit meerdere lagen die onderling verbonden zijn via koperen paden. Printplaten worden vaak gebruikt in computers en andere elektronische apparaten. Er zijn twee basistypen printplaten: de hoofdprintplaat, ook wel moederbord genoemd, en kleinere printplaten die in de sleuven van de hoofdprintplaat passen. Een ander type is de flexibele printplaat.

Printplaten worden gemaakt van verschillende materialen, waaronder koper. Ze worden bijna altijd in paren gerangschikt. Het aantal lagen en het ontwerp van de onderlinge verbindingen geeft een indicatie van de complexiteit van een printplaat. Doorgaans zorgen meer lagen voor een grotere routingflexibiliteit en een betere controle van de signaalintegriteit. Meer lagen verhogen echter ook de kosten en de complexiteit van het productieproces. Het aantal vias op een printplaat is ook belangrijk om de grootte en complexiteit van de printplaat te bepalen. Vias worden gebruikt om signalen van complexe IC's te laten ontsnappen.

Functies

Printplaten (PCB's) vormen de basis van de meeste elektronica. Deze printplaten zijn gemaakt van koper en bieden mechanische ondersteuning en elektronische paden voor de elektronische componenten waaruit het apparaat is opgebouwd. Deze printplaten bestaan al bijna net zo lang als de technologie zelf. Daardoor zijn ze essentieel voor veel verschillende elektronische toepassingen, van televisies tot rekenmachines.

Een PCB bestaat uit verschillende lagen geleidend en isolerend materiaal. De geleidende lagen zijn meestal koperen platen die gelamineerd zijn op een niet-geleidend substraat. Deze lagen worden gebruikt om de stroom te regelen.

Ontwerpregel controle

Een van de belangrijkste stappen voor het printen van een printplaat is het uitvoeren van een ontwerpregelcontrole. Met deze procedure kunnen ontwerpers ervoor zorgen dat het ontwerp dat ze gemaakt hebben voldoet aan alle noodzakelijke productie- en maattoleranties. Omdat het productieproces altijd variaties bevat, moeten ontwerpers daar rekening mee houden in hun ontwerpen. Deze marge vergroot de kans op goed functionerende onderdelen.

Het uitvoeren van deze controle is een goede gewoonte om te volgen bij het ontwerpen van een PCB. Een PCB ontwerp kan complex en tijdrovend zijn. Het uitvoeren van een ontwerpregelcontrole kan u veel tijd en moeite besparen.

Stijfheid

Een stijve printplaat wordt gemaakt door meerdere lagen geleidend materiaal te gebruiken met een gelijke dikte aan beide zijden. Het is een veelzijdige ontwerpoptie die geëtste koperen platen en verbindingsbanen gebruikt om de elektrische componenten te ondersteunen. Dit type printplaat kan worden ontworpen en geprint met een inkjet- of laserprinter. De belangrijkste factor om in gedachten te houden bij het maken van een stijve printplaat is om alle elektrische componenten op dezelfde plaats te houden.

Hoewel starre PCB's een breed scala aan toepassingen hebben, zijn ze niet geschikt voor elk ontwerp. Medische apparatuur wordt bijvoorbeeld vaak blootgesteld aan hoge vochtigheid en ongunstige temperaturen. Maar starre PCB's zijn een voorkeursoplossing in industrieën waar componenten op hun plaats moeten blijven, zoals cockpitmachines en hulpaggregaten in vliegtuigen.

Afdrukken zonder kleur

Als je op een printplaat wilt printen zonder kleureninkt te gebruiken, zijn er verschillende methoden beschikbaar. Bij het printen van printplaten wordt een doorzichtige film aangebracht met daarbovenop een fotogevoelige film. De film bevat chemicaliën die reageren met ultraviolette stralen en de onderliggende fotoresist uitharden. Door de doorzichtige film kan het licht bepaalde delen van de printplaat bereiken en wordt de fotoresist op het koper eronder hard. Daarna wordt een alkalische oplossing gebruikt om de film te reinigen.

Inkjetprinten

Inkjetprinten is een nieuwe manier om printplaten te produceren. Het maakt dure en tijdrovende fotobewerking en andere stappen in het productieproces overbodig. Het proces vermindert ook materiaalverspilling doordat er geen fotomaskers meer nodig zijn en de kosten en opslagvereisten die daarmee gepaard gaan, komen te vervallen. De direct-to-board printfunctie maakt het mogelijk om geleidende sporen op een printplaat te printen zonder het materiaal te etsen.

Inkjetprinten van een printplaat is niet moeilijk en kan gedaan worden met een laserprinter of een thermische printer. Inkjetinkten kunnen elementen van 75 um of kleiner produceren. Ze zijn ook chemisch resistent en kleefvrij. Hun hardheid ligt tussen drie en vier H, waardoor ze bestand zijn tegen veel gangbare etsmiddelen.

Hoe printplaten traceren

/0 Reacties/in /door

Hoe printplaten traceren

PCB-spoorbreedte

Een van de belangrijkste ontwerpelementen van een printplaat is de spoorbreedte. Spoorbreedte is de afstand tussen twee aangrenzende componenten op een printplaat. Een juiste spoorbreedte voorkomt kortsluiting van voorbijgaande aard en signaalinterferentie. Een algemene regel is om drie keer de spoorbreedte te laten tussen parallel lopende sporen. Andere belangrijke overwegingen bij het kiezen van de spoorbreedte zijn waar de voedings-, massa- en signaalsporen moeten lopen. Het is beter om geen voedingssporen van de ene component naar de andere te laten lopen in een serieschakeling. Bovendien moet de juiste spoorbreedte berekend worden op basis van de verwachte stroomvereisten van de printplaat.

Spoorbreedte kan bepaald worden met een PCB spoorbreedte calculator. Deze calculator gebruikt verschillende waarden zoals de dikte van het koper, de doorsnede en het geleidende materiaal om de printspoorbreedte te schatten. Een breed spoor kan bijdragen aan ongelijkmatige verwarming, wat resulteert in slechte soldeerverbindingen. Bovendien kunnen kleine twee-pins onderdelen die verbonden zijn met een groot deel van het metaal op een pad uiteindelijk aan één kant omhoog getrokken worden tijdens het terugvloeien van soldeer. Dit probleem staat bekend als tombstoning en vereist handmatige nabewerking om het te corrigeren.

PCB-spoordikte

De dikte van de printsporen is een belangrijke ontwerpoverweging. De verkeerde dikte kan leiden tot vonken en schade aan aangesloten componenten. Gelukkig bestaan er PCB-spoordikte calculators om ontwerpers te helpen bij het bepalen van de beste dikte voor een specifiek ontwerp. Deze calculators kunnen ook helpen bij het bepalen van de breedte van een printspoor.

De meest gebruikte dikte voor printsporen is 1 oz, maar het kan iets dikker gemaakt worden met een speciale specificatie. Koperen sporen hebben de neiging om op te warmen als er stroom doorheen vloeit, dus het is belangrijk om de juiste dikte te gebruiken voor uw PCB-ontwerp. Naast het bepalen van de dikte van een printspoor, is het belangrijk om de algehele circuitlus thermisch stabiel te houden.

Naast de spoorbreedte moet je ook rekening houden met de spanning en de stroom door je printplaat. Deze twee factoren zijn belangrijk omdat ze bepalen hoe goed de printplaat de stroom kan verwerken. De IPC-2221 standaard bevat waarden voor spoordikte, interne en externe lagen en spoortemperatuur. Deze waarden worden gemeten in ampère en volt. Het gebruik van de juiste spoorbreedte kan de prestaties van je elektronische gadget enorm verbeteren.

PCB-spoorstroom

De stroom van printplaten traceren is een cruciale taak bij het ontwerpen. Het is belangrijk om de stroombelastbaarheid van een printplaat te berekenen, wat kan worden gedaan met behulp van formules. De stroombelastbaarheid van een printplaat hangt af van verschillende factoren, waaronder de bedrijfstemperatuur en de hoeveelheid stroom die door elk spoor moet lopen. Daarnaast is de breedte van het spoor ook een factor om rekening mee te houden.

PCB's met een hoge stroomsterkte moeten thermisch geïsoleerd zijn, dus is het raadzaam om thermische ontlastingsverbindingen en printplaatuitsparingen te gebruiken om te voorkomen dat de componenten oververhit raken. Als het spoor te smal is of te weinig koper heeft, kunt u extra soldeer aanbrengen. Dit vergroot de dikte van het spoor en verlaagt de weerstand, waardoor er meer stroom door kan.

PCB-spoorkoppeling

PCB-spoorkoppeling verwijst naar de overspraak die optreedt tussen twee signalen die door dezelfde laag op de printplaat lopen. De afstand tussen twee sporen op dezelfde laag bepaalt hoeveel koppeling er aanwezig is. Hoe groter de afstand tussen de sporen, hoe minder koppeling er is. De lengte van een enkel spoor is evenredig met de frequentie van het signaal.

Wanneer de stroom die door een enkel printspoor loopt een aangrenzend spoor kruist, creëert het een elektrisch veld en induceert het een elektromotorische kracht. Dit fenomeen wordt bepaald door de tweede inductiewet van Faraday en kan de integriteit van een signaal op hetzelfde spoor in gevaar brengen.

Een DMM gebruiken om de spoorweerstand te meten

Spoorweerstand is de weerstand van de sporen op de printplaat. Het is een belangrijke parameter, omdat een te hoge of te lage spoorweerstand de functionaliteit van een circuit kan beïnvloeden. Het kan ook leiden tot ontwerp- of implementatieproblemen. Daarom is het belangrijk om de spoorweerstand te begrijpen om ervoor te zorgen dat je circuits goed werken.

De eenvoudigste methode om de spoorweerstand te meten is met een digitale multimeter. De DMM begrijpt de wet van Ohm en kan de weerstand berekenen door simpelweg de spanningsval te meten. Deze aanpak werkt echter alleen als de weerstand geïsoleerd is. Je moet de sondes van de multimeter aansluiten op de weerstand en dan het circuit inschakelen.

Een DMM gebruiken om de spoorweerstand op een printplaat te meten, helpt je te bepalen of een bepaald onderdeel defect is. Je kunt bepalen of een component defect is als de spoorweerstand op een printplaat te hoog is. De weerstand van een component neemt toe naarmate de temperatuur stijgt.

Verbindingen maken op een printplaat

/0 Reacties/in /door

Verbindingen maken op een printplaat

Er zijn veel verschillende manieren om verbindingen te maken op een printplaat. In dit artikel worden verschillende methoden behandeld, zoals het gebruik van een soldeerpot en Mousebites. Deze methode is ook handig bij het aansluiten van componenten of het testen van componenten. Het proces is niet ingewikkeld en vereist weinig kennis. Het is het beste om de instructies zorgvuldig te volgen voordat je begint.

Soldeerpasta

Soldeerpasta wordt gebruikt in prototype printplaatassemblage en massaprintplaatassemblage om elektrische verbindingen te maken op printplaten. Een sjabloon leidt de soldeerpasta naar de gewenste gebieden. De pasta moet in een dunne laag op het oppervlak van de printplaat worden aangebracht. Dit voorkomt dat de pasta de hele printplaat bedekt, waardoor componenten eraf kunnen vallen. De pasta moet voor gebruik een temperatuur van 22 tot 28 graden bereiken. Als de pasta te koud is, hecht hij niet aan de printplaat en kunnen componenten eraf vallen. De pasta kan niet worden verwarmd om de temperatuur snel te verhogen. Het moet langzaam afkoelen.

Soldeerpastafabrikanten geven aanbevelingen voor het reflowtemperatuurprofiel. Het ideale temperatuurprofiel bestaat uit een geleidelijke stijging van de temperatuur, waardoor het vloeimiddel wordt geactiveerd. Het soldeer smelt zodra de flux is geactiveerd. Deze periode, Time Above Liquidus (TAL) genoemd, moet gepaard gaan met een snelle afkoelperiode.

Soldeerpot

Voordat je begint met het solderen van je printplaatverbindingen, moet je de soldeerpot op de juiste temperatuur instellen. De ideale temperatuur is ongeveer 250-260 graden Celsius. Controleer of het soldeer op de juiste temperatuur is door een strook krantenpapier in de soldeerpot te leggen en naar de kleurverandering te kijken. Het soldeer moet lichtbruin lijken, terwijl zwart, vlammend of geen verandering als slecht wordt beschouwd. Zorg ervoor dat het soldeer de juiste consistentie heeft en vrij is van dross, wat een dof of gecorrodeerd oppervlak is. Als je deze temperatuur niet bereikt, moet je meer soldeer toevoegen en blijven werken tot je de gewenste temperatuur bereikt hebt.

Een soldeerpot 10 heeft over het algemeen een rechthoekige vorm en een inlaat- en een uitlaattunnel. Hij bevat ook een pompinrichting om soldeer in golven te pompen. In dit type pot worden een motor en een riemaandrijving gebruikt om een waaier aan te drijven die zich in het onderste gedeelte van de pot bevindt. Het pompmechanisme bestaat uit een afdichtingsklep over de in- en uitgangstunnels en een bovendeel dat geïsoleerd is. Het pompmechanisme heeft een omgekeerd bekervormig deksel dat lucht buiten houdt terwijl het soldeer wordt aangebracht.

Muisbeten

Muisbeten zijn kleine gaatjes op een printplaat die je kunnen helpen om verbindingen te maken. Ze komen vaak voor in hoeken. Ze kunnen ook nuttig zijn om componenten in een enkele rij te plaatsen. Je moet er echter zeker van zijn dat ze goed geplaatst zijn en geen problemen veroorzaken. Als de gaten te klein of te groot zijn, kun je componenten beschadigen. Daarom is het belangrijk om de lay-out van je printplaat zorgvuldig te plannen voordat je begint te boren.

De grootte van de gaten in de breakout tabs varieert van bord tot bord. Over het algemeen heeft een bord vijf gaten, elk met een diameter van ongeveer 0,020 inch of 0,5 mm. De afstand tussen deze gaten is minimaal 0,76 mm, maar sommige printen voldoen niet aan deze specificaties. In dat geval moet je misschien kleinere gaten boren om grotere mousebites te voorkomen. De plaatsing van de gaten in de breakout tab is ook cruciaal. Het is beter om ze aan de rand van de printplaat te boren dan in het midden.

Board-to-board connectors

Board-to-board connectoren zijn connectoren die twee of meer printplaten met elkaar verbinden. Ze moeten verschillende dimensionale verschillen op de printplaten kunnen opvangen. Dit maatverschil staat bekend als stapelhoogte en moet worden opgevangen in het connectorontwerp. De connectoren worden meestal ontworpen met een bereik van 6 tot 12 mm. Hierdoor kunnen ze verschillende pinafmetingen en hartlijnafstanden verwerken.

Naast de mogelijkheid om extra mogelijkheden en functies toe te voegen aan printplaten, zorgen board-to-board connectoren ook voor een vermindering van de ontwerp- en productiekosten. Ze zijn ook ideaal om ruimte te besparen doordat er geen extra connectoren nodig zijn.

 

Hoeveel kost een printplaat?

/0 Reacties/in /door

Hoeveel kost een printplaat?

Als je op zoek bent naar een printplaat, vraag je je misschien af hoeveel de productie ervan kost. Dit artikel onderzoekt de materiaal-, assemblage- en testkosten van een printplaat. Zo kunt u de kosten van verschillende bronnen vergelijken en een weloverwogen beslissing nemen voor uw project.

Kosten van een printplaat

De kosten van een printplaat zijn gebaseerd op verschillende factoren, zoals de gebruikte component en het fabricageproces. Hoe gecompliceerder de component, hoe hoger de kosten van de printplaat. Gebruik standaardcomponenten en standaardbewerkingen om de kosten te drukken. Een goede manier om onnodige kosten te identificeren is het analyseren van de stuklijst.

De grootte en het type van de printplaat kunnen ook van invloed zijn op de kosten. Kleinere, 2-laags printplaten kunnen duurder zijn dan grotere, 3×6 printplaten. Gemengde kopergewichten zijn ook duurder en de productie neemt meer tijd in beslag. Bovendien hebben dikkere en duurdere materialen langere doorlooptijden, dus houd daar rekening mee voordat u een definitieve beslissing neemt.

De dikte van een PCB speelt ook een rol in de kosten. Een printplaat met drie lagen is aanzienlijk duurder om te produceren dan een printplaat met één laag. Het aantal lagen, het gebruikte materiaal en de grootte van de printplaat beïnvloeden allemaal de prijs. Meer lagen betekent meer werk, waardoor de prijs van het eindproduct stijgt.

Kosten van PCB-materialen

De kostprijs van PCB-materialen is een van de belangrijkste factoren die de productiekosten bepalen. Verschillende factoren beïnvloeden de prijs van de materialen, zoals de grootte, het gewicht en het type printplaat. De prijs van koperfolie maakt bijvoorbeeld meer dan 50% uit van de totale kosten van dikkere en dunnere printplaten.

De beste PCB-materialen moeten duurzaam genoeg zijn om fysieke stress te weerstaan en de componenten aangesloten te houden. Voor hoogfrequente printplaten zijn speciale materialen nodig, zoals FR4. Bovendien moet er rekening worden gehouden met de thermische eigenschappen van een printplaat. Bij koude temperaturen zijn hoogwaardiger materialen nodig.

De kosten van PCB assemblage variëren ook afhankelijk van de complexiteit van het ontwerp, het aantal arbeidsuren en andere factoren. De kosten van PCB assemblage zijn echter over het algemeen lager als ze worden uitgevoerd in een goedkope faciliteit. Arbeidstarieven variëren afhankelijk van de grootte van de printplaten en het aantal componenten dat moet worden aangesloten.

Kosten van PCB-assemblage

Een van de grootste factoren in de kosten van printplaatassemblage is de doorlooptijd. Dit is de hoeveelheid tijd die nodig is om het productieproces te voltooien en hoe korter de doorlooptijd, hoe hoger de kosten. Kopers moeten zich ervan bewust zijn dat snellere doorlooptijden de kosten van PCB assemblage vaak met een derde verhogen. Ze moeten zich er ook van bewust zijn dat versnelde verzending meer kost dan normale verzending.

De kosten van printplaatassemblage stijgen als de productie van de printplaat ingewikkeld is en meerdere lagen vereist. De beschikbaarheid van printplaten beïnvloedt de kosten, dus het is belangrijk om goed rond te kijken. Een basis, dubbelzijdige printplaat kost ongeveer $16. Sommige printplaatfabrikanten brengen echter extra kosten in rekening voor extra lagen.

De kosten van een PCB stijgen ook als de PCB moet worden aangepast. Dit kan de grootte van de sporen en de coating omvatten. Aangepaste printplaten kunnen ook speciale assemblage vereisen.

Kosten van PCB-testen

De kosten van PCB-testen variëren sterk afhankelijk van de complexiteit van de printplaat en de gebruikte testmethode. Sommige methoden, zoals in-circuit testen (ICT), zijn duurder dan andere. In-circuit testen richt zich op het controleren van elk individueel element en elektronische karakteristiek van de printplaat. Het vereist een aangepast spijkerbed en is ideaal voor hoogvolume producties.

Speciale armaturen en gereedschappen zijn duur. Ze vereisen opslagruimte, zijn moeilijk te demonteren en vereisen extra arbeid. Ze moeten ook nabesteld worden. Hierdoor kunnen de kosten voor het testen van printplaten vrij hoog oplopen. De meeste printplaatfabrikanten hebben nu echter hun eigen vliegende testsondemachines, waardoor de testkosten aanzienlijk zijn gedaald. Bovendien zien sommige fabrikanten af van ET-kosten voor bestellingen die groter zijn dan een bepaalde waarde.

Functioneel testen is een andere optie om PCB's te testen. Met dit type testen kunnen defecten, open verbindingen en soldeersnelheden in de circuits worden opgespoord. Het helpt ervoor te zorgen dat het assemblageproces zo nauwkeurig mogelijk verloopt. Het vergt echter wel extra kosten, variërend van $0,1 tot $1 per PCB assemblage.