How to Make a Simple Circuit Board

How to Make a Simple Circuit Board

If you want to make your own circuit board, here are some steps that you can follow. They include the Materials you will need, Calculating impedances, and Soldering. Once you have mastered these steps, you can take the project further and make a more complex circuit board.

Steps to making a circuit board

There are a few steps in making a circuit board. The first step is to prepare your schematic. This will allow you to plan the placement of the components. Once you have the schematic, import it into your CAD system. Next, place component footprints inside the board outline. These footprints will show the net connections as ghost-line images, indicating which parts are connected to each other. Next, place the components on the circuit board, taking into account the best placement for best performance, such as minimizing electrical noise and excessive heat. You also need to consider any physical obstructions, such as cables, connectors, or mounting hardware.

Once the layers are ready, a copper substrate is removed. The copper layer will serve as the base of the circuit board. The outer layers will be attached to it with pins. After the layers have been placed, the board will be ready for bonding. The outer layer material will be a fiber glass material pre-impregnated with epoxy resin. This material will also cover the original substrate and any copper trace etchings. The final step is to assemble the board, using a heavy steel table. During the assembly process, the layers fit together with pins, ensuring that they do not shift during alignment.

Materials required

To make a circuit board, you’ll need to first purchase a printed circuit board (PCB). A PCB is made up of three layers: a conductive layer (usually copper) that is encased in two layers of non-conductive material. Finally, there are the wires that connect the different parts of the circuit. These wires can come in different colors and lengths, and some have clamps or clips at one end.

PCBs are made of many different materials, which is why it’s important to choose the right material for your circuit. Various materials have different properties and can improve the performance of your circuit. For example, some materials are better suited for high-speed applications than others, while others are better for high-temperature applications.

Lutowanie

If you are considering making your own electronic circuits, there are many ways you can get started, including soldering a simple circuit board. Using the right tools is an essential part of this process, as proper equipment and techniques will allow you to successfully complete the task. For example, you can use a wire cutter to cut the lead wires. This tool should be sharp and have a beveled edge to allow for a clean and flat cut. This will help minimize the chances of short circuits. When cutting the leads, remember to hold the excess lead so that it doesn’t go everywhere.

Before soldering, be sure to clean the area around each component with a wet sponge. You can also use a regular sponge to clean the tip of your iron. You must also make sure that you have the right soldering iron, which should have a temperature of 400 degrees Celsius. Also, be sure to label all components properly and lay them out properly. You should also use a grounded wrist strap to reduce the amount of static electricity.

Montaż

Assembly of a simple circuit board involves putting together many components on one piece of circuit board. These components are generally made of metal and are mounted to the board through metal tabs. They may be manually mounted on the board and soldered to the pads on the other side of the board, or they may be mounted on the board using an automated insertion mount machine. Whether or not they are manually mounted, surface mount assembly allows for a high density of the circuit and minimizes the size of the finished product.

Circuit board kits usually include 5 complete circuit boards, but you can often order more. Most people will not regret ordering more than they need, as they often end up using extra components during testing or debugging. The unused parts are often marked DNP or “Do Not Populate” to indicate that they are not part of the production design.

Dlaczego płytka drukowana

Dlaczego płytka drukowana

Printed circuit boards have long been in use and have a variety of applications. Today, they’re used in almost every industry, including manufacturing, electronics, and more. They provide a platform for mounting electronic components, and make the manufacturing process much simpler. Here are some ways you can use this vital component.

Printed circuit boards are key components of electronic equipment

Printed circuit boards are crucial parts of electronic equipment, as they enable the flow of electricity from one component to another. They can contain anything from a simple transistor to a complex microprocessor. All printed circuit boards have conductive pathways on one side and a surface on the other for electrical connections. This allows for easy addition and removal of components.

Printed circuit boards have many benefits over traditional wired circuits, including being lightweight and reliable. In addition, they are inexpensive and easy to maintain. Printed circuit boards have a broad range of applications in various industries, including medical electronics and computers. For instance, they are used in MRI machines, which are becoming more sophisticated and cost-effective due to their electronic capabilities.

Printed circuit boards are made of thin, rectangular substrates that are covered with copper conductors. They also provide mechanical support to electronic components and allow the device to be mounted in an enclosure. It is important that the design of a printed circuit board match the design of the electronic component, as it must work in concert with the bare circuit board, the packaging of integrated circuits, and the manufacturing process.

They provide a way to connect electronic components

Printed circuit boards are a common way of connecting electronic components. They can contain a simple transistor or an advanced microprocessor. Because they are built on a flat surface, they can contain many components and allow for easy addition or removal. Printed circuit boards are also a useful experimental tool.

Printed circuit boards come in a variety of sizes and shapes. Some have holes while others have small pads. The electronics are connected to the board through the solder pads. The solder pads can be either through-hole or surface-mount. Surface-mount devices attach to the board with melted solder.

Printed circuit boards are important for the production of electronic devices. They allow designers to make the circuitry more flexible and reduce the cost of electronic packaging. The versatility of printed circuit boards allows for more creative designs, especially when it comes to wearable electronics.

They simplify the manufacturing process

The manufacturing of printed circuit boards can be done by either a subtractive or an additive process. The subtractive process involves etching areas of the substrate that are not part of the desired pattern away. This simplifies the manufacturing process and reduces costs. Printed circuit boards are used in a wide range of applications.

There are two main types of printed circuit boards: single-sided and multilayered. Single-sided boards have two layers of circuits, while double-sided boards have multiple layers. Single-sided boards have components on one side and double-sided circuits on the other. A multi-layered board has multiple layers of copper and insulating material, and is used in most types of electronic devices. The components are connected to these layers by through-hole or surface mount technology.

Printed circuit boards are commonly made from laminated composite materials, such as copper. The copper is placed over a non-conductive material, such as a glass or plastic substrate. The copper circuits are then soldered onto this surface, with a solder mask protecting the copper from short circuits and other soldering errors.

They are used in a wide variety of industries

There are many industries that use printed circuit boards, including medical devices and consumer electronics. The demand for these boards is high and they must be both durable and cost-effective. PCBs are used in a wide range of medical devices, from tiny devices like pacemakers to large ones like CAT scan machines.

The most important component of a PCB is a circuit. A circuit is a complete path for electrons that must flow in a closed loop. Printed circuit boards have metal lines that form conducting pathways, and they have varying resistances. The resistance of the circuit depends on the type of metal used for the lines.

There are many different types of printed circuit boards available. Printed circuit boards are usually simple and inexpensive. They cut down on the cost of electronic packaging and are ideal for wearable and disposable electronic devices. They also give electrical designers more freedom to be creative with their designs.

Jak odczytać płytkę drukowaną

Jak odczytać płytkę drukowaną

Jest kilka podstawowych rzeczy, które powinieneś wiedzieć, próbując zrozumieć, jak czytać PCB. Na przykład, należy zrozumieć, czym jest rezystor. Rezystor to kawałek metalu o mierzalnej rezystancji. Zazwyczaj rezystor jest oznaczony symbolem omowym. Symbol om wygląda jak grecka litera Omega. Wartość 100MO oznacza sto megaomów. Powinieneś także wiedzieć, jak zidentyfikować kondensator. Wreszcie, płytka może być oznaczona śladami lub komponentami.

Analiza płytki wzdłuż przepływu sygnału

Projekt płytki drukowanej może być skomplikowany. Wiele komponentów jest ułożonych warstwowo z innym przepływem sygnału. Może to powodować problemy z integralnością sygnału, gdy szybkie linie transmisyjne muszą przechodzić przez gęste obszary przelotek lub dzielone płaszczyzny. Analiza płytki wzdłuż przepływu sygnału może pomóc w określeniu, które komponenty powinny być umieszczone w którym miejscu, aby zminimalizować problemy z integralnością sygnału.

Właściwości dystrybucyjne płytki drukowanej w znacznym stopniu wpływają na sygnał, szczególnie przy wysokich częstotliwościach. Na przykład, systemy komunikacyjne o wysokiej częstotliwości często cierpią z powodu powrotu masy, który występuje, gdy prąd sygnału zmienia się gwałtownie wraz z zewnętrznym polem magnetycznym. Powoduje to odwrotny przepływ prądu w otaczających przewodnikach. Efekt ten ilustruje schemat płaszczyzny uziemienia.

Identyfikacja komponentów

Pierwszym krokiem w identyfikacji komponentów na płytce drukowanej jest identyfikacja płytki. Istnieje wiele płytek drukowanych oznaczonych kodami i akronimami, które pomagają określić zastosowanie. Na przykład płytka DMCB to główna płytka sterująca DOS dla komputera GE Mark V. Innym przykładem jest płyta córka, która jest dołączana do płyty głównej i umożliwia dostęp do procesora i pamięci.

Każdy komponent ma oznaczenie na obudowie i opakowaniu. Oznaczenie to wskazuje jego wartość, polaryzację i tolerancję. Ponadto może występować kolorowy pasek wskazujący rezystancję. Zestawienie materiałów będzie również zawierać listę części składowych i ich ilości. Istnieją również oznaczenia referencyjne, które pokazują, gdzie znajdują się komponenty.

Identyfikacja śladów

Podczas odczytu płytki drukowanej należy zidentyfikować ślady. Nie są to przewody, ale ścieżki, przez które przepływa prąd elektryczny. Każda ścieżka ma określoną rezystancję i ważne jest, aby wziąć to pod uwagę przy wyborze szerokości ścieżek. Rezystancja ścieżki może być określona przez jej wzrost temperatury, który pokazuje, jak gorąca stanie się ścieżka, gdy przepłynie przez nią prąd. Wzrost temperatury jest zwykle różnicą między temperaturą roboczą a maksymalną temperaturą roboczą.

Impuls sygnału na ścieżce przemieszcza się z prędkością 84-85 pikosekund na cal w powietrzu. Sygnał przemieszcza się z prędkością około 11,8 cala na nanosekundę w próżni i około 145 pikosekund na cal dla zwykłego materiału dielektrycznego. Opóźnienie propagacji sygnału elektrycznego zależy od specyfikacji projektu, ale istnieją ogólne wytyczne, których można przestrzegać w przypadku większości płytek drukowanych.

Czyszczenie deski

Czyszczenie PCB to delikatny proces, który wymaga pewnej ostrożności. Większość zanieczyszczeń PCB jest spowodowana pozostałościami topnika, które gromadzą się po montażu. Aby się ich pozbyć, można użyć rozpuszczalnika lub środka ściernego do dokładnego wyczyszczenia płytki. Ręczniki papierowe i chusteczki kimwipes są dobrymi opcjami do wchłaniania rozpuszczalnika lub materiału ściernego. Po czyszczeniu należy wytrzeć płytkę do czysta, aby usunąć wszelkie pozostałe kłaczki.

Do czyszczenia płytek drukowanych stosuje się różne rodzaje rozpuszczalników. Niektóre z tych rozpuszczalników są łagodne, podczas gdy inne są łatwopalne. Czyszczenie PCB rozpuszczalnikiem może poprawić jego wydajność. Można użyć pianki lub wacików nasączonych łagodnym rozpuszczalnikiem. Wiele dozowników z pompką sprzedaje tego typu rozpuszczalniki czyszczące. Można również użyć nasączonych chusteczek zawierających alkohol izopropylowy.

Naprawa płyty

Jednym ze sposobów naprawy PCB jest usunięcie uszkodzonych komponentów i kleju, który przykleja je do płytki. Może to być trudne, jeśli klej jest suchy lub stary. Można użyć środków czyszczących, które zazwyczaj są produktami konsumenckimi.

Po usunięciu uszkodzonych komponentów można użyć oscyloskopu do sprawdzenia ciągłości obwodu na płytce. Jeśli znajdziesz spalony obszar, oznacza to, że komponent uległ awarii i należy go wymienić. Jeśli nie wiesz, gdzie znajduje się uszkodzony element, możesz użyć pęsety, aby go podnieść i wymienić.

Jak zaprogramować płytkę drukowaną

Jak zaprogramować płytkę drukowaną

Programowanie PCB

Programowanie PCB obejmuje różne metody. Ważne jest, aby wybrać odpowiednią metodę dla rozmiaru, kształtu i typu PCB, a także liczby paneli, które będą musiały zostać zaprogramowane. Każda metoda ma swoje mocne i słabe strony. Przeczytaj kilka wskazówek, aby wykonać pracę we właściwy sposób.

Pierwszym krokiem jest zrozumienie, jak działa płytka drukowana. Obejmuje to zrozumienie schematów blokowych dla każdego głównego klastra komponentów. Pomoże to określić, w jaki sposób moduły łączą się ze sobą i ile napięcia przepływa przez każdy etap. Następnie można przejść do programowania poszczególnych płytek. Dobry program do projektowania płytek drukowanych będzie również posiadał importer danych.

Po utworzeniu projektu płytki umieść komponenty we właściwej kolejności. Najpopularniejsze obwody składają się z dwóch warstw. Jedna warstwa jest przeznaczona dla części, a druga dla bezpieczeństwa. Im więcej warstw zostanie użytych, tym mocniejsze będą obwody. Jednak różne programy mają różne ograniczenia dotyczące liczby dozwolonych warstw.

Korzystanie z przyrządu do programowania

Korzystanie z przyrządu do programowania to świetny sposób na szybkie i łatwe stworzenie projektu płytki drukowanej. Aby zaprogramować płytkę, należy umieścić ją w wydrukowanym w 3D przyrządzie do programowania i podłączyć do niej odpowiednie przewody. Po podłączeniu przewodów można użyć debuggera do zaprogramowania płytki. Aby ułatwić pracę, umieść elektronikę na przyrządzie za pomocą kołków sprężynowych (pogo). Kołki te wyrównają elektronikę na płytce z atrapą płytki docelowej.

Przyrząd do programowania jest szczególnie przydatny w przypadku produkcji wielkoseryjnej. Wykorzystuje on styki sprężynowe do nawiązania kontaktu elektrycznego między płytką drukowaną a PCB. Przyrząd jest zwykle skonfigurowany do programowania całych paneli jednocześnie. Jest to jednak droższe niż inne techniki programowania, a sama inwestycja w programator nie jest tania. Większość przyrządów do programowania jest używana do średnich i dużych serii produkcyjnych.

Wstępny projekt płytki drukowanej

Wstępny projekt płytki drukowanej jest ważnym krokiem w procesie projektowania. Obejmuje on określenie funkcji, cech, wzajemnych połączeń i rozmieszczenia komponentów na płytce drukowanej. Obejmuje również kwestie środowiskowe związane z projektem. Istotne jest również stworzenie schematu obwodu, który zawiera nazwy i wartości różnych komponentów elektrycznych.

Rozmiar i liczba warstw płytki drukowanej zależy od produktu końcowego i jego funkcjonalności. Ponieważ urządzenia elektroniczne stają się coraz mniejsze, podobnie jest z płytkami drukowanymi. Ważne jest, aby oszacować rozmiar płytki przed rozpoczęciem procesu projektowania. Na przykład, projekt o wysokiej gęstości połączeń może nie być właściwą opcją, jeśli płytka jest zbyt duża.

Używanie kodu do programowania płytki drukowanej

Jeśli jesteś zaznajomiony z programowaniem w języku C, możesz użyć interfejsu IDE do zaprogramowania płytek drukowanych. Konieczna będzie również znajomość układu płytek drukowanych lub wtyczek. Łączą one ze sobą funkcje urządzenia. Przykładowy układ płytki drukowanej można zobaczyć w syntezatorze Moog.

Najpopularniejszym sposobem programowania płytek drukowanych są dedykowane nagłówki programowania. Ułatwiają one użytkownikowi końcowemu wprowadzanie zmian i aktualizacji oprogramowania. Mają one również proste połączenie, co ułatwia programowanie płytki drukowanej. Jedną z wad jest wysoki koszt zestawów złączy, dlatego programowanie przez USB jest popularną opcją w produkcji.

Lutowanie płytki drukowanej

Podczas lutowania płytki drukowanej do programowania, należy upewnić się, że używany jest odpowiedni rodzaj lutowia dla konkretnych części. Miękkie lutowanie jest najlepsze dla małych komponentów, ponieważ wykorzystuje niską temperaturę upłynniania, która rozbije lut, jeśli zostanie nałożony na gorącą powierzchnię. Będziesz także potrzebował topnika, który jest substancją chemiczną pomagającą lutowi stopić się i związać z powierzchnią.

Najpierw należy odizolować piny mikrokontrolera. Odbywa się to poprzez wygięcie pinów tak, aby końcówki rezystorów dotykały podkładki płytki. Gdy to zrobisz, użyj lutownicy do stopienia lutowia. Po ostygnięciu lutu wyjmij rezystor i odetnij dodatkowy przewód. Powtórz ten proces z innymi komponentami.

Gdy płytki drukowane są używane w produkcji urządzenia

Gdy płytki drukowane są używane w produkcji urządzenia

Gdy płytki drukowane są wykorzystywane do produkcji urządzeń, nazywane są płytkami drukowanymi. Dostępnych jest wiele różnych typów płytek drukowanych. Obejmują one płytki pokryte miedzią, technologię montażu powierzchniowego i otwory galwaniczne. Zrozumienie różnic między różnymi typami płytek drukowanych pomoże w podjęciu świadomej decyzji dotyczącej wyboru typu potrzebnego do danego urządzenia.

Owijanie drutem

Owijanie przewodów to jeden z najszybszych sposobów instalacji płytki drukowanej. Wymaga jednak pewnego poziomu wiedzy specjalistycznej. Prawidłowo wykonane połączenie drutowe będzie miało rezystancję styku podobną do połączenia lutowanego. Jest ono również stosunkowo łatwe do modyfikacji. Podczas korzystania z narzędzia do owijania drutu ważne jest, aby używać tylko trzech owinięć na słupek. Podczas owijania przewodów należy również unikać tworzenia łańcuchów.

Wire wrapping to proces, w którym dwa styki elektryczne są łączone poprzez owinięcie wokół nich miedzianego drutu. Jest to wysoce niezawodna metoda łączenia i często stanowi pierwszy krok dla początkujących w dziedzinie elektroniki. Można użyć narzędzia ręcznego lub maszyny do owijania przewodów.

Płyta pokryta miedzią

Miedziana płytka drukowana jest powszechnie stosowana w produkcji urządzeń elektronicznych, ponieważ może zapewnić wsparcie mechaniczne i połączenia elektryczne między komponentami w obwodzie. Miedź jest dobrym przewodnikiem elektryczności, więc jest idealnym materiałem do platerowania PCB. Jej zastosowanie w urządzeniach elektronicznych rośnie, a wiele płytek PCB jest obecnie wyposażonych w miedziane okładziny.

Proces produkcji laminatu pokrytego miedzią obejmuje wyżarzanie laminatu. Procedura ta zmniejsza współczynnik rozszerzalności cieplnej i obniża stałą dielektryczną.

Technologia montażu powierzchniowego

Technologia montażu powierzchniowego to nowy sposób produkcji płytek drukowanych. Technologia ta jest bardziej wydajna i wymaga mniejszej liczby kroków do wykonania płytki drukowanej. Pozwala projektantom zmieścić więcej elementów na mniejszej powierzchni płytki. Dzięki temu proces ten jest bardziej opłacalny. Dodatkowo, komponenty do montażu powierzchniowego są powszechnie dostępne i stosunkowo niedrogie. Można je również wytwarzać w znacznie krótszym czasie niż w przypadku innych technologii.

Technologia montażu powierzchniowego jest szeroko stosowana do produkcji płytek drukowanych. Proces rozpoczyna się od fazy projektowania, która obejmuje wybór komponentów i projektowanie SMT. Dostępne są różne narzędzia programowe, które pomagają w procesie projektowania. Następnie dane płytki drukowanej są wysyłane do firmy produkcyjnej. Przesyłane są również dane dotyczące wykończenia powierzchni.

Galwanizowane otwory

Platerowanie to proces, który sprawia, że otwory w płytkach drukowanych przewodzą prąd. Miedź jest osadzana w otworach poprzez galwanizację. Proces ten jest ściśle kontrolowany i polega na naprzemiennym zanurzaniu płytek drukowanych w roztworach czyszczących i galwanicznych. Nadmiar miedzi jest następnie usuwany. Proces ten znany jest również jako galwanizacja przelotowa.

Otwory galwaniczne w płytkach drukowanych są ważne dla ogólnego sukcesu układu. Niewłaściwe rozmieszczenie otworów może powodować problemy produkcyjne i obniżać wydajność produktu końcowego. Aby uniknąć tych problemów, konieczne jest prawidłowe wykorzystanie otworów.

Styczna strat

Aby określić styczną strat, inżynierowie integralności sygnału powinni znać materiał, z którego wykonane są płytki drukowane. Stosowane materiały są często połączeniem szkła i żywicy. Różne rodzaje tych materiałów będą miały różne styczne strat. W niektórych przypadkach producent może nie podawać wartości tangensa strat dla używanych przez siebie materiałów, więc inżynierowie ds. integralności sygnału muszą je określić samodzielnie.

Tangens strat materiału jest miarą ilości energii elektromagnetycznej pochłanianej przez materiał przy określonej częstotliwości. Materiały o niskim tangensie strat zmniejszają straty transmisji. Inne czynniki, które mogą wpływać na wydajność, obejmują chropowatość powierzchni i rozdzielczość osadzania warstw. Ponadto przewodność cieplna jest kolejnym ważnym czynnikiem, ponieważ określa, jak dobrze materiał przewodzi ciepło. Słaba przewodność cieplna ogranicza wydajność urządzenia i może ograniczyć wydajność stosu.

Stała dielektryczna

W produkcji płytek drukowanych ważne jest, aby zrozumieć stałą dielektryczną użytych materiałów. Jest to ważny parametr, ponieważ pomaga wybrać odpowiedni laminat. Większość dostawców laminatów podaje te informacje, a także częstotliwość i zawartość żywicy. Można również obliczyć stałą dielektryczną PCB za pomocą aplikacji takiej jak Altium Designer. Alternatywnie można użyć narzędzia symulacyjnego, takiego jak Simberian.

Materiały PCB są zwykle wykonane z tkaniny szklanej, miedzi lub tworzywa sztucznego. Różne rodzaje tych materiałów mają różne stałe dielektryczne, co wpływa na ich właściwości elektryczne. Stała dielektryczna (zwana również współczynnikiem rozpraszania) określa ilość ładunku, który może istnieć między dwoma przewodnikami, gdy między nimi przyłożone jest napięcie. Właściwość ta określa szybkość przepływu prądu w przewodniku.

Testy środowiskowe płytek drukowanych

Produkcja urządzeń elektronicznych, takich jak płytki drukowane, musi przejść szereg testów środowiskowych, w tym testy wilgotności i szoku termicznego. Testy te określają, czy płytka drukowana jest odporna na działanie wilgoci i korozji. Płytka drukowana może również przejść test funkcjonalny. Ten rodzaj testu symuluje rzeczywiste warunki pracy i daje natychmiastową informację zwrotną na temat jakości projektu. Jest on coraz częściej stosowany w produkcji małoseryjnej, aby zapewnić, że każda płytka spełnia wszystkie wymagania jakościowe do użytku w terenie.

Testy środowiskowe płytek drukowanych stosowanych w produkcji elektroniki są niezbędne do zapewnienia ich niezawodności. Choć nie zawsze jest to wymagane przez prawo, testy te mają zasadnicze znaczenie dla niezawodności produktów elektronicznych i zapewniają, że działają one zgodnie z przeznaczeniem. Ważne jest, aby wybrać doświadczonego kontraktowego producenta elektroniki z niezbędnym zapleczem wewnętrznym do przeprowadzenia tych testów.