Как изготовить простую печатную плату

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.

Пайка

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.

Сборка

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.

Как читать печатную плату

There are some basic things that you should know when trying to understand how to read a PCB. For instance, you need to understand what a resistor is. A resistor is a piece of metal that has a measurable resistance. Usually, a resistor is marked with an ohm measurement mark. The ohm symbol looks like the Greek letter Omega. The value 100MO means one hundred megaohms. You should also know how to identify a capacitor. Lastly, a board may be marked with traces or components.

Analyzing a board along the signal flow

The design of a PCB can be complicated. Many of the components are layered with a different signal flow. This can cause signal integrity issues when high-speed transmission lines must pass through dense via areas or split planes. Analyzing a board along the signal flow can help you determine which components should be placed where to minimize signal integrity problems.

The distribution properties of a PCB will greatly affect the signal, particularly at high frequencies. For example, high-frequency communication systems will often suffer from ground return, which occurs when the signal current changes rapidly with the external magnetic field. This causes reverse current flow in the surrounding conductors. This effect is illustrated by a ground plane diagram.

Identifying components

The first step in identifying components on a PCB is to identify the board. There are many PCBs marked with codes and acronyms to help you determine the application. For example, a DMCB board is the DOS Main Control Board for a GE Mark V computer. Another example is a daughterboard, which attaches to the motherboard and allows access to the CPU and memory.

Each component has a marking on its body and packaging. This marking will show its value, polarity, and tolerance. In addition, there may be a color-coded band that indicates the resistance. The bill of materials will also list the component parts and their quantities. There are also reference designators that show where the components are located.

Identifying traces

When reading a PCB, you need to identify traces. These are not wires, but are the pathways through which electrical current flows. Each path has a specific resistance, and it is important to consider this when selecting trace widths. The resistance of a path can be determined by its temperature rise, which shows how hot the trace will become when current flows through it. The temperature rise is usually the difference between the operating temperature and the maximum operating temperature.

The signal pulse on a trace travels at a rate of 84-85 picoseconds per inch in air. The signal travels at about 11.8 inches per nanosecond in vacuum, and about 145 picoseconds per inch for a common dielectric material. The propagation delay of an electrical signal depends on the design specifications, but there is a general guideline that you can follow for most PCBs.

Cleaning a board

Cleaning a PCB is a delicate process that requires a certain amount of care. Most PCB contamination is caused by the flux residues that accumulate after assembly. To get rid of this, you can use a solvent or an abrasive to clean the board thoroughly. Paper towels and kimwipes are good options to soak up the solvent or abrasive. After cleaning, make sure to wipe the board clean to remove any remaining lint.

Different types of solvents are used for PCB cleaning. Some of these solvents are mild, while others are flammable. Cleaning a PCB with a solvent can improve its performance. You can use foam or cotton swabs that are saturated with a mild solvent. Many pump dispensers sell this type of cleaning solvent. Presaturated wipes that contain isopropyl alcohol can also be used.

Repairing a board

One way to repair a PCB is to remove the damaged components and the adhesive that sticks them to the board. This can be difficult if the adhesive is dry or old. You can use workbench cleaners, which are usually consumer products.

Once you have removed the damaged components, you can use an oscilloscope to check the continuity of the circuit across the board. If you find a burned area, it means the component has failed and has to be replaced. If you don’t know where the failed component is located, you can use tweezers to lift it and replace it.

Когда печатные платы используются в производстве устройства

When circuit boards are used in the manufacture of a device, they are known as printed circuit boards. There are many different types of printed circuit boards available. These include Copper clad board, Surface-mount technology, and Electroplated holes. Understanding the differences between the various types of printed circuit boards will help you make an informed decision regarding which type you need for your particular device.

Wire wrapping

Обмотка проводов - один из самых быстрых способов монтажа печатной платы. Однако он требует определенного уровня квалификации. При правильном выполнении соединение с помощью проволоки имеет контактное сопротивление, аналогичное паяному соединению. Кроме того, его относительно легко модифицировать. При использовании инструмента для намотки проводов важно делать не более трех витков на одну стойку. Также при обмотке проводов следует избегать создания гирляндных цепочек.

Обмотка проводом - это процесс, при котором два электрических контакта соединяются путем обмотки их медным проводом. Это очень надежный метод соединения, который часто является первым шагом для новичков в области электроники. Можно использовать либо ручной инструмент, либо станок для обмотки проводов.

Медная плакированная плита

Медные плакированные платы широко используются при производстве электронных устройств, поскольку они обеспечивают механическую поддержку и электрические соединения между компонентами схемы. Медь - хороший проводник электричества, поэтому она является идеальным материалом для плакирования печатных плат. Его использование в электронных устройствах постоянно растет, и многие печатные платы теперь имеют медную оболочку.

Процесс изготовления медно-плакированного ламината включает в себя отжиг ламината. При этом уменьшается коэффициент теплового расширения и снижается диэлектрическая проницаемость.

Технология поверхностного монтажа

Технология поверхностного монтажа - это новый способ производства печатных плат. Эта технология более эффективна и требует меньшего количества этапов для изготовления печатной платы. Она позволяет уместить больше элементов на меньшей площади платы. Это делает процесс более экономичным. Кроме того, компоненты поверхностного монтажа широко доступны и относительно недороги. Они также могут быть изготовлены в гораздо более короткие сроки, чем при использовании других технологий.

Технология поверхностного монтажа широко используется для изготовления печатных плат. Процесс начинается с этапа проектирования, который включает в себя выбор компонентов и разработку SMT. Для помощи в проектировании существуют различные программные средства. После этого данные о печатной плате отправляются в компанию-производитель. Туда же отправляются данные для финишной обработки поверхности.

Гальванические отверстия

Гальваническое покрытие - это процесс, позволяющий сделать отверстия в печатных платах проводящими. Медь в отверстия наносится гальваническим способом. Процесс строго контролируется и включает в себя поочередное погружение печатных плат в очищающие и гальванические растворы. Затем излишки меди удаляются. Этот процесс также известен как сквозное гальваническое покрытие.

Гальванические отверстия в печатных платах имеют большое значение для общего успеха макета. Неправильное размещение отверстий может вызвать производственные проблемы и ухудшить характеристики конечного продукта. Чтобы избежать этих проблем, важно правильно использовать отверстия.

Тангенс потерь

Для определения тангенса угла потерь инженеры по целостности сигнала должны знать материал, из которого изготовлены печатные платы. Часто используемые материалы представляют собой комбинацию стекла и смолы. Различные типы этих материалов имеют разные тангенсы потерь. В некоторых случаях производитель может не предоставлять значения тангенса потерь для используемых материалов, поэтому инженеры по целостности сигнала должны определять их самостоятельно.

Тангенс потерь материала - это мера количества электромагнитной энергии, поглощаемой им на определенной частоте. Материалы с низким тангенсом потерь снижают потери при передаче. К другим факторам, влияющим на характеристики, относятся шероховатость поверхности и разрешение нанесения слоев. Кроме того, еще одним важным фактором является теплопроводность, которая определяет, насколько хорошо материал проводит тепло. Плохая теплопроводность ограничивает производительность устройства и может ограничить производительность стопки.

Диэлектрическая проницаемость

При изготовлении печатных плат важно понимать диэлектрическую проницаемость используемых материалов. Это важный параметр, поскольку он поможет выбрать подходящий ламинат. Большинство поставщиков ламината предоставляют эту информацию, а также указывают частоту и содержание смолы. Вы также можете рассчитать диэлектрическую проницаемость печатной платы с помощью такого приложения, как Altium Designer. В качестве альтернативы можно использовать инструмент моделирования, например Simberian.

Материалы печатных плат обычно изготавливаются из стеклоткани, меди или пластика. Различные типы этих материалов имеют разные диэлектрические постоянные, что влияет на их электрические свойства. Диэлектрическая проницаемость (называемая также тангенсом угла диэлектрических потерь) определяет количество заряда, которое может существовать между двумя проводниками при приложении к ним напряжения. Это свойство определяет скорость протекания тока в проводнике.

Экологические испытания печатных плат

При производстве электронных устройств, таких как печатные платы, они должны пройти ряд испытаний на воздействие окружающей среды, включая испытания на влажность и тепловой удар. Эти испытания определяют, может ли печатная плата противостоять воздействию влаги и коррозии. Печатная плата может также подвергаться функциональным испытаниям. Этот вид испытаний имитирует реальные условия эксплуатации и дает мгновенную обратную связь о качестве проекта. Он все чаще используется в мелкосерийном производстве для обеспечения соответствия каждой платы всем требованиям к качеству, предъявляемым при эксплуатации.

Экологические испытания печатных плат, используемых при производстве электроники, необходимы для обеспечения их надежности. Хотя эти испытания не всегда требуются по закону, они необходимы для обеспечения надежности электронных изделий и гарантируют, что они работают так, как задумано. Важно выбрать опытного контрактного производителя электроники, обладающего необходимыми внутренними средствами для проведения таких испытаний.

Как трассировать печатные платы

Ширина трассы печатной платы

Одним из наиболее важных конструктивных элементов печатной платы является ширина трассы. Ширина трассы - это расстояние между двумя соседними компонентами на печатной плате. Правильная ширина трассы предотвращает переходные короткие замыкания и помехи сигналам. Общее правило - оставлять между параллельно идущими трассами расстояние, в три раза превышающее ширину трассы. При выборе ширины трассы следует также учитывать, где должны проходить трассы питания, заземления и сигнальные трассы. Лучше всего не прокладывать силовые трассы от одного компонента к другому в виде последовательной цепочки. Кроме того, правильная ширина трассы должна рассчитываться исходя из ожидаемых требований к току печатной платы.

Ширина трассы может быть определена с помощью калькулятора ширины трассы печатной платы. Этот калькулятор использует различные значения, такие как толщина меди, площадь поперечного сечения и проводящий материал, для оценки ширины трассы печатной платы. Широкая трасса может способствовать неравномерному нагреву, что приводит к некачественным паяным соединениям. Кроме того, небольшие двухконтактные детали, подключенные к большому участку металла на площадке, могут оказаться подтянутыми с одного конца во время пайки. Эта проблема известна под названием "заваливание" и требует ручной доработки.

Толщина трассы печатной платы

Толщина трассы печатной платы является важным конструктивным моментом. Неправильная толщина может привести к искрению и повреждению подключенных компонентов. К счастью, существуют калькуляторы толщины трасс печатных плат, которые помогают разработчикам определить оптимальную толщину трасс для конкретной конструкции. Эти калькуляторы также могут помочь определить ширину трассы печатной платы.

Наиболее распространенная толщина трасс печатных плат составляет 1 унцию, хотя по специальному заказу их можно сделать немного толще. Медные трассы имеют тенденцию нагреваться при прохождении по ним тока, поэтому важно использовать соответствующую толщину для своей конструкции печатной платы. Помимо определения толщины трассы печатной платы, важно обеспечить термическую стабильность всего контура.

Помимо ширины трассы, следует также учитывать напряжение и ток, проходящие через печатную плату. Эти два фактора важны, поскольку определяют, насколько хорошо плата справляется с протекающим током. Стандарт IPC-2221 содержит значения толщины трассы, внутренних и внешних слоев, а также температуры трассы. Эти значения измеряются в амперах и вольтах. Использование правильной ширины трассы может значительно улучшить работу электронного устройства.

Ток трассировки печатной платы

Отслеживание тока на печатной плате является одной из важнейших задач при проектировании. Важно рассчитать токопроводящую способность печатной платы, что можно сделать с помощью формул. Токопроводящая способность печатной платы зависит от нескольких факторов, в том числе от рабочей температуры и величины тока, который должен проходить через каждую трассу. Кроме того, необходимо учитывать ширину трассы.

Печатные платы с высокими токовыми номиналами должны быть теплоизолированы, поэтому для предотвращения перегрева компонентов рекомендуется использовать теплозащитные соединения и вырезы платы. Кроме того, если трасса слишком узкая или содержит слишком мало меди, можно нанести дополнительный припой. Это увеличит толщину трассы и уменьшит ее сопротивление, что позволит пропускать больший ток.

Сопряжение трасс печатной платы

Связь между трассами печатной платы означает перекрестные помехи, возникающие между двумя сигналами, проходящими через один и тот же слой платы. Расстояние между двумя трассами на одном и том же слое определяет степень связи. Чем больше расстояние между трассами, тем меньше связь. Длина одной трассы пропорциональна частоте сигнала.

Когда ток, протекающий по одной трассе печатной платы, пересекает соседнюю трассу, он создает электрическое поле и индуцирует электродвижущую силу. Это явление регулируется вторым законом индукции Фарадея и может нарушить целостность сигнала на той же трассе.

Использование DMM для измерения сопротивления трассы

Сопротивление трассы - это сопротивление трасс печатной платы. Это важный параметр, поскольку слишком высокое или слишком низкое сопротивление трасс может повлиять на функциональность схемы. Оно также может привести к проблемам при проектировании или реализации. Поэтому важно понимать сопротивление трассировки, чтобы обеспечить бесперебойную работу схем.

Самый простой метод измерения сопротивления трассы - цифровой мультиметр. Цифровой мультиметр понимает закон Ома и может рассчитать сопротивление, просто измерив падение напряжения. Однако такой подход работает только в том случае, если резистор изолирован. Необходимо подключить щупы мультиметра к резистору, а затем подать питание на цепь.

Использование DMM для измерения удельного сопротивления трасс на печатной плате помогает определить, не вышел ли из строя тот или иной компонент. Определить, что компонент неисправен, можно по слишком высокому сопротивлению трассы на печатной плате. Удельное сопротивление компонента увеличивается при повышении температуры.

Сколько стоит печатная плата?

Если вы находитесь на рынке печатных плат, то, возможно, задаетесь вопросом, сколько будет стоить их производство. В этой статье мы рассмотрим стоимость материалов, монтажа и тестирования печатной платы. Вы сможете сравнить стоимость из разных источников и принять обоснованное решение для своего проекта.

Стоимость печатной платы

Стоимость печатной платы зависит от множества факторов, таких как используемый компонент и процесс производства. Чем сложнее компонент, тем выше стоимость печатной платы. Чтобы снизить затраты, используйте стандартные компоненты и стандартные требования к обработке. Хороший способ выявить ненужные расходы - проанализировать спецификацию материалов.

Размер и тип печатной платы также могут повлиять на стоимость. Маленькие двухслойные печатные платы могут быть дороже, чем большие печатные платы 3×6. Смешанные медные массы также дороже и требуют больше времени на изготовление. Кроме того, более толстые и дорогие материалы имеют более длительный срок изготовления, поэтому примите эти факторы во внимание, прежде чем принять окончательное решение.

Толщина печатной платы также играет роль в ее стоимости. Трехслойная печатная плата значительно дороже в производстве, чем однослойная. Количество слоев, используемый материал и размер платы - все это влияет на цену. Большее количество слоев означает больше работы, поэтому цена конечного продукта возрастает.

Стоимость материалов печатной платы

Стоимость материалов для печатных плат - один из ключевых факторов, определяющих себестоимость продукции. На стоимость материалов влияет множество факторов, включая размер, вес и тип платы. Например, цена медной фольги составляет более 50% общей стоимости более толстых и более тонких печатных плат.

Лучшие материалы для печатных плат должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать физические нагрузки и сохранять соединение компонентов. Для высокочастотных печатных плат требуются специальные материалы, такие как FR4. Кроме того, следует учитывать тепловые свойства печатной платы. Если температура холодная, потребуются материалы более высокого класса.

Стоимость сборки печатных плат также варьируется в зависимости от сложности конструкции, трудозатрат и других факторов. Однако стоимость сборки печатных плат обычно ниже, если она выполняется на недорогом предприятии. Расценки на труд зависят от размера печатных плат и количества компонентов, которые необходимо подключить.

Стоимость сборки печатной платы

Одним из важнейших факторов, влияющих на стоимость сборки печатных плат, является время выполнения заказа. Это время, необходимое для завершения производственного процесса, и чем короче время выполнения, тем выше стоимость. Покупатели должны знать, что более быстрое время выполнения заказа часто увеличивает стоимость сборки печатных плат на одну треть. Им также следует знать, что ускоренная доставка стоит дороже обычной.

Стоимость сборки печатной платы увеличивается, если производство печатной платы сложное и требует нескольких слоев. Доступность панелей влияет на стоимость, поэтому очень важно делать покупки. Базовая двухсторонняя плата стоит около $16. Однако некоторые производители печатных плат взимают дополнительную плату за дополнительные слои.

Стоимость печатной платы также возрастает, если ее необходимо настроить. Это может включать размер трассировки и покрытие. Индивидуальные печатные платы также могут потребовать специальной сборки.

Стоимость тестирования печатных плат

Стоимость тестирования печатных плат сильно варьируется в зависимости от сложности платы и используемого метода тестирования. Некоторые методы, такие как внутрисхемное тестирование (ICT), дороже других. Внутрисхемное тестирование направлено на проверку каждого отдельного элемента и электронной характеристики платы. Оно требует индивидуального гвоздевого ложа и идеально подходит для крупносерийного производства.

Специализированные приспособления и инструменты стоят дорого. Они требуют места для хранения, их трудно демонтировать и они требуют дополнительной рабочей силы. Кроме того, их необходимо заказывать заново. В результате стоимость тестирования печатных плат может быть довольно высокой. Однако большинство производителей печатных плат теперь имеют собственные летающие тестовые пробники, что значительно снижает стоимость тестирования. Кроме того, некоторые производители освобождают от платы за ET заказы, превышающие определенную сумму.

Функциональное тестирование - еще один вариант проверки печатных плат. Этот вид тестирования позволяет выявить дефекты, открытые соединения и короткие замыкания припоя в цепях. Это помогает обеспечить максимальную точность процесса сборки. Однако он требует дополнительных затрат - от $0,1 до $1 за сборку печатной платы.