Vad används ett kretskort till?

Kretskort används för att styra elektrisk ström i elektronik. De innehåller komponenter som batteri, motstånd och kondensator. Var och en av dem har ett specifikt syfte och gör det möjligt för elektricitet att flöda från högre till lägre spänning. Detta säkerställer att apparater får rätt mängd ström. Du kan läsa mer om kretskort i den här artikeln.

PCB med ett lager

Enlagers kretskort är en standardiserad design som används för att stödja korrekt montering av olika delar. Detta möjliggör automatiserad produktion i stora volymer. Enkelsidiga kretskort kan användas för att skapa komplexa kretsar och till och med kompletta maskiner. Dessa kort tillverkas i standardkvantiteter och innehåller standarddelar, vilket gör dem lätta att inspektera och reparera. Dessutom är PCB med ett lager relativt billiga.

Ett enskiktat mönsterkort består av ett ledande skikt, som vanligtvis är koppar. Kopparn leder strömmen till olika komponenter längs en förplanerad väg. De olika komponenterna är anslutna till basskiktet med pads och vias. Kortet fästs sedan på plats med hjälp av ett monteringshål.

Tryckt kretskort

Tryckta kretskort används i en mängd olika tillämpningar. Ett kretskort kan till exempel användas i ett kommunikationssystem, en självkörande bil eller medicinsk utrustning. Dessa kretskort måste vara hållbara och ha hög effekt, och de kan utsättas för starka kemikalier och höga temperaturer. Vissa av dessa kretskort tillverkas av extra tjocka metaller för ökad hållbarhet.

Det grundläggande mönsterkortet består av flera kopparlager, vanligtvis arrangerade i par. Komplexiteten beror på hur många lager som används och hur sammankopplingen är utformad. Fler lager innebär fler routningsmöjligheter och bättre kontroll av signalintegriteten, men fler lager innebär också mer arbete för tillverkarna. Valet av vias är en annan viktig faktor. De gör det möjligt att finjustera kretskortets storlek och att undkomma signaler från komplexa IC-kretsar.

Induktor

En induktor är en resonanskomponent som ändrar frekvensen hos en elektrisk signal. Vanligtvis har en induktor ett värde på mellan två mikrohertz (mH) och tio mikrohertz (H). Denna typ av krets har flera fördelar jämfört med resistiva komponenter, och är därför ett vanligt val för filtrering av högfrekventa signaler. Den kan minska DC-resistansen och den parasitiska shuntkapacitansen, liksom den högfrekventa genomströmningen i ett system. Induktorer har dock sina begränsningar och kräver särskilda överväganden när de används för bredbandiga mätningar vid nivåer under millivolt.

Induktorer på kretskort är ett populärt val för RF-tillämpningar. De är billiga och kan tillverkas i stora kvantiteter. De är också lämpliga för implanterbara system, eftersom de kan anpassa sig till kroppens krökning.

Kondensator

Kondensatorer används inom elektroniken för en mängd olika tillämpningar. De är särskilt användbara i digital och elektronisk utrustning. Som namnet antyder är kondensatorer tillverkade av tunna, ledande material som är inbäddade mellan två kopparlager. Detta görs för att minimera den parasitiska induktans och elektromagnetiska interferens (EMI) som genereras av kondensatorerna. Därför är kondensatorer tillverkade av denna typ av material särskilt användbara i handhållen utrustning, datorer och telekommunikationsutrustning.

För att byta ut en kondensator måste du först se till att enheten är urkopplad och avstängd. Öppna sedan höljet så att du ser de många flikarna och skruvarna. Om du ser att kondensatorn är skadad eller har blåst ut kan du ta bort den och ersätta den med en ny.

Silkscreentryck

Silkscreentryck på kretskort är en vanlig tryckmetod som kräver specialfärger. Bläck som används för detta ändamål är vanligtvis epoxibaserade och är icke-ledande. Den vanligaste färgen är vitt bläck, men även svart och gult bläck kan användas. Företag kan också välja vilket typsnitt de vill använda. De flesta PCB-programvaror innehåller standardtypsnitt, men det går också att ta fram egna typsnitt.

När det gäller att välja teckenstorlek måste designern först ta hänsyn till PCB-måtten. Detta avgör storleken på den text som kan screentryckas. Typiskt bör teckenstorleken ligga mellan 35 och 50 mils. Linjernas bredd bör inte vara mindre än fem mils. Dessutom bör linjerna på silkscreenen vara orienterade från vänster till höger och från topp till botten för att säkerställa läsbarheten.

Hur man bygger ett kretskort för dummies

Att lära sig bygga ett kretskort är enklare än du kanske tror. Det finns många olika sätt att skapa ett. Det första steget är att rita upp ett kretsschema. Detta kommer att likna ett spel av connect-the-dots där du måste rita linjerna som förbinder de olika komponenterna. När du har ritat upp diagrammet kommer programmet att visa dig hur du ansluter komponenterna till varandra.

Tryckt kretskort

Ett tryckt kretskort (PCB) är en grundläggande del av elektronisk utrustning. Det består av ledande kuddar och inbäddade metallytor. Elektroniska komponenter löds fast på dessa ytor. PCB kan ha ett, två eller flera lager av kretsar. Syftet med ett kretskort är att skapa elektrisk anslutning och stabilitet mellan alla komponenter.

När man arbetar med ett mönsterkort är det viktigt att förstå hur komponenterna är anslutna. Om komponenterna placeras på rätt sätt får du bättre prestanda och signalkvalitet. Korrekt placering börjar med placeringen av huvudkomponenterna, t.ex. CPU, minne, analoga kretsar och kontakter. Därefter måste du bestämma placeringen av eventuella hjälpkomponenter, t.ex. avkopplingskondensatorer och monteringshål. Du bör också ta hänsyn till eventuella fysiska hinder, t.ex. kablar, kontakter och monteringsutrustning, eftersom dessa kan störa placeringen av vissa delar.

Utformning av ett kretskort

När du designar ett mönsterkort finns det flera faktorer att ta hänsyn till. Till att börja med måste du se till att kortet uppfyller alla komponentplaceringar och krav. Sedan bör du ta hänsyn till komponenternas fysiska dimensioner, liksom kortets vikt och spårlängd. Det är också viktigt att tänka på hur komponenterna ska placeras på kortet.

Kretskortet har ett antal lager, och dessa lager kallas pads. Dessa spår är etsade på kortet och motsvarar de ledande trådarna i en krets. Det är PCB-designerns uppgift att dra dessa spår enligt schemat. De kan vara långa eller korta beroende på vilka komponenter de ansluter. De kan också vara höger- eller vänstersvängda. Eftersom mönsterkortet har ett litet fotavtryck måste konstruktörerna veta hur de bäst ska dra spåren.

Välja mindre komponenter

När man bygger ett kretskort är det viktigt att välja rätt komponentpaket för kretskortets design. PCB Master lutar åt större paket, men det finns vissa fall där mindre paket är nödvändiga. Att välja ett för litet paket kan påverka monteringsutbytet och göra kortet svårare att omarbeta. Det kan vara mer kostnadseffektivt att omarbeta kortet än att byta ut komponenterna.

Lödning

Om du är intresserad av elektronik och elektroniska projekt har du säkert hört talas om lödning. Denna teknik innebär att en metallegering som kallas lod appliceras på elektroniska komponenter för att bilda en stark elektrisk bindning. När lödningen är klar kan du använda ett avlödningsverktyg för att ta bort delarna. Den goda nyheten är att du inte behöver dyra lödverktyg för att komma igång. Grundläggande lödmaterial är allt du behöver för de flesta projekt.

Använd en klämma eller ett stativ vid lödning av kretskort. Förbered komponenterna innan du börjar. Kontrollera färgkoden för varje komponent för att undvika misstag. När du löder resistorer eller andra komponenter måste du också böja ledningarna så att de passar på kortet. Var noga med att inte överskrida komponentens spänningsspecifikationer.

Etsning

När du etsar ett kretskort måste du använda rätt kemisk lösning. Saltsyra eller väteperoxid kan köpas i vilken järnaffär som helst. I allmänhet räcker en liter av varje kemikalie för att etsa massor av PCB. Det är dock viktigt att se till att du förbereder den kemiska lösningen precis innan du startar processen. Dessutom måste du använda en plastbricka som är tillräckligt stor för att rymma kretskortet.

Efter fotolitografiprocessen måste du rengöra ytan på kortet. I det sista steget bör du ta bort tennbeläggningen. Det är en tillfällig lösning som skyddar det önskade kopparskiktet.

Substrat

När det gäller att bygga ett kretskort finns det många faktorer att ta hänsyn till. En av de viktigaste sakerna att tänka på är vilket material som kortet ska tillverkas av. Det finns många olika typer av material, inklusive ledande och icke-ledande. Vilken typ av substrat du väljer bör bero på vilken typ av projekt du arbetar med.

Substrat är ett material som används för att tillverka kretskort. Ett enkelsidigt kretskort består av ett substrat och ett lager av basmaterial. Den övre delen av substratet beläggs med ett tunt lager koppar eller annat ledande material. Därefter placeras en skyddande lödmask ovanpå kopparskiktet. Den övre delen av kortet har också en sista silkscreenbeläggning för att markera de olika elementen.

Hur man söker upp ett kretskort

Det finns flera sätt att leta upp ett kretskort och bestämma dess komponenter. Det första steget är att ta reda på komponenternas namn, som är artikelnummer. Därefter bestämmer du vilken typ av komponent det är. Dessa komponenter kan vara motstånd, kondensatorer, induktorer eller potentiometrar. Motstånden kommer att vara märkta med en ohm-mätmarkering. Ohm-symbolen ser ut som den grekiska bokstaven Omega. Ett exempel är 100MO, som står för hundra megaohm. Andra komponenter som kan finnas på ett kort är oscillatorer och dioder, som är märkta med bokstaven D. Reläer är däremot vanligtvis märkta med ett K.

Artikelnummer

Artikelnummer används för att identifiera delar på kretskort. De gör det enkelt att reparera eller byta ut delar och bidrar till att säkerställa elektroniska enheters integritet. Kretskort tillverkas under månader eller år och deras design ändras ofta. Vissa kretskort har också individuella serienummer, som hjälper tekniker att identifiera rätt del vid problem eller reparation.

Kopparskikt

När man konstruerar ett kretskort är det viktigt att ta hänsyn till kopparskiktets tjocklek. Beroende på hur mycket ström som ska transporteras och vilken typ av krets det gäller, kan koppartjockleken variera. Till exempel kräver kretskort med höga strömnivåer mer koppar än ett lågspänningskort. Vanligtvis anges kopparskiktets tjocklek i uns per kvadratfot. Vissa PCB använder dock två eller tre uns per kvadratfot för högeffektskretsar. En standard ounce-per-kvadratfot kopparplåt är 34 mikrometer tjock.

Substrat

Kretskort tillverkas vanligen av olika typer av substrat. Vilken typ av material ett kretskort tillverkas av avgör dess prestanda. Substrat väljs vanligtvis utifrån deras elektriska egenskaper, miljöegenskaper och formfaktor.

Strömskenor

När du bygger kretsar behöver du ofta ansluta ström till olika platser. Detta underlättas av strömskenorna. Varje strömskena är märkt med + eller - och kan ha en röd, blå eller svart rand.

Transistorer

Om du vill vara säker på att en transistor är kompatibel med en viss krets, måste du veta hur man letar upp dess artikelnummer på ett kretskort. De flesta transistorer har ett artikelnummer, som vanligtvis börjar med "2N". Detta artikelnummer anger vanligtvis typen av transistor och är inte nödvändigtvis ett standardformat.

Lysdioder

LED-kretskort är en av de mest populära typerna av kretskort. De används i praktiskt taget alla typer av kretsar idag. För att leta upp ett kretskort måste du först ladda ner Kicad-programvaran. När du har laddat ner den måste du packa upp Kicads designfiler. Dessa filer inkluderar Pro, CMP, Kicad PCB layout och schematiskt.

Motstånd

Motstånden på ett kretskort spelar en avgörande roll i en krets. Om motstånden skadas kan det leda till ett fel. När du väljer ett motstånd måste du ta hänsyn till dess maximala strömkapacitet. Om resistorerna har för låg kapacitet kommer de inte att skydda dina elektriska komponenter från höga strömfluktuationer. För högströmsapplikationer finns resistorer med hög effekt.

Induktorer

Det finns några viktiga egenskaper att känna till när man väljer induktorer. Först måste du känna till induktorns självresonansfrekvens. Den måste vara minst 1,5 gånger driftsfrekvensen. Du måste också känna till DC-resistansen och impedansen. Dessa egenskaper är avgörande när man väljer induktorer som ska filtrera elektromagnetiska störningar.

Hur tillverkas tryckta kretskort?

En av de viktigaste komponenterna på ett kretskort är anslutningshålen. Dessa hål borras i ett exakt mönster för att kretsarna ska kunna anslutas till varandra. Automatiserade borrmaskiner använder numeriskt styrda borrfiler, även kallade excellonfiler, för att bestämma var hålen ska borras och hur stora de ska vara. Beroende på mönsterkortets struktur kan borrningen göras ett lager i taget eller i flera lager före lamineringen.

PCB med flera lager

Ett flerskikts-PCB är ett kretskort med mer än tre skikt. Dessa kort används i en mängd olika apparater, från hushållsapparater till medicinsk utrustning. Vanligtvis behöver ett kretskort minst fyra lager för att fungera korrekt. Denna teknik blir allt vanligare i hushållsapparater och i medicinsk utrustning, t.ex. röntgenapparater och utrustning för datortomografi.

Vid tillverkning av flerskikts-PCB används vävd glasfiberväv och epoxiharts. Epoxihartserna härdas sedan och bildar kärnan i kortet. Därefter sammanfogas kärnan och kopparplåten med hjälp av värme och tryck. Detta resulterar i ett flerskikts-PCB med enhetliga egenskaper.

En annan tillverkningsprocess är panelisering, vilket innebär att flera små kretskort kombineras till en enda panel. Med den här tekniken kombineras flera olika mönster på ett stort kort. Varje panel består av en yttre verktygsremsa med verktygshål, referenspunkter för panelen och en testkupong. Vissa paneler har även en skrafferad kopparhälla för att förhindra böjning under panelprocessen. Panelisering är vanligt när komponenter monteras nära kanten på ett kort.

PCB av klass 2 och 3

De flesta tillverkare av kretskort i klass 2 och klass 3 följer samma standarder, men det finns några viktiga skillnader mellan dessa två klasser. Kretskort i klass 2 tillverkas vanligtvis för produkter som inte utsätts för extrema miljöförhållanden, inte är kritiska för slutanvändaren och inte är föremål för rigorösa tester. Klass 3-kort, å andra sidan, är konstruerade för att uppfylla de högsta standarderna och måste ge kontinuerlig prestanda och minimal stilleståndstid. Den största skillnaden mellan de två klasserna är kraven på kortens konstruktion och tillverkningsprocess.

Kretskort i klass 2 och 3 tillverkas enligt IPC-6011-standarderna. Dessa standarder beskriver kraven för kretskort i klass 1, klass 2 och klass 3. Det finns också nyare IPC-standarder som kallas Class 3/A. Dessa är avsedda för militär flygelektronik och rymdtillämpningar. Kretskort i klass 1 och klass 2 måste uppfylla IPC:s standarder Rigid, Flex och MCM-L.

Enkelsidiga mönsterkort

Enkelsidiga kretskort (PCB) är vanliga och relativt enkla att designa. Därför kan de flesta tillverkare och konstruktörer designa och bygga dessa kort. Enkelsidiga mönsterkort är också lättare att tillverka än flerskiktade mönsterkort. Som ett resultat kan nästan alla PCB-tillverkningsföretag producera dem. Enkelsidiga mönsterkort beställs oftast i stora kvantiteter.

Enkelsidiga mönsterkort tillverkas vanligtvis av FR4-material, ett glasfiberliknande ämne blandat med epoxi. Materialet formas till flera lager, där varje lager innehåller ett lager av ledande material. Ledningarna löds sedan till kopparspår på komponentsidan. Enkelsidiga mönsterkort användes ursprungligen för att tillverka prototypkretskort, men i takt med att efterfrågan på ytmonterade komponenter ökade ersattes de av flerskiktade mönsterkort.

Enkelsidiga mönsterkort är den enklaste och billigaste formen av kretskort. De har ett enda lager av ledande koppar ovanför substratet. Dessutom finns det inga via-hål i enkelsidiga PCB. Därför lämpar de sig bäst för konstruktioner med låg densitet. De är enkla att tillverka och finns ofta tillgängliga med korta ledtider.

Flexibla mönsterkort

Det finns flera steg i tillverkningen av flexibla mönsterkort. Det första steget är att utforma kortets layout. Detta kan göras med hjälp av CAD-verktyg som Proteus, Eagle eller OrCAD. Efter att layouten har utformats kan monteringsprocessen påbörjas.

Nästa steg är att dra ledarna. Ledarnas bredd bör vara en standard för enheten. Antalet ledare kan dock variera beroende på konstruktionen. Standardledarbredden är nödvändig för en krets som kräver en viss procentandel av kretsströmmen. Beroende på konstruktionen kan hålens diametrar också variera.

När mallen har etsats skärs flexkretsen ut med hjälp av en process som kallas "blanking". För denna process används en hydraulisk stans- och matrisuppsättning, men verktygskostnaderna kan vara höga. Ett annat alternativ är att använda en blankingkniv. En blankingkniv är ett långt rakblad som böjs till den form som flexkretsens kontur har. Det förs sedan in i ett spår i en stödskiva, vanligtvis MDF eller plywood.

Typer av PCB-kort

PCB boards come in many types. There are Rigid, Conventional, Multi-layer, and Single-sided varieties. Each has a specific purpose and application. To learn more about PCBs, read on. These boards are used in bulk manufacturing, radio, printers, and solid-state drives, among others.

Rigid PCBs

Rigid PCBs are made up of several layers, with the first layer being the substrate. Typically, this layer is made from FR4 fiberglass, which is stiffer than phenolics and epoxies. It also includes copper foil, which helps transmit data along different paths.

Rigid PCBs are used in heavy-duty and light-duty applications and are highly durable. They are not subject to distortion and can withstand high temperatures and stress. This makes them ideal for appliances and electronic devices. Moreover, they are RoHS compliant. They can also be easily repaired and assembled.

Rigid PCBs have many uses in the automotive industry. They can be used in vehicles of moderate to large size. Due to their high-temperature laminates, they protect the circuitry from the harsh environment and engine heat. Additionally, they can be used in AC/DC power converters. Rigid PCBs are also used for avionics, including aircraft instruments and auxiliary Power Units.

Rigid PCBs are the most commonly manufactured type of PCB. These are made from solid substrate materials that prevent the circuit board from deforming. A computer motherboard is an example of a rigid PCB. It is made of many layers and connects all the computer parts together. Rigid PCBs can be single-sided, double-sided, or even multi-layered.

Conventional PCBs

Conventional PCBs are aromatic hydrocarbon compounds made of two benzene rings linked together by a carbon-carbon bond. These compounds contain up to ten chlorine atoms and can exist in a variety of forms, from yellowish resins to viscous liquids. The resulting materials exhibit excellent dielectric properties and are resistant to high temperatures and chemical degradation. These materials do not degrade in the presence of light, so they can be safely disposed of without harming the environment.

Conventional PCBs can be categorized into two major types: rigid and flexible. Rigid PCBs are the most common type of PCB, and are most often used for devices that require a PCB to stay in one shape. These circuit boards can be single or double-layered. They are generally less expensive than flexible PCBs.

Single-sided and double-sided PCBs both have their benefits and drawbacks. Single-sided PCBs are easy to design and manufacture and can be purchased at a low price in bulk orders. They are suited for circuits with intermediate complexity. Common examples include power supplies, instrumentation, and industrial controls.

PCB med flera lager

High-tech multi-layer PCBs are designed to meet the requirements of complex industrial setups. They can be manufactured with four, eight, ten, twelve, and fourteen layers. Multi-layer PCBs are suitable for applications requiring ruggedness, such as medical equipment and military hardware.

Typically, multi-layer PCBs are composed of copper and insulating layers. A proper design of these boards is crucial for better electrical performance. However, a poorly designed board or the wrong choice of materials can decrease the overall performance and lead to higher emissions and crosstalk. Furthermore, improper layers can increase the PCB’s sensitivity to external noise.

A multi-layer PCB is more expensive than a standard printed circuit board. The manufacturing process for multilayer boards is more complex, requiring detailed manufacturing drawings and additional ground planes. Creating these output files is more efficient with modern CAD software. A multilayer PCB can fit more circuits on a single board and allows for greater space.

Enkelsidiga mönsterkort

Single-sided printed circuit boards, also known as single-sided PCBs, are a type of circuit board with just one layer of conductive material. The board has one side in which electronic components are mounted and the other side is where the circuit is etched. These single-sided boards are easy to manufacture and have lower costs than double-sided circuit boards. Single-sided PCBs are widely used in a variety of electronic devices.

Single-sided PCB boards are used for very simple, low-cost electrical devices. Examples of these devices are LED Lighting boards, radios, Timing Circuits, and power supplies. However, single-sided PCBs are not recommended for complex projects. They may not be able to provide enough functionality for your project.

Single-sided PCB boards are often used for prototypes and hobbyist projects. They are lightweight and can withstand a variety of conditions. In addition, they are easy to replace. Some of their benefits include high-density mounting, high-density element mounting, and mechanical fastening.