מעגל מודפס

האלמנט החיוני ביותר ב מעגלים אלקטרונים והציוד הוא לוח המעגלים המודפסים (PCB). אפשר גם לבנות מעגל אלקטרוני עם לוחות לחם ואפס לוחות, אך השיטה היא ברמה נמוכה ופחות יעילה שבה מעגל העיצוב מועד לפגוע והעיצוב כולל תהליך מורכב של הצבת רכיבי המעגל.

עם זאת, המצאת ה- PCB התומכת ברכיבים אלקטרוניים פיזיים ובחיווטם דרך פסי הנחושת המותקנים על פני השטח היא מדהימה באמת. אנו יכולים לצפות לפחות ב- PCB אחד בכל הגאדג'טים האלקטרוניים החל מטלפונים סלולריים ועד מחשבים.

מהו מעגל מודפס?

מעגלים אלקטרוניים בהנדסה ובתעשייה מיוצרים בדרך כלל באמצעות מעגלים מודפסים (PCB). לוחות אלה מורכבים מחומרים מיוחדים שאינם מוליכים חשמל כגון סיבים וזכוכית. המעגלים מתוכננים על הלוחות עם פסי נחושת במקום חוטים להולכת חשמל בין הרכיבים האלקטרוניים.

ה רכיבים אלקטרוניים מקובעים במיקומם בהתאמה על ידי קידוח חורים על הלוח, הצבת הרכיבים ואז הלחמתם במיקומים מתאימים כך שפסי הנחושת והרכיבים יחד יוצרים מעגל. המעגלים המודפסים המשמשים בכל המוצרים האלקטרוניים כגון רכב, מכשירים אלחוטיים, יישומים רובוטיים וכו ', מציעים תפקוד מהיר, גישה, בקרה, ניטור ותוצאות מדויקות ומדוייקות בהשוואה למכשירים אחרים המבוססים על שיטות חיווט האיור שלהלן מראה כיצד המעגל מסודר על גבי PCB עם שכבת הנחושת.

555 מעגל PCB טיימר

לוח מעגלים מודפס טיימר 555

תהליך עיצוב של PCB

תלוי ביצרן המעגלים המודפסים, קיימות דרכים רבות לעיצוב מעגלי PCB. ניתן לייצר עיצוב מעגלים זה בתפזורת באמצעות מספר מכונות בתעשיות ייצור PCB כולל קידוח, ניקוב, ציפוי ותהליכי ייצור סופיים המבוצעים באמצעות מכונות אוטומטיות ביותר. קידוח לייזר עם מכונות CNC, מכונות ציפוי אוטומטיות, מכונות תחריט רצועה ושימוש בציוד פיקוח אופטי, בודקי בדיקות מעופפות לבדיקה חשמלית של תהליכי מעגלים מודפסים גורמים למחשבי PCB איכותיים (עם תפוקת ייצור גדולה יותר).

כדי שקורא יבין מושג זה ברמה הבסיסית של תכנון מעגלים מודפסים, ההליכים שלב אחר שלב של תכנון לוח PCB ברמות שונות יעזרו וידריכו בחריצות.

שלב 1: תכנן את מעגל ה- PCB בעזרת תוכנה

שרטט את תרשים המעגל הסכמטי עם תוכנת פריסת ה- PCB כגון תוכנת CAD, תוכנת Eagle ו- Multisim. הסוג הזה של תוכנת עיצוב PCB מכיל ספריית רכיבים שניתן להשתמש בהם לבניית המעגל. אפשר גם לשנות את המיקום של עיצוב המעגל ואז לשנות אותו בהתאם לנוחות ולדרישה שלך. כאן בחרנו בתוכנת Eagle לעיצוב המעגל והנוהל שלה הוא כדלקמן:

“הצפנה היא תהליך של ”

פתח את תוכנת העיצוב של מעגל הנשר.
מופיע חלון עם שורת תפריטים.
לחץ על תפריט הקבצים.
בחר 'עיצוב חדש' מהתפריט הנפתח.
לחץ על תפריט הספרייה.
בחר 'בחר מכשירים / סמל' מהתפריט הנפתח.
בחר הערה רלוונטית על ידי לחיצה כפולה עליה, כך שהרכיב יופיע בחלון.
הוסף את כל הרכיבים ושרטט את המעגל עם חיבורים מתאימים כפי שמוצג באיור.

מעגל PCB עם תוכנה

הזן את הדירוג של כל רכיב בהתאם לדרישה.
עבור לסרגל הכלים של הפקודה ולחץ על מגוון עורכי טקסט, לחץ על הזנים ואז סגור את החלון.
לאחר מכן, מופיע מסך שחור שהוא הפריסה או דיאגרמת הסרט של המעגל כפי שמוצג באיור שלמטה, ושמור זאת כפורמט תמונה.

פריסת מעגל מודפס

שלב 2: דור הסרטים

הסרט נוצר מהסיום לוח מגעים תרשים של תוכנת פריסת ה- PCB הנשלחת ליחידת הייצור בה מודפסת התמונה או המסכה השלילית על גבי יריעת פלסטיק.

סרט המעגל

שלב 3: בחר חומר גלם

חלק הארי של המעגל המודפס מיוצר מזכוכית או פיברגלס בלתי שבירים עם רדיד נחושת המוצמד לאחד או לשני צידי הלוח. לפיכך, לוחות ה- PCB העשויים מפנול נייר בלתי שביר עם רדיד נחושת מלוכד הם פחות יקרים ומשמשים לעתים קרובות במכשירים חשמליים ביתיים.
לרוב נדרש 0.059 למינציה עבה ומצופה נחושת, לוח יחיד או דו צדדי. לוחות עשויים להיות גזורים כדי להכיל לוחות מאי בגדלים שונים.

לוחות למינציה נחושת

שלב 4: הכנת חורי קידוח

מכונות ומקדחות קרביד משמשות להנחת חורים על המעגל המודפס. ישנם שני סוגים של מכונות הזמינות לקידוח PCB, הכוללות מכונות יד ומכונות CNC. מכונות היד דורשות התערבות אנושית או מאמץ לקדוח את החורים, ואילו מכונות CNC הן מכונות מבוססות מחשב שעובדות על בסיס לוחות הזמנים של המכונות או התוכניות המפעילות אוטומטית וגם ידנית. התבנית שנקדחה מאוחסנת במחשב כמו גדלי מקדחים, מספר החורים לכל פנל, מחסנית קדוחה, זמן קידוח לעומס וכו '. לוחות ה- PCB ממוקמים במכונת CNC והחורים נקדחים על פי התבנית שנקבעה ל הצב רכיבי מעגלים מודפסים.

הכנת חורי קידוח

שלב 5: החל תמונה

ניתן להדפיס את פריסת המעגלים המודפסים בדרכים שונות על גבי לוחות PCB כמו עט ידני, העברות יבשות, פלוטרים עטים ומדפסות. מדפסות הלייזר הן דרך טובה יותר להדפיס את הפריסות על גבי מעגלים מודפסים. השלבים הבאים משמשים להדפסת פריסת ה- PCB באמצעות מדפסת לייזר:

“מפת תצוגה של 7 פלחים ”

להחיל תמונה

קח נייר נחושת נקי ומסודר והניח אותו על מדפסת הלייזר.
לאחר מכן, אחסן את סרט הפריסה המעוצב במחשב.
מדפסת לייזר מדפיסה את פריסת המעגלים המתוכננת על נייר נחושת בכל פעם שהיא מקבלת פקודת הדפסה מהמחשב.

שלב 6: הפשטה ותחריט

תהליך זה כולל הסרת הנחושת הבלתי-קווית על גבי ה- PCB באמצעות סוגים שונים של כימיקלים כמו כלורי ברזל, אמוניום לסולפט וכו '. הכינו את הממיס על ידי ערבוב של 1% נתרן הידרוקסיד ו -10 גרם כדורי נתרן הידרוקסיד לליטר מים אחד ו מערבבים אותו עד שהכל נמס. לאחר מכן שמים את ה- PCB על קערה כימית ומנקים אותם בעזרת מברשת. במהלך תהליך זה, אם ה- PCB עדיין שומני, עקב שמן חמניות או זרעים מוחל, תהליך הפיתוח עשוי להימשך כדקה.

הפשטה ותחריט

שלב 7: בדיקה

לאחר סיום תהליך הייצור של לוח המעגלים המודפסים, המועצה עוברת תהליך בדיקה כדי לבדוק האם PCB פועל כהלכה. כיום קיימים ציוד בדיקה אוטומטי רב לבדיקות נפח גבוהות של PCB.

שני הסוגים השונים של ציוד הבדיקה הקיים כיום הבודקים את המעגלים שלך כוללים מכונות בדיקה ATG שהן בדיקות מעופפות, בודקים חסרי מתקן ובנוסף גם יכולת בדיקת רשת אוניברסלית.

בדיקה

זה הכל על תהליך הרכבת PCB עם תמונות רלוונטיות. ברחבי העולם ישנם כל כך הרבה ארגונים שהתנהלו תחרויות עיצוב למתחילים או לחובבים. אני מקווה שאולי קיבלת רעיונות בסיסיים לנושא זה על ידי מעקב אחר שלב ראשון ואז כיסוי של תהליך העיצוב שלב אחר שלב. יתר על כן, לכל ספק בסוגיה זו או כל סיוע טכני בתחום האלקטרוניקה, ניתן לפנות אלינו על ידי תגובה למטה.

אשראי צילום