8-900-374-94-44
Человек надумал разобраться с работой электронного устройства. В принципе в этом нет ничего предосудительного. Однако он даже ещё не «чайник», он только «кандидат в чайники». До сих пор не слышал про такой «титул», но надо вводить. Если раньше сначала ходили в радиокружок, слушали, что там говорят, а потом уже задавали вопросы, то сейчас включают компьютер и сразу задают вопросы. Например, по фото печатной платы просят объяснить, как работает данная схема. Винить человека нельзя. Его увлекла электроника. Вся такая изящная, современная и доступная. А ему кроме возможности ею обладать захотелось ещё её и понять, заглянуть в «душу».
И тут человек вспоминает про существование сайта «Радиосхемы» не только объединяющего радиолюбителей самого разного профиля и уровня, но и славящегося своей лояльностью к новичкам. Да милости просим, всегда рады. Только одно маленькое условие: на первых порах надо делать, как скажут.
Причём неукоснительно и не откладывая на потом. В противном случае, как говаривало одно недоразумение, некогда возглавляющее целое государство, консенсуса мы не достигнем))
Для достижения понимания того как работает электронное устройство необходима его принципиальная электрическая схема. Рассматриваем вариант, когда в готовом виде схему найти не удалось, зато есть в наличии печатная плата. Не буду предлагать фотографировать эту плату хорошим цифровым фотоаппаратом, причем, строго в проекции «ось объектива, перпендикулярна плоскости платы», с обеих сторон, габариты платы по размеру кадра.
Так же как и скачать программу Sprint-Layout (ссылки будут ниже), в которую затем можно вставить сделанные фото и отрисовать, сначала со стороны печатных проводников, затем рисунок зеркально перевернуть и «расставить» по местам изображения электронных компонентов. Хочется-то, прямо сейчас, ничего не скачивая, не изучая и дополнительно не во что, не вникая взять и нарисовать.
Как действовать – нужны лист тетрадной бумаги в клеточку, карандаш, ластик и линейка.
Рисование начинаем со стороны печатных проводников платы. В первую очередь изображаем размещённые там смд компоненты. Их и расстояние между ними рисуем с четырёхкратным увеличением (иначе потом там ничего не разглядишь), также должно быть сохранено их взаимное расположение и пропорциональное расстояние на плоскости. Затем жирными точками отмечаются контакты пайки.
Соединения контактов между собой прорисовываем не спеша, толстыми линиями. Тут лучше вообще использовать карандаш с мягким грифелем. На этом этапе стирательная резинка очень пригодится.
Теперь нужно отзеркалить изображение. Лист переворачивается рисунком вниз и кладётся на стекло, снизу стекло подсветить фонариком (в дневное время можно просто прислонить его к оконному стеклу) и обвести просвечивающиеся контуры смд деталей и печатных проводников. Здесь уже лучше использовать шариковую авторучку.
Теперь к полученной картинке необходимо дорисовать внешние электронные компоненты (желательно выполнить их другим цветом) и указать их порядковые обозначения, приведённые на плате. Полученное уже в полной мере отображает порядок размещения деталей на печатной плате и соединение их между собой. По проводникам не лишним будет еще, и пройтись не толстым фломастером. Осталось составить список электронных компонентов, в котором будут указаны их номиналы и можно смело обращаться к знатокам за разъяснениями. В помощи, поверьте не откажут.
В заключении сделал ещё полшажка вперёд, получилась вот такая принципиальная схема, конечно же, не идеальная, но не это стояло на повестке дня. Рисовал её в программе Splan, можно конечно было это сделать и от руки, но не хватило выдержки. Даже для показательного действа.
А это плата отрисованная в Sprint-Layout, если делать наперегонки с рисованием в ручную, то успею отработать только две (против одной от руки), потому как редко рисую, кто занимается этим чаще сделает четыре.
Мораль: если это для вас действительно разовое мероприятие, то сделать всё можно и на тетрадном листочке (один раз попробовать даже надо). Во второй же раз, большая просьба, не будьте мазохистом. Автор инструкции – Babay iz Barnaula.
Форум по схемам
Вы завершили разработку схемы и готовы передать ее на печатную плату. Но в этот раз ситуация несколько изменилась. Возможно, отдел конструирования недоступен, либо вы, возможно, решили создать плату самостоятельно. Как бы то ни было, вы готовы начать работать над проектом со стороны платы, но вы не уверены, каким должен быть следующий шаг.
К счастью, следующий шаг в Altium Designer вполне прост и эффективен. Мы рассмотрим процесс на примере очень простой схемы и увидим, что необходимо для синхронизации данных с совершенно новой платой. Возможно, эта небольшая простая схема не похожа на те, с которыми привыкли работать вы, но основные шаги по передаче данных будут теми же самыми.
Создание конструкции платы из схемы не должно быть сложным. Возьмите чашечку кофе (или чего-нибудь еще), и посмотрим на весь этот процесс.
По существу, главное, чего следует ожидать при переходе в редактор плат, это то, что вы можете взаимодействовать с компонентами, размещать их, а также проводить трассировку для создания проводящих областей. После того, как конструкция стала удовлетворять начальным требованиям, вам необходимо сформировать выходные документы, такие как файлы Gerber и 3D-модели.
В идеальном случае, вы сначала разрабатываете устройство, формируя его схему в соответствующем редакторе. Затем вы передаете данные из схемы в плату, где работаете с компонентами, настройками проводящих областей и требованиями к механической части для оптимизации файлов конструкции платы и их максимально простой передачи в производство. К счастью, это самое малое, что может предложить Altium Designer.
Прежде всего, посмотрите на схему еще раз и убедитесь, что она готова к передаче на плату для конструирования.
Конечно, это не значит, что на данном этапе схема должна быть полностью завершена – скорее всего, еще будет много изменений перед тем, как проект можно будет отправлять в производство. Но следует убедиться в том, что на плате не появится каких-либо сюрпризов – посмотрите на схему и удалите лишние дублирующиеся части схем, компоненты и т.п.
Теперь убедимся, что со схемой все хорошо, выполнив процесс проверки редактора схем Altium Designer. Для этого необходимо скомпилировать проект. В процессе компиляции будет сформирована вся внутренняя информация о проекте, такая как связи между компонентами и цепями, а также будет проведен ряд проверок схемы на предмет ее соответствия правилам. Поэтому перед компиляцией посмотрим на настройку этих правил, активируя команду Project » Project Options.
Настройки проекта в Altium Designer
На изображении выше показаны первые четыре вкладки диалогового окна настроек проекта.
На первой из них, Error Reporting, вы можете управлять тем, какие нарушения в проекте следует находить и каким образом следует уведомлять о них. На второй вкладке, Connection Matrix, вы задаете, какие выводы могут соединяться между собой. На третьей вкладке, Class Generation, вы настраиваете формирование классов цепей и компонентов. На четвертой вкладке, Comparator, вы видите настройки модуля сравнения (компаратора), которые задают отчет о различиях между схемой и платой. В большинстве случаев, здесь не нужно производить много изменений этих настроек, но вы можете узнать подробнее о них в документации Altium.
Теперь вы готовы к компиляции схемы. Активируйте команду Project » Compile PCB Project, чтобы запустить компилятор. Если в проекте нет нарушений, схема не отобразит каких-либо сообщений.
Чтобы показать, что представляют собой ошибки, мы удалили часть цепи, соединяющей R1 и Q1, как показано ниже, и запустили компилятор.
Как видите Altium Designer сообщил, что цепь NetC1_1 содержит только один вывод. После восстановления цепи компилятор больше не сообщает о каких-либо ошибках.
Отчет компилятора об ошибках
Теперь вы готовы передать данные схемы в плату, но сначала необходимо создать плату, в которую эти данные будут переданы. Щелкните ПКМ по проекту и выберите команду Add New to Project » PCB, как показано на изображении ниже. В дереве проекта будет создан документ платы. Щелкните по нему ПКМ и сохраните его под каким-либо именем. В этом примере название документа платы совпадает с названием схемы.
Добавление новой платы в проект Altium Designer
Когда документ платы создан, может понадобиться настроить плату для работы с ней необходимым образом. Сначала задайте сетку и начало координат. Команды для этого находятся в меню View » Grids и Edit » Origin.
Также может понадобиться изменить существующий или создать новый контур платы, чтобы у нее были необходимые размеры и форма. Для этого перейдите в режим планирования платы с помощью меню View (или горячей клавиши 1) и затем используйте подходящие команды меню Design.
Теперь вы готовы передать данные из схемы в плату. В редакторе плат выберите команду Design » Import Changes From…. Появится диалоговое окно Engineering Change Order, показанное ниже.
Добавление новой платы в проект Altium Designer
Сначала нажмите кнопку Validate Changes в левой нижней части этого диалогового окна. После того, как система закончит валидацию изменений, которые вы собираетесь применить для синхронизации схемы и платы, в столбце Check справа появятся зеленые галочки, указывающие, что проверка этих элементов и схемных символов прошла успешно.
Элементы, не прошедшие проверку, необходимо изучить и исправить для того, чтобы добиться полной синхронизации проекта.
Затем нажмите кнопку Execute Changes. Применение изменений займет некоторое время, и этот процесс вы можете наблюдать в диалоговом окне. По завершении процесса в столбце Done появятся зеленые галочки, как показано ниже.
Диалоговое окно Engineering Change Order после валидации и применения изменений
Поздравляем, вы успешно передали данные из схемы на плату. Вы можете закрыть диалоговое окно и увидеть компоненты, размещенные рядом с платой, примерно как это показано на изображении ниже.
Данные со схемы были успешно переданы в плату, где компоненты готовы к размещению
Перед тем, как начать конструирование, необходимо выполнить еще ряд задач. Необходимо настроить физическую структуру слоев платы, отображение этих слоев и правила проектирования.
Layer Stack Manager в Altium Designer
Выше изображен инструмент Layer Stack Manager для управления структурой слоев в Altium Designer. Его запуск осуществляется через меню Design. С его помощью вы можете добавлять, копировать, удалять и перемещать физические слои в структуре платы. Вы можете добавлять сигнальные, экранные и диэлектрические слои платы. Layer Stack Manager также позволяет рассчитывать импедансы.
Настройка правил проектирования осуществляется в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor, доступного по команде Design » Rules. Настроить видимость слоев и объектов можно с помощью панели View Configuration. Ниже показана вкладка Layers & Colors этой панели.
Панель View Configuration в Altium Designer
Теперь данные из схемы переданы в плату, и вы готовы к завершению конструкции платы.
Вы можете разместить компоненты, провести трассировку, изготовить плату и даже успеть выпить еще кофе до конца дня.
Altium Designer – это средство проектирования печатных плат, созданное на основе унифицированной среды проектирования, которая позволяет легко передавать данные из схемы на плату. Вы можете передать данные туда и обратно между этими инструментами, что делает процесс проектирования проще и эффективнее.
Простая передача данных из схемы на плату – это только малая часть преимуществ, обеспечиваемых Altium Designer. Если вы еще не начали использовать Altium Designer, узнайте больше, поговорив с экспертом Altium.
Проектирование печатной платы, схема и процесс сборки.
Конструкция печатной платы или печатная плата ( PCB ) или печатная монтажная плата ( PWB ) представляет собой плату, изготовленную из изолирующего и высокотермостойкого изоляционного материала, такого как стекловолокно.
PCB Design
Содержание:
История печатных платИстория печатных плат восходит к середине 1930-х годов, когда австрийский инженер Пауль Эйслер изобрел PCB при проектировании радиоприемника. Эти радиоприемники позже широко использовались Соединенными Штатами во время Второй мировой войны. После этого использование и применение печатных плат, поскольку коммерческие в электронных компаний .
Эти печатные платы бесполезны, пока электронные компоненты не будут припаяны.
Электронные компоненты могут быть как сквозными, так и SMD. Опять же, технология, используемая для пайки этих компонентов на печатной плате, может быть технологией сквозных отверстий или Технология поверхностного монтажа .
Материал для пайки может включать припой в виде проволочного припоя, припойной пасты, шариков припоя для BGA ( Массив шариковых сеток ) и флюс для пайки.
Печатная плата (печатная плата)
Проектирование печатной платы: рекомендации, правила и инструментыКак объяснялось выше, печатная плата представляет собой плату, изготовленную из одного или нескольких слоев изолирующего материала печатной платы ( стекловолокно, керамика , высокотермостойкий пластик или любой другой диэлектрический материал ) с токопроводящими дорожками, протравленными проводящим металлом, таким как медь.
В процессе производства печатной платы следы медного или любого другого проводника вытравливаются с платы, оставляя только следы, необходимые для монтажа/пайки электронных компонентов.
После того, как все основные электронные компоненты припаяны к печатной плате и плата готова к использованию, она называется Сборка печатной платы (PCA) или Сборка печатной платы (PCBA).
Текущим общим стандартом проектирования печатных плат является IPC-2221A. Общий стандарт IPC 2221A на Проект печатной платы содержит правила изготовления печатных плат и рекомендации по качеству.
Эти сведения и рекомендации применимы ко всем типам печатных плат, включая однослойные и многослойные печатные платы, и включают информацию о подложке, свойствах материала, критериях покрытия поверхности, толщине проводника, размещении компонентов, размерах и правилах допусков и т. д.
Другими стандартами проектирования печатных плат являются IPC-2220 и IPC-959.2. Следует отметить, что IPC и другие стандарты предоставляют информацию о том, как правильно развести плату.
Для идеальной и надежной конструкции печатной платы необходимо хорошее знание и понимание методов компоновки печатных плат , а также базовое понимание работы схемы.
При проектировании прототипа печатной платы необходимо надлежащим образом позаботиться о материале подложки в зависимости от типа технологии пайки и используемых компонентов.
Ширина дорожек печатной платы ( проводников цепи ) следует выбирать с учетом ожидаемого максимального повышения температуры при номинальном токе и приемлемом импедансе. Другими моментами, которые следует учитывать при проектировании печатной платы, являются КТР, стоимость и диэлектрические свойства. Разработчик должен тщательно сбалансировать ограничения стоимости с потребностями в надежности и производительности. Кроме того, следует тщательно выбирать паяльную маску и переходные отверстия.
Прототип печатной платы
Схема печатной платы Принципиальная схема — это схема , показывающая и поясняющая, как и где будут монтироваться электронные компоненты для получения целевого продукта. Каждый компонент на схеме печатной платы представлен символом цепи.
Создание принципиальной схемы перед производством имеет решающее значение. Это дает представление о том, как будет работать схема и как достичь целевого продукта. Принципиальная схема необходима для любого нового электронного продукта, устройства или гаджета.
Символ цепи электронных компонентов
Как нарисовать принципиальную схему?Начертить принципиальную схему не так сложно, если вы знаете основы. Вот несколько советов, руководств и руководств:
Отрицательное питание обычно обозначается 0 В, ноль вольт.Компоновка печатной платы
Сборка печатной платыСборка печатной платы
Монтаж электронных компонентов на печатной плате и подготовка ее к использованию называется сборкой печатной платы. А Процесс сборки печатной платы может использовать технологию сборки через отверстие или технологию поверхностного монтажа (SMT) или их сочетание.
После того, как печатная плата собрана с компонентами, она готова к тестированию и окончательной сборке с продуктом. Но не гарантируется, что сборка печатной платы обеспечит производство без дефектов на 100%. Будут дефекты, и эти дефекты необходимо переработать/отремонтировать.
youtube.com/embed/ro76UTpt6dI?feature=oembed&wmode=opaque» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»> Блок-схема процесса сборки печатных плат (процесс PCBA)
≡ Страниц
Авторы: SFUptownMaker
Избранное Любимый 52
Одним из ключевых понятий в электронике является печатная плата или печатная плата.
Это настолько фундаментально, что люди часто забывают объяснить, что такое PCB . В этом учебном пособии будет рассмотрено, из чего состоит печатная плата, и некоторые общие термины, используемые в мире печатных плат.
На следующих нескольких страницах мы обсудим состав печатной платы, рассмотрим некоторую терминологию, рассмотрим методы сборки и кратко обсудим процесс проектирования, лежащий в основе создания новой печатной платы.
Прежде чем приступить к работе, вы можете прочитать о некоторых концепциях, на которых мы основываемся в этом руководстве:
Minh Tuấn был достаточно любезен, чтобы перевести это руководство на вьетнамский язык. Посмотреть перевод можно здесь.
Плата с печатным монтажом является наиболее распространенным названием, но может также называться «платы с печатным монтажом» или «платы с печатным монтажом».
До появления печатных плат схемы конструировались с помощью трудоемкого процесса двухточечной проводки. Это приводило к частым отказам в местах соединения проводов и коротким замыканиям, когда изоляция проводов начинала стареть и трескаться.
->
предоставлено пользователем Wikipedia Wikinaut. прочный и легко заменяемый.
По мере перехода электроники от электронных ламп и реле к кремнию и интегральным схемам размер и стоимость электронных компонентов начали уменьшаться. Электроника стала преобладать в потребительских товарах, и стремление уменьшить размер и стоимость производства электронных продуктов заставило производителей искать лучшие решения. Так родилась печатная плата.
PCB — это аббревиатура от печатной платы . Это доска с линиями и контактными площадками, которые соединяют различные точки вместе. На картинке выше есть дорожки, которые электрически соединяют различные разъемы и компоненты друг с другом. Печатная плата позволяет направлять сигналы и питание между физическими устройствами.
Припой — это металл, который создает электрические соединения между поверхностью печатной платы и электронными компонентами. Будучи металлом, припой также служит сильным механическим клеем.
Печатная плата подобна слоеному пирогу или лазанье — чередующиеся слои различных материалов, которые ламинируются вместе с помощью тепла и клея, так что в результате получается единый объект.
Давайте начнем с середины и пройдем дальше.
Основным материалом или подложкой обычно является стекловолокно. Исторически сложилось так, что наиболее распространенным обозначением этого стекловолокна является «FR4». Это твердое ядро придает печатной плате жесткость и толщину. Существуют также гибкие печатные платы, изготовленные из гибкого высокотемпературного пластика (каптон или его аналог).
Вы найдете множество печатных плат различной толщины; наиболее распространенная толщина продуктов SparkFun составляет 1,6 мм (0,063 дюйма). В некоторых наших продуктах — платах LilyPad и платах Arudino Pro Micro — используется плата толщиной 0,8 мм.
Более дешевые печатные платы и перфорированные платы (показаны выше) будут другие материалы, такие как эпоксидные смолы или фенольные смолы, которые менее долговечны, чем FR4, но намного дешевле.Вы будете знать, что работаете с этим типом печатной платы, когда будете припаивать ее — они имеют очень характерный неприятный запах.Эти типы подложек также обычно встречается в дешевой бытовой электронике.Фенолы имеют низкую температуру термического разложения, из-за чего они расслаиваются, дымят и обугливаются, когда паяльник слишком долго держат на плате.
Следующий слой представляет собой тонкую медную фольгу, которая приклеивается к плате с помощью нагрева и клея. На обычных двухсторонних печатных платах медь наносится на обе стороны подложки. В недорогих электронных гаджетах печатная плата может иметь медь только с одной стороны. Когда мы говорим о двусторонней плате или двухслойной плате , мы имеем в виду количество медных слоев (2) в нашей лазанье.
Это может быть как 1 слой, так и 16 и более слоев.
Печатная плата с открытой медью, без паяльной маски и шелкографии.
Толщина меди может варьироваться и указывается по весу в унциях на квадратный фут. Подавляющее большинство печатных плат содержат 1 унцию меди на квадратный фут, но некоторые печатные платы, рассчитанные на очень большую мощность, могут использовать 2 или 3 унции меди. Каждая унция на квадрат соответствует примерно 35 микрометрам или 1,4 тысячным дюйма толщины меди.
Слой поверх медной фольги называется слоем паяльной маски. Этот слой придает печатной плате зеленый (или, в SparkFun, красный) цвет. Он накладывается на медный слой, чтобы изолировать медные дорожки от случайного контакта с другим металлом, припоем или проводящими битами. Этот слой помогает пользователю выполнять пайку в правильных местах и предотвращать перемычки.
В приведенном ниже примере зеленая паяльная маска наносится на большую часть печатной платы, закрывая небольшие дорожки, но оставляя открытыми серебряные кольца и контактные площадки SMD, чтобы их можно было припаять.
Паяльная маска чаще всего зеленого цвета, но возможен практически любой цвет. Мы используем красный цвет почти для всех плат SparkFun, белый — для платы IOIO и фиолетовый — для плат LilyPad.
Белый слой шелкографии наносится поверх слоя паяльной маски. Шелкография добавляет к печатной плате буквы, цифры и символы, которые упрощают сборку и индикаторы, чтобы люди лучше понимали плату. Мы часто используем трафаретные этикетки, чтобы указать, какова функция каждого контакта или светодиода.
Шелкография чаще всего белого цвета, но можно использовать чернила любого цвета. Черные, серые, красные и даже желтые цвета шелкографии широко доступны; однако редко можно увидеть более одного цвета на одной доске.
Теперь, когда вы получили представление о структуре печатной платы, давайте определим некоторые термины, которые вы можете услышать при работе с печатными платами:
Примеры кольцевых колец.
Не очень точные, но функциональные удары сверл.
Ряд ударов сверла сгруппированы близко друг к другу, создавая слабое место, где доска может быть легко сломана постфактум. Хороший пример см. на платах SparkFun Protosnap.Укусы мыши на LilyPad ProtoSnap позволяют легко разобрать печатную плату.
Контактные площадки PTH (металлизированные сквозные отверстия) слева, контактные площадки SMD (устройства поверхностного монтажа) справа.
Абэ быстро демонстрирует, как выровнять трафарет пасты и нанести паяльную пасту.
Боб показывает нам машину SparkFun MyData Pick and Place. Это довольно круто.
Различные части печатной платы, которые не имеют следов, но вместо этого имеют грунтовую заливку.
Может быть точкой соединения компонента сквозного отверстия, переходным отверстием для прохождения сигнала или монтажным отверстием.Резистор PTH, вставленный в печатную плату FabFM, готовый к пайке. Ножки резистора проходят через отверстия. Отверстия с покрытием могут иметь дорожки, соединенные с ними на передней и задней сторонах печатной платы.
Популярный пого-пин с заостренным концом. Мы используем тонны из них на наших тестовых стендах.
Шелкография, идентифицирующая этот светодиод как светодиод питания.
Сложные прорези в ProtoSnap — Pro Mini. Также показано много укусов мыши. Примечание: углы прорезей нельзя сделать полностью прямыми, потому что они вырезаются с помощью круглой фрезы.
Паяльная паста на печатной плате незадолго до размещения компонентов. Обязательно прочтите также *пасту для трафарета выше.*
Обычно содержит небольшое количество расплавленного припоя, в который быстро погружают плату, оставляя места пайки на всех открытых контактных площадках.Паяльная маска закрывает сигнальные дорожки, но оставляет контактные площадки для пайки.
Это основной метод сборки, используемый сегодня, и он позволяет быстро и легко заполнять платы.Слева площадка для пайки с двумя небольшими дорожками (термиками), соединяющими контакт с заземляющей пластиной. Справа переходное отверстие без термиков, полностью соединяющее его с заземляющим слоем.
-> Небольшая дорожка, соединяющая контактную площадку Reset с другим местом на плате. Более крупная и толстая дорожка соединяется с выводом питания 5 В . <-
Передняя и задняя часть одной и той же печатной платы с шатровым переходным отверстием. Это сквозное отверстие переносит сигнал с передней стороны печатной платы через середину платы на заднюю сторону.
Как вы разрабатываете собственную печатную плату? Все тонкости проектирования печатных плат слишком глубоки, чтобы вдаваться в них, но если вы действительно хотите начать, вот несколько советов:
Может быть, это справедливая цена за удобство и цену, а может и нет. Наконец, несколько слов о полезности разработки собственных печатных плат. Если вы планируете сделать более одного или двух экземпляров данного проекта, окупаемость разработки платы довольно высока — схемы подключения «точка-точка» на макетной плате доставляют хлопоты, и они, как правило, менее надежны, чем специально разработанные. доски. Это также позволяет вам продавать свой дизайн, если он окажется популярным.
