Рисование плат: Программа для рисования печатных плат на русском языке Sprint-Layout

Содержание

Чем рисовать печатные платы — РАДИОСХЕМЫ

Тема по изготовлению плат не нова, а тем более рисование маркером или лаком, но в моем городе есть немного мест, где можно купить маркер. Да и почти во всех магазинах они одинаковые — я обегал все магазины ну так и нового не нашел, есть только 2 вида маркеров, ну ещё разноцветные, но они точно нам не подходят. Сегодня тестировать будем вот такой набор маркеров для рисования печатных плат: 2 ручки и лак для ногтей (он конечно вне конкуренции).

Для эксперимента взял кусочек текстолита, зашкурил и стал что-то рисовать. Вышло примерно так, скажу сразу тест у нас зверский и не адекватный, но уже даст понять что к чему. Плату оставил травится на шесть часов.

Теперь поговорим о результатах и подопытных пластинах поподробнее.

Маркер цветной синий был когда-то ничего он не защищает текстолит что з ним что без него, да и засох он, я разобрал, а корпус сохранил, в такой корпус подойдет просто идеально на устройство прозвонки, но сейчас не о нем.

  • Маркер, самый что не на есть обыкновенный чёрный маркер
  • Маркер для подписи CD дисков
  • Две разные ручки — не гелиевые
  • И конечно лак для ногтей

Итак, как видим, лучше всего справился лак, но им не удобно рисовать платы, только подрисовывать.

Далее маркер для CD, он неплохо справился, и если не держать в растворе 5 часов, то он справляется не хуже лака. Есть в нем одна особенность — рисующая часть тоненькая, немного выше защищена пластмассой и рисовать под линейку одно удовольствие.

Маркер обыкновений справился так же, как и предыдущий, только у него немного побольше будет рисующий наконечник, но тоже очень не дурственно получается.

Теперь ручки. От ручек и следу не осталось, была когда-то у меня гелевая ручка, так она так рисовала, что одно загляденье! Получались дорожки от 0.4 мм только она где-то пропала, при испытаниях вспомнил это и решил проверить как рисуют теперешние ручки.

Лак здесь — только одни плюсы, а если заправит в банку от пот-корректора — так вообще термоядерная вещь выходит для рисования плат! Мне хватает и маркеров, а это так — на заметку.

Думаю тест можно считать завершенным. С вами, как всегда, был Kalyan.Super.Bos. Удачи!

Edding 780#1 (черный), Маркер для рисования печатных плат, глянцевый лаковый, круглый наконечник d=0.8мм

Описание

Корпус промышленного маркера edding изготовлен из ударопрочного пластика. Маркер edding-780 имеет упроченный круглый (пулевидный) наконечник. Наконечник маркера может быть заменен по мере истирания. Благодаря очень тонкому наконечнику маркером edding-780 может наносится маркировка на небольшие элементы и поверхности.
Универсальный лаковый маркер

edding 780 предназначен для нанесения промышленной маркировки в индустриальных условиях. Может применяется для маркировки на пыльных и грязных поверхностях. Устойчив к ряду кислот, растворителей, механическому истиранию. Чернила edding содержат высокую концентрацию пигмента, что позволяет им хорошо ложиться на гладкие и шероховатые поверхности, чернила этого маркера светостойкие. Непрозрачные лаковые чернила позволяют делать хорошо заметные надписи густым плотным слоем даже на темных поверхностях. Надписи обладают термостойкостью до + 400ºС. Надписи цветами 05-010, 049, 054 видимы до + 1000ºС.
Специальный состав чернил edding не вызывает коррозию на наносимой поверхности.
Промышленный лаковый маркер Е-780 также может использоваться как универсальный, например, при нанесении меток на разнородные материалы. При маркировке изделий из резины, пластика, стекла, металла, кабеля, проводов, при нанесении маркировки на товары, нет необходимости использовать разные маркеры, можно обойтись одним –
edding 780
. Идеально подходит для маркировки грузов, приборостроения, технологической маркировки, может использоваться в сельском хозяйстве, строительстве, а также в пищевой промышленности.
Кроме того, маркер edding 780 широко используется для декоративных работ дизайнерами и оформителями интерьеров. Благодаря разнообразной палитре цветов и свойствам красящего вещества используется в витражных работах, росписи по дереву и керамике, а также для других интерьерных работ.

Технические параметры

7 правил проектирования печатных плат / Хабр

Приветствую! В процессе обсуждения

статьи

товарища

KSVl

была озвучена необходимость небольшого пособия по проектированию печатных плат. Очень часто на хабре я вижу статьи в стиле «5 правил оформления кода» или «5 шагов к успешному проекту», то есть очень удобные собрания тезисов по определенной теме. К сожалению подобных статей по разработке электроники мало и это плохо…

Я обещал пользователю KSVl и некоторым другим читателям, статью с базовыми принципами проектирования печатных плат (ПП), так же приглашаю к ознакомлению всех любителей попаять за чашечкой кофе!



Пролог

Все описанные в статье правила, являются самыми базовыми и ориентированы исключительно на совсем начинающих разработчиков для которых электроника просто хобби.

Сразу хочу отметить, что данная статья не претендует на абсолютную истину и все объяснения даны в вольной форме.

Наверняка найдутся люди, которые скажут: «Да и так ведь работает, зачем что-то менять?». И вот тут увы, я не готов тратить силы и переубеждать вас. Одни хотят все делать хорошо, качественно и надежно, другим же не дано понять этого желания.

Источники информации на которых базируются описанные в статье правила:

  1. Курс общей физики и электротехники. Все в пределах 1-го курса ВУЗа
  2. Книги Говарда Джонса «Конструирование высокоскоростных цифровых устройств: начальный курс черной магии» и «Высокоскоростная передача цифровых данных: высший курс черной магии»
  3. Стандарты IPC, например, IPC-2221A. Бывает перевод на русском (старая версия) и оригинал последних версий на английском
  4. Собственный опыт

Правило №1 — Ширина проводника


Ошибка

— очень часто начинающие разработчики используют ту ширину проводников (дорожек), которая стоит по умолчанию в используемой САПР. В упомянутой ранее статье, автор использовал EasyEDA и там базовое значение ширины стоит 6 mils, то есть около 0.15 мм. Данная ширина проводников использована практически везде и это плохо, ибо ведет к ряду проблем.

Проблема №1 — падение напряжения. Все мы помни закон Ома из которого следует, что чем меньше площадь сечения проводника, тем больше его сопротивление. Чем больше сопротивление проводника, тем больше на нем упадет напряжение.

Проблема №2 — нагрев проводника. Тут все тот же закон Ома, мощность выделяемая на проводнике пропорциональна его сопротивлению, то есть чем больше сопротивление, тем больше тепла выделится на проводнике. Дорогу 0.15 мм ток в 5-10А легко испарит.

Проблема №3 — паразитная индуктивность. Этот момент к базовым вряд ли уже относится, но знать про него надо. Чем меньше сечение проводника, тем больше его индуктивность. То есть любой проводник на самом деле не просто «кусок меди», это составной компонент из активного сопротивления, индуктивности и паразитной емкости. Если эти параметры слишком высоки, то они начинают негативно отражаться на работе схемы. Чаще они проявляются частотах больше 10 МГц, например, при работе с SPI.

Проблема №4 — низкая механическая прочность. Думаю не надо объяснять, что дорожка шириной 2 мм более прочно прикреплена к текстолитовой основе, чем дорожка 0.15 мм. Ради интереса возьмите заводскую ненужную плату и поковыряйте ее.

Решение — используйте максимально возможную ширину проводников. Если проводник можно провести с шириной 0.6 мм, то это лучше, чем провести его шириной 0.15 мм.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Правило №2 — Подключение к выводам

Под выводами подразумевается контактная площадка компонента (pad), переходные отверстия (via) и прочие объекты, которые на плате мы соединяем с помощью проводников (дорожек).

Ошибка — бывают две крайности. В одной, разработчик совершает ошибку из правила №1 и подключает дорожку 0.15 мм к выводу smd резистора 1206. В другом случае наоборот, использует проводник ширина которого равна ширине контактной площадки. Оба варианта плохие.

Проблема №1 — низкая механическая прочность. При нескольких попытках перепайки компонента, площадка или дорожка просто отслоятся от текстолитовой основы печатной платы.

Проблема №2 — технологические проблемы с монтажом платы. Хотя это станет проблемой, если вы начнете заказывать в Китае не только платы, но и сборку. Вам конечно соберут, но % брака вырастает.

Решение — ширина проводника, подключаемого к контактной площадке, должна составлять примерно 80% от ширины этой площадки.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Размер площадки конденсатора 1206 в данном случае составляет 1.6 х 1 мм. Соответственно для подведения сигнала снизу используется дорожка равная 80% от ширины площадки, то есть 0.8 мм (80% от 1 мм). Для подведения сигнала справа используется дорожка толщиной 1.2 мм (примерно 80% от 1. 6 мм). Ширина площадки у микросхемы в корпусе SOIC-8 равна 0.6 мм, поэтому подводить нужно сигнал с помощью дорожки около 0.5 мм.

Стоит понимать, что данный вариант является идеальным. Переход из 1.2 мм в 0.5 мм вам наверняка не понравится — лишняя возня. Его можно избежать. Для этого обычно принимают ширину дорожки относительно минимального pad-а (площадки), то есть в данном случае можно сделать вот так:

Как видите, я выбрал ширину проводника по минимальной площадке, то есть по площадке вывода микросхемы в корпусе SOIC-8. Такой упрощение допустимо, но его стоит применять с умом.

Правило №3 — Цепи питания

Теперь рассмотрим случай, когда упрощение в отношение правила №2 просто недопустимо, а именно — проектирование цепей питания. Данной правило опирается на два предыдущих и является частным, но пожалуй самым критичным случаем.

Ошибка — пренебрежение правилами №1 и №2 при проектирование цепей питания.

Проблема №1 — на выходе вашего стабилизатора напряжения строго +3. 3В. Вы включаете устройство и наблюдаете, что микросхема ведет себя неадекватно, АЦП измеряет не точно и периодически выключается. Вы измеряете напряжение на ногах потребителя (микросхемы) и обнаруживаете вместо +3.3В всего лишь +2.6В.

Проблема №2 — ваш DC-DC преобразователь не запускается, либо на выходе имеет большие пульсации.

Проблема №3 — в попытках найти неисправность, вы ставите щуп осциллографа на линию +3.3В и обнаруживаете там вместо постоянного напряжения какие-то страшные пульсации и помехи.

Решение — соблюдаем особо строго и фанатично правила №1 и №2. Дорожки максимально широкие. Питание должно приходить на микросхему через керамический конденсатор, который по возможности ставят ближе к выводу этой микросхемы.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Что я сделал чтобы стало хорошо:

1) Дорожка питания VCC3V3 теперь подходит не в обход конденсатора, а через него. То есть сначала на конденсатор, а затем уже на вывод микросхемы

2) Переходное отверстие (via) я использовал размером 1. 2/0.6 мм. Да, согласно требованиям для 4 класса точности (стандартного), я могу использовать переходное отверстие размером 0.7/0.3 мм, но делать этого не стал и применил более габаритный переход. Это позволило уменьшить его сопротивление и пропустить больший ток

3) Шина питания, которая приходит от стабилизатора у меня теперь не 0.3 мм, а 2 мм! Не бойтесь делать широкие проводники. Такой подход минимизирует падение напряжения в цепи и уменьшит индуктивность проводника

Правило №4 — Земля

О влияние качества проектирование земляной шины (GND) можно говорить вечно, но любой разговор сводится к простой сути:

стабильно и работоспособность устройства в наибольшей степени зависит именно от проектирование земли

. Данная проблема очень объемная и требует глубокого изучения, поэтому я дам самые базовые рекомендации.

Ошибка — трассировка цепи GND (земли) обычным проводником, да еще и минимальной ширины. Это просто к-к-к-комбо!

Проблема №1 — нестабильность работы устройства и сильные помехи в цепях, особенно в цепях питания.

Проблема №2 — нагрев и часто обрыв тонкого проводника, т.к. в нем действует большой ток.

Решение — использовать полигон для разводки цепи GND, а в идеале отдельный слой, который полностью выделен для данной цепи, например, нижний слой.

Пример:

1) Плохой

2) Хороший

Как видите, вместо обычного проводника я применил заливку сплошным полигоном. Такое решение обеспечило мне огромную площадь сечения, ведь полигон это просто очень большой проводник. Только иногда такое решение имеет недостаток, например, когда плотность монтажа высокая и другие проводники разрывают сплошной полигон, как тут цепи LED1..3 разрывают кратчайший путь между выводом микросхемы и конденсатора (GND):

Тут нам поможет, упомянутый ранее, отдельный слой GND. В двухслойной плате в идеале под него выделить нижний слой, а в многослойной плате — один из внутренних слоев:

Таким образом мы восстановили кратчайший путь для тока по цепи GND, а помог в данном случае нижний слой (синий цвет), который из себя полностью представляет земляной полигон. Переходные отверстия (via) около контактных площадок обеспечили для них максимально короткое соединение с нижним слоем земли.

Конечно это идеальный случай и иногда не получится его реализовать без удорожания платы, поэтому тут решение за вами. Порой «супер» надежность и не нужна, тут важно найти для своей задачи золотую середину между стоимостью и качеством.

Правило №5 — Ширина зазора

Минимальное значение зазора между медными проводниками на печатной плате, нам диктуют технологические требования. Для 4-го (стандартного) класса значение составляет 0.15/0.15 мм или 6/6 mils. Максимальная ширина ограничена лишь вашей фантазией, габаритами платы и здравым смыслом.

Ошибка — зазор недостаточно большой, обычно оставляют значение по умолчанию около 0.15 мм.

Проблема №1 — электрический пробой. Короткое замыкание возникает, когда 2 проводника с разным потенциалом замыкают, например, металлическим предметом и ток резко возрастает. К сожалению идеальных диэлектрических материалов не бывает и в какой-то момент любой материал начинает проводить ток. Пример тому — изоляторы на ЛЭП, иногда и их пробивает. Данное явление происходит, когда превышено значение критического напряжения пробоя. По этой же причине и стеклотекстолит, являющийся основной большинства печатных плат, в какой-то момент может начать пропускать ток.

Решение — увеличение расстояния между проводниками. Напряжение пробоя зависит от типа материала и от толщины/ширины изолятора. В случае печатных плат — расстояние (зазор) между проводниками как раз является тем параметром, который влияет на критического значение напряжения пробоя. Чем больше расстояние между проводниками, тем большее напряжение необходимо чтобы пробить его.

Так же хочется сказать, что пробой по стеклотекстолиту не всегда самая актуальная проблема. Воздух, который окружает плату, тоже является диэлектриком, но при определенных условиях становится проводником, вспомните грозу. Воздушный электрический пробой большая проблема в электронике, особенно если учитывать, что воздух может быть сухой, а может и иметь влажность 90-100%, например, в тропиках или на Севере.

Пример:

Условимся, что в данном примере есть 3 проводника: выпрямленное сетевое напряжение +310В, низковольтная линия питания для микроконтроллера +3.3В и шина земли (GND).

1) Плохой

2) Хороший

Почему 0.3 мм плохо, а 0.8 мм уже хорошо спросите вы и в качестве ответа приведу вам 2 источника:

1) Обычные физика и электротехника. Данные в них разнятся из-за различных методик измерений и прочего, но наиболее реалистичная цифра для сухого воздуха составляет 2 кВ/мм. Тут многие испугаются цифры и подумают: «У меня же нет таких напряжений» и это будет ошибкой. Данное значение характерно лишь для сухого воздуха, который встретить в реальных условиях удается редко. И тут цифры уже куда скромнее, например, при влажности 100% напряжение пробоя воздуха составляет всего 250 В/мм! А еще на значение напряжения пробоя влияет запыленность воздуха и платы, а так же атмосферное давление (кривая и закон Пашена).

2) Стандарт IPC-2221, ссылку на который я давал в начале. Интересует нас таблица 6-1, которая выглядит вот так:

Как видите в таблице для большое количество значений даже для нашего конкретного случая 301-500В. Если посмотрим, то увидим значение 0.25 мм для закрытых проводников на внутренних слоях, то есть в «идеальных» условиях без доступа пыли, грязи и влаги. Если устройство будет работать где-то в горах и проводник находится на внешних слоях (все проводники в случае 2-х слойной платы) на высоте до 3000 метров, то там минимальный зазор уже 2,5 мм, то есть в 10 раза больше. Если же мы эксплуатируем устройство на большей высоте, то зазор необходим уже в 12.5 мм! Стоит сделать замечание — такой большой зазор требуется если наша плата не покрыта защитными составами, например, лаком или компаундом. Как только появляется защитное покрытие, то мы видим уже более адекватные значения: 0.8 и 1.5 мм.

Поэтому в «хорошем» примере по мимо обеспечения зазора 0.8 мм, необходимо так же покрыть плату защитных составом, например, лаком после завершения монтажа устройства, его отмывки и сушки. В противном случае необходимо увеличить зазор!

Правило №6 — Гальванический зазор


Ошибка

— приравнивание диэлектрического зазора к гальваническому. По сути они очень похожи, но по требованиям все строже, когда дело доходит до гальванической развязки. Ярким случаем является развязка схемы управления и силовой части с помощью реле или оптрона, когда зазор между развязанными сторонами выбирается так же 0.8 или 1,5 мм.

Проблема №1 — пробой изоляции, выход из строя системы управления и прочего дорогого оборудования.

Решение — увеличение порога электрического пробоя. Стандартными значениями обычно являются напряжения 1,5 кВ, 2,5 кВ и 4 кВ. Если ваше устройство работает с сетевым напряжением, но человек напрямую с ним не взаимодействует, то напряжение развязки в 1,5 кВ будет достаточным. Если предполагается взаимодействие человека с устройством, например, через кнопки и прочие органы управления, то рекомендую применить изоляцию с напряжением 2,5 кВ и более.

Пример:

1) Плохой

Что плохого спросите вы, ведь зазоры на плате есть, их можно сделать и 1,5 мм. Дело в том, что даже если сделать зазор 2 мм, то этого будет недостаточным для обеспечения изоляции. Самым «слабым» местом должно быть расстояние между выводами управления реле (1-2) и выводами силовыми (3-8). Так же надо учитывать, что пробой может быть не только между проводниками на одном слое, но и на разных — насквозь плату через стеклотекстолит.

2) Хороший

Что было сделано для улучшения ситуации:

а) Появилась четкая граница между низковольтной и высоковольтной частью. Теперь проводник +3.3В не проходит в высоковольтной области +310В, полигон GND не выходит за границу низковольтной часть, соответственно и пробоя не будет. Так же в зоне/границе гальванической развязки не должно быть вообще ничего.

б) Изолирующая зона освобождена от паяльной маски. Маска — тоже слабое место и в зависимости от качества ее пробьет раньше, чем стеклотекстолит. Это делать не обязательно в общем случае, но если с устройством взаимодействуют люди, то настоятельно рекомендую.

в) Как я выше писал, слабое место — расстояние между управляющими и силовыми выводами реле. Везде я смог сделать изолирующую зону 4 мм, а тут только 2.5 мм. От маски мы очистили, от проводников тоже и единственное через что может произойти пробой по плате — стеклотекстолит. Поэтому убираем и его, я сделал вырез под реле шириной 2.5 мм и убрал весть текстолит между выводами. Данная операция тоже не обязательна, но существенно повышает надежность и безопасность вашего устройства.

Правило №7 — Переходные отверстия


Ошибка

— очень часто наблюдаю картину, когда на 2-х слойной печатной плате для того, чтобы соединить 2 контактные площадки, использую 3..4… или даже 5 переходных отверстий.

Проблема №1 — переходных отверстий (via) становится слишком много на плате и это ограничивает место под проводники, что приводит к удлинению цепей, а следовательно и к увеличению их сопротивления. Уменьшает устойчивость цепей и сигналов к помехам.

Решение — используйте минимальное количество переходных отверстий: если вам нужно соединить 2 контакта на разных слоях, то не используйте более 1-го переходного отверстия. Если 2 контакта находятся на одном слое и вы не можете соединить их напрямую, то используйте максимум 2 переходных отверстия. Если вам нужно больше переходов для соединения, то что-то вы делаете не так — тренируйте логику и переразводите участок платы, который привел к проблеме.

Пример:

1) Плохо

2) Хорошо

Для соединения использовано минимальное количество переходных отверстий (via), что дает больше свободного места для других проводников и обеспечивает минимальные паразитные параметры проводника.

Несколько общих советов


  • Не используйте автотрассировщики! В «сыром» не настроенном виде они выдают ужасный результат, который даже самую светлую идею превратит в гуано. Для того, чтобы автотрассировщик работал хорошо, ему необходимо прописать определённые правила, которые скажут ему, что дороги надо не 0. 15, а 1 мм и так далее. Для адекватного результат даже на простых платах приходится прописывать сотню, а то и две, этих самих правил. В Altium Designer под них выделен целый раздел, например. Если вы любитель и у вас не стоит задачи спроектировать свою плату для ноутбука, то разводите плату руками — выйдет быстрее и качество будет на высоте
  • Не ленитесь переделывать плату. Часто бывает, что вы сделали плату на 90%, но дальше все стало туго и вы начинаете нарушать «правила» и лепить гуано. Откатитесь назад, иногда приходится откатываться в самое начало, сделайте работу качественно и на этапе отладки устройства вы сэкономите очень много времени и нервов
  • Перед тем как начать проектировать плату, посмотрите несколько open source проектов, например, на хабре или hackaday. Главное не копируйте оттуда чужие очевидные ошибки
  • Если у вас есть знакомые разработчики электроники, пускай тоже любители — дайте им на проверку. Свежий взгляд на ваш проект позволит избежать очень много ошибок

Заключение

Надеюсь данная статья станет полезной для начинающих электронщиков и избавит их хотя бы от самых простых ошибок. Думаю не мало людей в данных правилах увидят и свои недочеты, но не стоит от этого правила слепо копировать. Всегда думайте головой и ищите лучший вариант, иногда и 4 переходных отверстия для 1-й цепи допустимы, если это позволяет вам улучшить конечный результат.

Те, кому данного материала мало — предлагаю ознакомиться со стандартами IPC по диагонали, сильно вчитываться смысла нет, а так же прочитать начальный курс «черной магии» от Говарда Джонса. В ней разобраны и физические принципы проектирования, а так же приводится множество рекомендаций по проектированию стандартных цепей и интерфейсов. Это раньше высокоскоростные цифровые цепи были чем-то магическим и возвышенным, но сегодня на дворе 2018 и с ними сталкиваются даже совсем новички, например, при подключение датчиков и памяти по SPI или дисплеев.

Как изготовить печатную плату в домашних условиях

Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.

Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.

Технология ручного способа нанесения


дорожек печатной платы

Подготовка шаблона

Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.

Далее плотная бумага вырезается по контуру приклеенного рисунка и шаблон для сверления готов.

Вырезание заготовки

Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.

Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.

Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.

Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Сверление отверстий

Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.

Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.

После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет.

Нанесение топографического рисунка

Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.

Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги также нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.

После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.

Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.

Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.

Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием краску нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.

После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.

При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.

Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.

Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.

Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления. В летнее время года — под лучи солнца.

Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.

Технология нанесения рисунка печатной платы


с помощью лазерного принтера

При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.

После того, как файл с рисунком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.

Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату

Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.

В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.

Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.

Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.

Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит

Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.

Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг недостаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей стопроцентный результат.

На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.

Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.

Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.

Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.

Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.

Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.

Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.

Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.

Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.

Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде.

Травление печатной платы

Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.

Рецепты травильных растворов

В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.

Травить печатные платы в металлической посуде не допускается. Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.

Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты

Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим. Из всех перечисленных растворов по всем критериям это лучший.

Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 грамма.

Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см2. Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.

Травильный раствор на основе хлорного железа

Вторым по популярности травильным раствором является водный раствор хлорного железа. Ранее он был самым популярным, так как на любом промышленном предприятии хлорное железо было легко достать.

Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.

Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.

Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.

Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты

Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.

Травильный раствор на основе медного купороса

Метод изготовления печатных плат с применение медного купороса обычно используют в случае невозможности изготовления травильного раствора на основе других компонентов из-за их недоступности. Медный купорос является ядохимикатом и широко применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. В дополнение время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора 50-80°С и обеспечить постоянную смену раствора у стравливаемой поверхности.

Технология травления печатных плат

Для травления платы в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.

Для удобства к центру платы клеем момент можно приклеить пробку от пластиковой бутылки. Пробка одновременно будет служить ручкой и поплавком. Но тут есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и в этих местах медь не вытравится.

Чтобы обеспечить равномерное вытравливание меди можно положить печатную плату на дно емкости вверх рисунком и периодически покачивать ванночку рукой. Через некоторое время, в зависимости от травильного раствора, начнут появляться участки без меди, а затем медь растворится полностью на всей поверхности печатной платы.

После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату извлекают из ванночки и тщательно промывают под струей проточной воды. Тонер удаляется с дорожек ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который добавлялся в краску для получения нужной ее консистенции.

Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей

Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.

Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются спирто-канифольным флюсом и лудятся мягким припоем эклектрическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.

После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя — спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяют канифоль.

Подробно о технологии пайки на примерах пайки деталей, о марках припоев и флюсов, устройстве и ремонте паяльников Вы можете узнать из цикла статей раздела «Как паять паяльником».

На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.

Чем рисовать печатные платы. Простой способ изготовления печатных плат (не ЛУТ) Чернила для рисования плат

Тема по изготовлению плат не нова, а тем более рисование маркером или лаком, но в моем городе есть немного мест, где можно купить маркер. Да и почти во всех магазинах они одинаковые — я обегал все магазины ну так и нового не нашел, есть только 2 вида маркеров, ну ещё разноцветные, но они точно нам не подходят. Сегодня тестировать будем вот такой набор маркеров для рисования печатных плат: 2 ручки и лак для ногтей (он конечно вне конкуренции).

Для эксперимента взял кусочек текстолита, зашкурил и стал что-то рисовать. Вышло примерно так, скажу сразу тест у нас зверский и не адекватный, но уже даст понять что к чему. Плату оставил травится на шесть часов.

Теперь поговорим о результатах и подопытных пластинах поподробнее.

Маркер цветной синий был когда-то ничего он не защищает текстолит что з ним что без него, да и засох он, я разобрал, а корпус сохранил, в такой корпус подойдет просто идеально на устройство прозвонки, но сейчас не о нем.

  • Маркер, самый что не на есть обыкновенный чёрный маркер
  • Маркер для подписи CD дисков
  • Две разные ручки — не гелиевые
  • И конечно лак для ногтей

Итак, как видим, лучше всего справился лак, но им не удобно рисовать платы, только подрисовывать.

Далее маркер для CD, он неплохо справился, и если не держать в растворе 5 часов, то он справляется не хуже лака. Есть в нем одна особенность — рисующая часть тоненькая, немного выше защищена пластмассой и рисовать под линейку одно удовольствие.

Маркер обыкновений справился так же, как и предыдущий, только у него немного побольше будет рисующий наконечник, но тоже очень не дурственно получается.

Теперь ручки. От ручек и следу не осталось, была когда-то у меня гелевая ручка, так она так рисовала, что одно загляденье! Получались дорожки от 0.4 мм только она где-то пропала, при испытаниях вспомнил это и решил проверить как рисуют теперешние ручки.

Лак здесь — только одни плюсы, а если заправит в банку от пот-корректора — так вообще термоядерная вещь выходит для рисования плат! Мне хватает и маркеров, а это так — на заметку.

Печатная плата – это диэлектрическое основание, на поверхности и в объеме которого нанесены токопроводящие дорожки в соответствии с электрической схемой. Печатная плата предназначена для механического крепления и электрического соединения между собой методом пайки выводов, установленных на нее электронных и электротехнических изделий.

Операции по вырезанию заготовки из стеклотекстолита, сверлению отверстий и травление печатной платы для получения токоведущих дорожек в независимости от способа нанесения рисунка на печатную плату выполняются по одинаковой технологии.

Технология ручного способа нанесения


дорожек печатной платы

Подготовка шаблона

Бумага, на которой рисуется разводка печатной платы обычно тонкая и для более точного сверления отверстий, особенно в случае использования ручной самодельной дрели, чтобы сверло не вело в сторону, требуется сделать ее более плотной. Для этого нужно приклеить рисунок печатной платы на более плотную бумагу или тонкий плотный картон с помощью любого клея, например ПВА или Момент.

Вырезание заготовки

Подбирается заготовка фольгированного стеклотекстолита подходящего размера, шаблон печатной платы прикладывается к заготовке и обрисовывается по периметру маркером, мягким простым карандашом или нанесением риски острым предметом.

Далее стеклотекстолит режется по нанесенным линиям с помощью ножниц по металлу или выпиливается ножовкой по металлу. Ножницами отрезать быстрее, и нет пыли. Но надо учесть, что при резке ножницами стеклотекстолит сильно изгибается, что несколько ухудшает прочность приклейки медной фольги и если потребуется перепайка элементов, то дорожки могут отслоиться. Поэтому если плата большая и с очень тонкими дорожками, то лучше отрезать с помощью ножовки по металлу.

Приклеивается шаблон рисунка печатной платы на вырезанную заготовку с помощью клея Момент, четыре капли которого наносятся по углам заготовки.

Так как клей схватывается всего за несколько минут, то сразу можно приступать к сверлению отверстий под радиодетали.

Сверление отверстий

Сверлить отверстия лучше всего с помощью специального мини сверлильного станка твердосплавным сверлом диаметром 0,7-0,8 мм. Если мини сверлильного станка в наличии нет, то можно просверлить отверстия маломощной дрелью простым сверлом. Но при работе универсальной ручной дрелью количество переломанных сверл будет зависеть от твердости Вашей руки. Одним сверлом точно не обойдетесь.

Если сверло зажать не удается, то можно его хвостовик обернуть несколькими слоями бумаги или одним слоем наждачной шкурки. Можно на хвостовик намотать плотно виток к витку тонкой металлической проволочки.

После окончания сверления проверяется, все ли просверлены отверстия. Это хорошо видно, если посмотреть на печатную плату на просвет. Как видно, пропущенных отверстий нет.

Нанесение топографического рисунка

Для того, чтобы места фольги на стеклотекстолите, которые будут токопроводящими дорожками, защитить при травлении от разрушения, их необходимо покрыть маской, устойчивой к растворению в водном растворе. Для удобства рисования дорожек, их лучше предварительно наметить с помощью мягкого простого карандаша или маркера.

Перед нанесением разметки нужно обязательно удалить следы клея Момент, которым приклеивался шаблон печатной платы. Так как клей не сильно затвердел, то его легко можно удалить, скатав пальцем. Поверхность фольги также нужно обязательно обезжирить с помощью ветоши любым средством, например ацетоном или уайт-спиртом (так называется очищенный бензин), можно и любым моющим средством для мытья посуды, например Ферри.


После разметки дорожек печатной платы можно приступать к нанесению их рисунка. Для рисования дорожек хорошо подходит любая водостойкая эмаль, например алкидная эмаль серии ПФ, разведенная до подходящей консистенции растворителем уайт-спиртом. Рисовать дорожки можно разными инструментами – стеклянным или металлическим рейсфедером, медицинской иглой и даже зубочисткой. В этой статье я расскажу, как рисовать дорожки печатных плат с помощью чертежного рейсфедера и балеринки, которые предназначены для черчения на бумаге тушью.


Раньше компьютеров не было и все чертежи чертили простыми карандашами на ватмане и затем переводили тушью на кальку, с которой с помощью копировальных аппаратов делали копии.

Нанесение рисунка начинают с контактных площадок, которые рисуют балеринкой. Для этого нужно отрегулировать зазор раздвижных губок рейсфедера балеринки до требуемой ширины линии и для установки диаметра круга выполнить регулировку вторым винтом отодвинув рейсфедер от оси вращения.

Далее рейсфедер балеринки на длину 5-10 мм наполняется с помощью кисточки краской. Для нанесения защитного слоя на печатную плату лучше всего подходит краска марки ПФ или ГФ, так как она медленно высыхает и позволяет спокойно работать. Краску марки НЦ тоже можно применять, но работать с ней сложно, так как она быстро сохнет. Краска должна хорошо ложиться и не растекаться. Перед рисованием краску нужно развести до жидкой консистенции, добавляя в нее понемногу при интенсивном перемешивании подходящий растворитель и пробуя рисовать на обрезках стеклотекстолита. Для работы с краской удобнее всего ее налить во флакон от маникюрного лака, в закрутке которого установлена кисточка, устойчивая к растворителям.

После регулировки рейсфедера балеринки и получения требуемых параметров линий можно приступить к нанесению контактных площадок. Для этого острая часть оси вставляется в отверстие и основание балеринки проворачивается по кругу.


При правильной настройке рейсфедера и нужной консистенции краски вокруг отверстий на печатной плате получаются окружности идеально круглой формы. Когда балеринка начинает плохо рисовать, из зазора рейсфедера тканью удаляются остатки подсохшей краски и рейсфедер заполняется свежей. чтобы обрисовать все отверстия на этой печатной плате окружностями понадобилось всего две заправки рейсфедера и не более двух минут времени.

Когда круглые контактные площадки на плате нарисованы, можно приступать к рисованию токопроводящих дорожек с помощью ручного рейсфедера. Подготовка и регулировка ручного рейсфедера не отличается от подготовки балеринки.

Единственное, что дополнительно понадобится, так это плоская линейка, с приклеенными на одной из ее сторон по краям кусочками резины, толщиной 2,5-3 мм, чтобы линейка при работе не скользила и стеклотекстолит, не касаясь линейки, мог свободно проходить под ней. Лучше всего подходит в качестве линейки деревянный треугольник, он устойчив и одновременно может служить при рисовании печатной платы опорой для руки.

Чтобы печатная плата при рисовании дорожек не скользила, желательно ее разместить на лист наждачной бумаги, представляющий собой два склепных между собой бумажными сторонами наждачных листа.

Если при рисовании дорожек и окружностей они соприкоснулись, то не стоит принимать никаких мер. Нужно дать краске на печатной плате подсохнуть до состояния, когда она не будет пачкать при прикосновении и с помощью острия ножа удалить лишнюю часть рисунка. Чтобы краска быстрее высохла плату нужно расположить в теплом месте, например в зимнее время на батарею отопления. В летнее время года — под лучи солнца.

Когда рисунок на печатной плате полностью нанесен и исправлены все дефекты можно переходить к ее травлению.

Технология нанесения рисунка печатной платы


с помощью лазерного принтера

При печати на лазерном принтере происходит перенос за счет электростатики образованного тонером изображения с фото барабана, на котором лазерный луч нарисовал изображение, на бумажный носитель. Тонер удерживается на бумаге, сохраняя изображение, только за счет электростатики. Для закрепления тонера бумага прокатывается между валиками, один из которых является термопечкой, разогретой до температуры 180-220°C. Тонер расплавляется и проникает в текстуру бумаги. После остывания тонер отвердевает и прочно удерживается на бумаге. Если бумагу опять нагреть до 180-220°C, то тонер опять станет жидким. Это свойство тонера и используется для переноса изображения токоведущих дорожек на печатную плату в домашних условиях.

После того, как файл с рисунком печатной платы готов, необходимо его распечатать с помощью лазерного принтера на бумажный носитель. Обратите внимание, изображение рисунка печатной платы для данной технологии должно иметь вид со стороны установки деталей! Струйный принтер для этих целей не подходит, так как работает на другом принципе.

Подготовка бумажного шаблона для переноса рисунка на печатную плату

Если напечатать рисунок печатной платы на обыкновенной бумаге для офисной техники, то из-за пористой ее структуры, тонер глубоко проникнет в тело бумаги и при переносе тонера на печатную плату, большая часть его останется в бумаге. В дополнение будут сложности с удалением бумаги с печатной платы. Придется ее долго размачивать в воде. Поэтому для подготовки фотошаблона необходима бумага, не имеющая пористую структуру, например фотобумага, подложка от самоклеящихся пленок и этикеток, калька, страницы от глянцевых журналов.

В качестве бумаги для печати рисунка печатной платы я использую кальку из старых запасов. Калька очень тонкая и печатать шаблон непосредственно на ней невозможно, она в принтере заминается. Для решения этой проблемы, нужно перед печатью на кусок кальки требуемого размера по углам нанести по капельке любого клея и приклеить на лист офисной бумаги А4.

Такой прием позволяет распечатывать рисунок печатной платы даже на самой тонкой бумаге или пленке. Для того, чтобы толщина тонера рисунка была максимальной, перед печатью, нужно выполнить настройку «Свойств принтера», отключив режим экономной печати, а если такая функция не доступна, то выбрать самый грубый тип бумаги, например картон или что то подобное. Вполне возможно с первого раза хороший отпечаток не получится, и придется немного поэкспериментировать, подобрав наилучший режим печати лазерного принтера. В полученном отпечатке рисунка дорожки и контактные площадки печатной платы должны быть плотными без пропусков и смазывания, так как ретушь на данном технологическом этапе бесполезна.

Осталось обрезать кальку по контуру и шаблон для изготовления печатной платы будет готов и можно приступать к следующему шагу, переносу изображения на стеклотекстолит.

Перенос рисунка с бумаги на стеклотекстолит

Перенос рисунка печатной платы является самым ответственным этапом. Суть технологии проста, бумага, стороной напечатанного рисунка дорожек печатной платы прикладывается к медной фольге стеклотекстолита и с большим усилием прижимается. Далее этот бутерброд разогревается до температуры 180-220°C и затем охлаждается до комнатной. Бумага отдирается, а рисунок остается на печатной плате.

Некоторые умельцы предлагают переносить рисунок с бумаги на печатную плату, используя электроутюг. Я пробовал такой способ, но результат получался нестабильным. Сложно обеспечить одновременно нагрев тонера до нужной температуры и равномерный прижим бумаги ко всей поверхности печатной платы при затвердевании тонера. В результате рисунок переносится не полностью и остаются пробелы в рисунке дорожек печатной платы. Возможно, утюг недостаточно нагревался, хотя регулятор был выставлен на максимальный нагрев утюга. Вскрывать утюг и перенастраивать терморегулятор не хотелось. Поэтому я воспользовался другой технологией, менее трудоемкой и обеспечивающей стопроцентный результат.

На вырезанную в размер печатной платы и обезжиренную ацетоном заготовку фольгированного стеклотекстолита приклеил по углам кальку с напечатанным на ней рисунком. На кальку сверху положил, для более равномерного прижима, пяток листиков офисной бумаги. Полученный пакет положил на лист фанеры и сверху накрыл листом такого же размера. Весь этот бутерброд зажал с максимальной силой в струбцинах.


Осталось нагреть сделанный бутерброд до температуры 200°C и остудить. Для нагрева идеально подходит электродуховка с регулятором температуры. Достаточно поместить сотворенную конструкцию в шкаф, дождаться набора заданной температуры и через полчаса извлечь плату для остывания.


Если электродуховки в распоряжении нет, то можно воспользоваться и газовой духовкой, отрегулировав температуру ручкой подачи газа по встроенному термометру. Если термометра нет или он неисправен, то могут помочь женщины, подойдет положение ручки регулятора, при котором пекут пироги.


Так как концы фанеры покоробило, на всякий случай зажал их дополнительными струбцинами. чтобы избежать подобного явления, лучше печатную плату зажимать между металлическими листами толщиной 5-6 мм. Можно просверлить в их углах отверстия и зажимать печатные платы, стягивать пластины с помощью винтов с гайками. М10 будет достаточно.

Через полчаса конструкция остыла достаточно, чтобы тонер затвердел, плату можно извлекать. При первом же взгляде на извлеченную печатную плату становится понятно, что тонер перешел с кальки на плату отлично. Калька плотно и равномерно прилегала по линиям печатных дорожек, кольцам контактных площадок и буквам маркировки.

Калька легко оторвалась практически от всех дорожек печатной платы, остатки кальки были удалены с помощью влажной ткани. Но все, же не обошлось без пробелов в нескольких местах на печатных дорожках. Такое может случиться в результате неравномерности печати принтера или оставшейся грязи или коррозии на фольге стеклотекстолита. Пробелы можно закрасить любой водостойкой краской, маникюрным лаком или заретушировать маркером.

Для проверки пригодности маркера для ретуши печатной платы, нужно нарисовать ним на бумаге линии и бумагу смочить водой. Если линии не расплывутся, значит, маркер для ретуши подходит.


Травить печатную плату в домашних условиях лучше всего в растворе хлорного железа или перекиси водорода с лимонной кислотой. После травления тонер с печатных дорожек легко удаляется тампоном, смоченным в ацетоне.

Затем сверлятся отверстия, лудятся токопроводящие дорожки и контактные площадки, запаиваются радиоэлементы.


Такой вид приняла печатная плата с установленными на ней радиодеталями. Получился блок питания и коммутации для электронной системы, дополняющий обыкновенный унитаз функцией биде .

Травление печатной платы

Для удаления медной фольги с незащищенных участков фольгированного стеклотекстолита при изготовлении печатных плат в домашних условиях радиолюбители обычно используют химический способ. Печатная плата помещается в травильный раствор и за счет химической реакции медь, незащищенная маской, растворяется.

Рецепты травильных растворов

В зависимости от доступности компонентов радиолюбители применяют один из растворов, приведенных в таблице ниже. Травильные растворы расположены в порядке популярности их применения радиолюбителями в домашних условиях.

Наименование раствора Состав Количество Технология приготовления Достоинства Недостатки
Перекись водорода плюс лимонная кислота Перекись водорода (H 2 O 2) 100 мл В 3% растворе перекиси водорода растворить лимонную кислоту и поваренную соль Доступность компонентов, высокая скорость травления, безопасность Не хранится
Лимонная кислота (C 6 H 8 O 7) 30 г
Поваренная соль (NaCl) 5 г
Водный раствор хлорного железа Вода (H 2 O) 300 мл В теплой воде растворить хлорное железо Достаточная скорость травления, повторное использование Невысокая доступность хлорного железа
Хлорное железо (FeCl 3) 100 г
Перекись водорода плюс соляная кислота Перекись водорода (H 2 O 2) 200 мл В 3% раствор перекиси водорода влить 10% соляную кислоту Высокая скорость травления, повторное использование Требуется высокая аккуратность
Соляная кислота (HCl) 200 мл
Водный раствор медного купороса Вода (H 2 O) 500 мл В горячей воде (50-80°С) растворить поваренную соль, а затем медный купорос Доступность компонентов Ядовитость медного купороса и медленное травление, до 4 часов
Медный купорос (CuSO 4) 50 г
Поваренная соль (NaCl) 100 г

Травить печатные платы в металлической посуде не допускается . Для этого нужно использовать емкость из стекла, керамики или пластика. Утилизировать отработанный травильный раствор допускается в канализацию.

Травильный раствор из перекиси водорода и лимонной кислоты

Раствор на основе перекиси водорода с растворенной в ней лимонной кислотой является самым безопасным, доступным и быстро работающим. Из всех перечисленных растворов по всем критериям это лучший.


Перекись водорода можно приобрести в любой аптеке. Продается в виде жидкого 3% раствора или таблеток под названием гидроперит. Для получения жидкого 3% раствора перекиси водорода из гидроперита нужно в 100 мл воды растворить 6 таблеток весом 1,5 грамма.

Лимонная кислота в виде кристаллов продается в любом продуктовом магазине, расфасованная в пакетиках весом 30 или 50 грамм. Поваренная соль найдется в любом доме. 100 мл травильного раствора хватит на удаление медной фольги толщиной 35 мкм с печатной платы площадью 100 см 2 . Отработанный раствор не хранится и повторному использованию не подлежит. Кстати, лимонную кислоту можно заменить уксусной, но из-за ее едкого запаха травить печатную плату придется на открытом воздухе.

Травильный раствор на основе хлорного железа

Вторым по популярности травильным раствором является водный раствор хлорного железа. Ранее он был самым популярным, так как на любом промышленном предприятии хлорное железо было легко достать.

Травильный раствор не требователен к температуре, травит достаточно быстро, но скорость травления снижается по мере расходования хлорного железа в растворе.


Хлорное железо очень гигроскопично и поэтому из воздуха быстро впитывает воду. В результате на дне банки появляется желтая жидкость. Это не влияет на качество компонента и такое хлорное железо пригодно для приготовления травильного раствора.

Если использованный раствор хлорного железа хранить в герметичной таре, то его можно использовать многократно. Подлежит регенерации, достаточно в раствор насыпать железных гвоздей (они сразу покроются рыхлым слоем меди). При попадании на любые поверхности оставляет трудноудаляемые желтые пятна. В настоящее время раствор хлорного железа для изготовления печатных плат применяют реже в связи с его дороговизной.

Травильный раствор на основе перекиси водорода и соляной кислоты

Отличный травильный раствор, обеспечивает высокую скорость травления. Соляную кислоту при интенсивном помешивании вливают в 3% водный раствор перекиси водорода тоненькой струйкой. Вливать перекись водорода в кислоту недопустимо! Но из-за наличия в травильном растворе соляной кислоты при травлении платы нужно соблюдать большую осторожность, так как раствор разъедает кожу рук и портит все, на что попадает. По этой причине травильный раствор с соляной кислотой в домашних условиях использовать не рекомендуется.

Травильный раствор на основе медного купороса

Метод изготовления печатных плат с применение медного купороса обычно используют в случае невозможности изготовления травильного раствора на основе других компонентов из-за их недоступности. Медный купорос является ядохимикатом и широко применяется для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве. В дополнение время травления печатной платы составляет до 4 часов, при этом необходимо поддерживать температуру раствора 50-80°С и обеспечить постоянную смену раствора у стравливаемой поверхности.

Технология травления печатных плат

Для травления платы в любом из вышеперечисленных травильных растворов подойдет стеклянная, керамическая или пластиковая посуда, например от молочных продуктов питания. Если под рукой подходящего размера емкости не оказалось, то можно взять любую коробку из плотной бумаги или картона подходящего размера и выстелить ее внутренность полиэтиленовой пленкой. В емкость наливается травильный раствор и на его поверхность аккуратно рисунком вниз кладется печатная плата. За счет сил поверхностного натяжения жидкости и небольшого веса плата будет плавать.

Для удобства к центру платы клеем момент можно приклеить пробку от пластиковой бутылки. Пробка одновременно будет служить ручкой и поплавком. Но тут есть опасность, что на плате образуются пузырьки воздуха и в этих местах медь не вытравится.


Чтобы обеспечить равномерное вытравливание меди можно положить печатную плату на дно емкости вверх рисунком и периодически покачивать ванночку рукой. Через некоторое время, в зависимости от травильного раствора, начнут появляться участки без меди, а затем медь растворится полностью на всей поверхности печатной платы.


После окончательного растворения меди в травильном растворе печатную плату извлекают из ванночки и тщательно промывают под струей проточной воды. Тонер удаляется с дорожек ветошью, смоченной в ацетоне, а краска хорошо удаляется ветошью, смоченной в растворителе, который добавлялся в краску для получения нужной ее консистенции.

Подготовка печатной платы к монтажу радиодеталей

Следующий шаг, это подготовка печатной платы к монтажу радиоэлементов. После снятия с платы краски, дорожки нужно обработать круговыми движениями мелкой наждачной бумагой. Увлекаться не нужно, потому что медные дорожки тонкие и можно легко их сточить. Достаточно всего нескольких проходов абразивом со слабым прижимом.


Далее токоведущие дорожки и контактные площадки печатной платы покрываются спирто-канифольным флюсом и лудятся мягким припоем эклектрическим паяльником. чтобы отверстия на печатной плате, не затягивались припоем, его на жало паяльника нужно брать немного.


После завершения изготовления печатной платы, останется только вставить в предназначенные позиции радиодетали и запаять их выводы к площадкам. Перед пайкой ножки деталей нужно обязательно смочить спирто-канифольным флюсом. Если ножки радиодеталей длинные, то их нужно перед пайкой обрезать бокорезами до длины выступания над поверхностью печатной платы 1-1,5 мм. После окончания монтажа деталей нужно удалить остатки канифоли с помощью любого растворителя — спирта, уайт-спирта или ацетона. Они все успешно растворяют канифоль.

На воплощение этой простой схемы емкостного реле от разводки дорожек для изготовления печатной платы до создания действующего образца ушло не более пяти часов, гораздо меньше, чем на верстку этой страницы.

lupo , ну дык так же и продолжай, тем более, что плата на заказ, и, очевидно, время ограничено, а на освоение ЛУТ времени довольно много потратишь. Мои «секреты» с тех времён, когда я рисовал краской:

А) использование инсулинового шприца со сточенной (не обкусанной!) до 4-5 мм съёмной тонкой (розовой) иглой.
б) использование не нитрокраски, а эмалей ПФ разбавленных соответствующими растворителями (ни в коем случае не ацетоном и ацетонсодержащими растворителями! — вопреки кажущейся логике, разбавленная ацетоном ПФ будет сохнуть неделю).
в) достаточно жидкое разбавление эмали и регулировка «подачи» вставкой в иглу проволочки — диаметр подбирается экспериментально — для исключения самопроизвольного вытекания «чернил». С этой же целью шприц нежелательно заполнять больше, чем на 2-3 мм выше уровня иглы. При этом краска «высасывается» из иглы за счёт капиллярного эффекта только при рисовании. Под рукой надо иметь кусочек картона — даже при кратковременном перерыве «разрисовывать» иглу придётся поддувом шприца, а при этом выползет капля, которая при попытке «разрисовать» шприц непосредственно на плате приведёт к кляксе.
г) сначала обрисовываются ВСЕ пятаки контактных площадок, затем плате даётся время подсохнуть до состояния «неприлипания» к пятакам линейки — часа 3 как минимум)
д) рисование линий ведётся под линейку со скошенным внутрь нижним краем — для исключения подтекания краски. При этом согласно проекту сначала рисуются горизонтальные линии (с запасом с обеих сторон — ПФ, в отличие от нитры, тем и хороша, что её легче аккуратно подчистить, пока она не совсем высохла (даже под линейку, что очень удобно при подчистке «сеток», образующихся при этой технологии, например, на поворотах многоразрядных шин), затем плате даётся время подсохнуть, и затем рисуются вертикальные линии. В этот момент как правило обнаруживаются «забытые» горизонтали — тогда вертикальные линии рисуются тоже с запасом, а на месте пропущенных горизонталей ШАРИКОВОЙ РУЧКОЙ делаются отметки — для последующей дорисовки.
е) после подсыхания вертикалей при необходимости дорисовываются диагонали, и сразу же можно произвести подчистку подтёков, «хвостов» горизонталей и т. д. Преимущество ПФ — она довольно долго сохраняет пластичность, и при зачистке не скалывается, в отличие от нитры. Благодаря этому при отработанном навыке можно СПОКОЙНО между ножками микросхемы с шагом 2,5 мм «продёрнуть» две дорожки. 0,5 мм дорожка при соблюдении этих рекомендаций — стандартная ширина дорожки, при ОЧЕНЬ большой кропотливости, тщательном подборе густоты краски и диаметра проволочки-вставки — 0,3 мм вытянуть можно. Сольются с пятаками ножек? Да и Х с ними — после подсыхания изолирующие промежутки спокойно и без напряга «дорисовываются» скребком. Не надо пытаться устранить затёки СРАЗУ — это приведёт только к грязи на плате! Пусть подсохнут (я обычно требующие в последующем внимания образовавшиеся «затёки» отмечал на рисунке-проекте маркером-выделителем, и устранял уже после ПОЛНОЙ прорисовки дорожек платы).
ж) дать плате подсохнуть не менее 4-х часов, хотя бы пока не исчезнет ощущение «прилипания» пальца к последним нарисованным дорожкам.
з) Ну и всё… Далее — хлорное железо, окончательный осмотр и при необходимости — зачистка. Прочность краски вполне позволяет при высокой неравномерности разводки (очень плотный рисунок тонкими дорожками в одних местах, и большие стравливаемые участки в других) во избежание подтравливания уже протравившихся дорожек остановить общее перемешивание раствора и применить ручное принудительное (пороллоновым тампоном) на больших стравливаемых поверхностях.
и) краску с протравленной платы смываю не растворителем, а под краном — с помощью лоскута мешковины и «Пемоксоли» (или любого другого абразивного моющего средства) — это позволяет сразу после смывки краски и промакивания капель с платы облудить её паяльником, облив спиртоканифольным флюсом (лучше — активированным ЛТИ-120)
к) Enjoy!

Ностальгия… Этим способом не пользовался уже лет эдак… А если есть время и лазерный принтер — задай в Поиске по форумам или в Гугле запрос ЛУТ (Лазерно-Утюжная Технология), и будет счастье. При отработанных навыках (ни одна рекомендация не катит за догму, многое зависит от принтера, носителя, бумаги и личных предпочтений) эта технология позволяет получать платы с качеством даже выше промышленной шелкографии, с весьма стабильным результатом. От себя добавлю секрет, который почему-то пропущен в «ликбезах» по ЛУТ — при этой технологии довольно плохо пропечатываются широкие (силовые) дорожки и большие закрашенные участки — возникают очень некрасивые точечные подтравливания. В этом случае я обычно в проекте все дорожки шире 1 мм и «островки» фольги рисую только контуром (линией 0,5 мм), после печати рисунка на плате закрашивая межконтурное пространство классически — шприцем с краской.

Печатная плата — это лист изоляционного материала, обычно, стеклотекстолита, на одной или двух сторонах которого есть токопроводящие, обычно медные, дорожки. Детали вставляются в отверстия в плате и припаиваются к этим дорожкам. Токопроводящие дорожки расположены так, что если правильно вставить в нужные отверстия и хорошо припаять, то эти дорожки соединят детали между собой таким образом, что получится некое электронное устройство.

Бывает и поверхностный монтаж, когда детали расположены на той же стороне, где и печатные дорожки, и припаяны к ним без просовывания выводов в отверстия. Этот способ чаще всего применяется в очень компактных устройствах, при монтаже миниатюрных деталей. Дома же, так сказать, в кухонных условиях, проще сделать первый вариант. О нем и будет здесь речь.

Существует много способов и методов изготовления печатных плат в «кухонных» условиях, описанных в различной радиолюбительской литературе. Здесь, не претендуя на оригинальность, рассматривается один из них, пригодный для изготовления печатных плат для несложных электронных устройств. В качестве примера сделаем плату для звукового сигнализатора, описанного в этом журнале в статье «Электронный звонок для велосипеда». Чтобы не листать журнал лишний раз, схема таймера, а также рисунок печатной платы и монтажная схема, повторены здесь на рисунках, соответственно,1,2 и 3.

Подготовка рисунка

Но, прежде чем заниматься изготовлением печатной платы нужно узнать в каком масштабе дан её рисунок. В радио журналах практически всегда рисунок дается в масштабе 1:1. Но в разных изданиях бывает по-разному.

Если рисунок платы дан в другом масштабе его нужно переснять или перерисовать по масштабной сетке, так чтобы получилось изображение в масштабе 1:1. Здесь же изображение сразу в масштабе 1:1, и ничего уменьшать или увеличивать не требуется.

Материал для печатной платы

Основной материал для печатных плат — фольгированный стеклотекстолит. Это такой изоляционный лист, на который с одной или с обеих сторон наклеена медная фольга. Из этого листа нужно вырезать заготовку, — кусок по размерам немного больше печатной платы. Обычно рекомендуется пилить пилкой по металлу, но, при наличии достаточной физической силы, это можно сделать ножницами по металлу, — получится быстрее и с меньшим количеством пота.

Затем, фольгу нужно осторожно ошкурить мелкой шкуркой — нулевкой, но только не до дыр, а так чтобы снять только слой окислов. Не нужно добиваться зеркального блеска, пусть лучше будет множество мелких царапинок. Суть дальнейших действий в том, чтобы защитить от травильного раствора нужные участки фольги.

Перенос рисунка

Теперь нужно перенести рисунок 2 на эту фольгу. Проще всего это сделать при помощи шила, легонького молоточка, копировальной бумаги («копирки», которую подкладывают между листами бумаги, чтобы разом исписать несколько листов), и шариковой ручки.

Рис. 1. Схема простого электронного устройства.

Рис. 2. Печатная плата для электронного устройства.

Рис. 3. Схема расположения компонентов на печатной плате.

Нужно подложить заготовку под лист с изображением дорожек (рис.2). Впрочем, можно предварительно сделать ксерокопию, чтобы не портить журнал. Затем между листом с изображением дорожек и заготовкой проложить «копирку» красящей стороной к заготовке. При помощи канцелярских скрепок, или другим способом, этот «бутерброд» зафиксировать.

Далее, при помощи шила и легонького молоточка нужно немного, чуть-чуть, накернить точки, в которых должны быть отверстия. Затем, с помощью шариковой ручки прорисовать дорожки, так чтобы их контуры через копирку перешли на заготовку. Теперь «бутерброд» разбираем.

Сверление отверстий

Берем микродрель (в качестве микродрели сгодится электроотвертка или небольшой шуруповерт), и сверлом по металлу диаметром 1-1,2 мм сверлим отверстия в накерненных местах. Опилки лучше сдувать, а не смахивать рукой, иначе можно стереть рисунок от «копирки». Поверхность платы со стороны фольги не лапать, потому что от пальцев остаются «пото-жировые» следы, которые в дальнейшем могут помешать травлению.

Рисование дорожек

Следующий этап — рисование самих дорожек. Существует много способов как это сделать. Можно использовать лак для ногтей (с соответствующей кисточкой), «цапон-лак», нитро-краску, битумный лак. При этом пишущий инструмент — кисточка от лака для ногтей, рейсфедер, перо для черчения, остро заточенная спичка.

Но все это ушло в глубокое дремучее прошлое, после того как в канцелярских магазинах появились фломастеры (маркеры) для письма по компакт-дискам и DVD-дискам.

Это, можно сказать, произвело «революцию в кухонном производстве» печатных плат. Берем маркер «For CD» или «For DVD» черного густого цвета, свеженький, «вкусно» пахнущий не то спиртом, не то ацетном, и скрупулезно рисуем им монтажные площадки и печатные дорожки, закрашивая их поверхность плотно, в несколько слоев.

При этом, всю остальную поверхность нужно оставить не закрашенной (и не залапанной). След от маркера «For CD» или «For DVD» высыхает моментально, так что заготовка готова к травлению сразу же после завершения процесса рисования.

Травление дорожек

Самый подходящий для травления реактив — раствор хлорного железа. Сейчас хлорное железо в виде порошка продается практически везде там же, где и радиодетали. Развести нужно 50-60 грамм на стакан теплой воды.

Перемешивать неметаллическим предметом (обычная металлическая чайная ложка, конечно удобна, но она все испортит и сама испортится). Потом, проделав в незанятом дорожками уголочке платы маленькое отверстие, можно эту плату за него подвесить на капроновой леске и опустить в этот самый стакан (стакан должен быть неметаллическим).

Так чтобы плата находилась где-то посредине стакана, полностью покрытая раствором хлорного железа. После того как вся не закрашенная фольга растворится, заготовку вынуть, промыть водой. Краску маркера смыть любой спиртосодержащей жидкостью, например… дешевым одеколоном.

Еще раз промыть водой, просушить феном и можно расставлять детали по рисунку 3 и паять.

На страницах сайта уже заходила речь о так называемой «карандашной технологии» изготовления печатных плат . Метод прост и доступен – корректирующий карандаш можно купить практически в любом магазине, торгующем канцелярскими товарами. Но есть и ограничения. Те, кто пробовал рисовать рисунок печатной платы с помощью корректирующего карандаша, заметили, что минимальная ширина получаемой дорожки вряд ли будет меньше 1,5-2,5 миллиметров.

Это обстоятельство накладывает ограничения на изготовление печатных плат, которые имеют тонкие дорожки и малое расстояние между ними. Известно, что шаг между выводами микросхем, выполненных в корпусе для поверхностного монтажа очень мал. Поэтому, если требуется изготовить печатную плату с наличием тонких дорожек и малым расстоянием между ними то «карандашная» технология не подойдёт. Также стоит отметить, что нанесение рисунка корректирующим карандашом не очень удобно, дорожки получаются не всегда ровные, а медные пятачки для запайки выводов радиодеталей выходят не очень аккуратные. Поэтому приходиться корректировать рисунок печатной платы острым лезвием бритвы или скальпелем.

Выходом из сложившейся ситуации может быть использование маркера для печатных плат, который прекрасно подходит для нанесения устойчивого к травлению слоя. По незнанию можно приобрести маркер для нанесения надписей и пометок на CD/DVD-диски. Такой маркер не годится для изготовления печатных плат – раствор хлорного железа разъедает рисунок такого маркера, и медные дорожки практически полностью вытравливаются. Но, несмотря на это, в продаже имеются маркеры, которые годятся не только для нанесения надписей и пометок на различные материалы (CD/DVD-диски, пластмассу, изоляцию проводов), но и для изготовления устойчивого к травлению защитного слоя.

На практике был применён маркер для печатных плат Edding 792 . Он позволяет рисовать линии шириной 0,8-1 мм. Этого достаточно для изготовления большого количества печатных плат для самодельных электронных устройств. Как оказалось, данный маркер прекрасно справляется с поставленной задачей. Печатная плата получилась довольно неплохой, хотя и рисовалась второпях. Взгляните.


Печатная плата (сделано с помощью маркера Edding 792)

К слову сказать, маркер Edding 792 также можно использовать для исправления ошибок и помарок, которые получились при переносе рисунка печатной платы на заготовку методом ЛУТ (лазерно-утюжной технологии). Такое бывает, особенно, если печатная плата довольно больших размеров и со сложным рисунком. Это очень удобно, так как нет необходимости снова полностью переносить весь рисунок на заготовку.

Если найти маркер Edding 792 не удастся, то подойдёт Edding 791 , Edding 780 . Их также можно использовать для рисования печатных плат.

Наверняка начинающим любителям электроники интересен сам технологический процесс изготовления печатной платы с помощью маркера, поэтому дальше пойдёт рассказ именно об этом.

Весь процесс изготовления печатной платы аналогичен тому, который описан в статье «Изготовление печатной платы «карандашным» методом ». Вот краткий алгоритм:


Немного «тонкостей».

О сверлении отверстий.

Есть мнение, что сверлить отверстия в печатной плате нужно после травления. Как видим, в приведённом алгоритме сверловка отверстий стоит до травления печатной платы в растворе. В принципе, можно сверлить хоть до травления печатной платы, хоть после. С технологической точки зрения никаких ограничений нет. Но, стоит учитывать, что качество сверловки напрямую зависит от инструмента, которым производится сверловка отверстий.

Если сверлильный станок развивает хорошие обороты и в наличии есть качественные свёрла, то можно сверлить и после травления – результат будет хороший. Но, если сверлить отверстия в плате самопальной минидрелью на базе слабенького моторчика с плохой центровкой, то можно запросто содрать медные пятачки под выводы.

Также многое зависит от качества текстолита, гетинакса или стеклотекстолита. Поэтому в приведённом алгоритме сверловка отверстий стоит до травления печатной платы. При таком алгоритме медные края, оставшиеся после сверления легко убрать наждачной бумагой и заодно очистить медную поверхность от загрязнений, если таковые имеются. Как известно, загрязнённая поверхность медной фольги плохо вытравливается в растворе.

Чем растворить защитный слой маркера?

После травления в растворе защитный слой, который наносили маркером Edding 792 легко убрать растворителем. На деле использовался «Уайт-спирит». Воняет он, конечно, противно, но защитный слой смывает на ура. Остатков лака не остаётся.

Подготовка печатной платы к лужению медных дорожек.

После того, как защитный слой убран, можно на несколько секунд закинуть заготовку печатной платы опять в раствор. При этом поверхность медных дорожек чуть подтравиться и станет ярко-розового цвета. Такая медь лучше покрывается припоем при последующем лужении дорожек, так как на её поверхности нет окислов и мелких загрязнений. Правда лужение дорожек нужно производить сразу, иначе медь на открытом воздухе вновь покроется слоем окисла.


Готовое устройство после сборки

Программа для печатных плат KiCad уроки

Вас приветствует сайт гикматик! Сегодня поговорим о мега-полезной и доступной программе KiCad. Поработав в ней каждый захочет от чистого сердца посоветовать её своим друзьям, поэтому и я советую вам взять программу на вооружение.

KiCad – это кроссплатформенный комплекс бесплатных программ с лицензией GPL и открытым исходным кодом, предназначенный для разработки электрических принципиальных схем и автоматизированной разводки печатных плат.

В программный пакет Кикада входят такие основные компоненты как:

1)Менеджер проектов, в котором можно наблюдать файлы проекта. В нем одновременно открывается только один проект в одном окне, но можно открывать много таких окон отдельно, главное не запутаться.

2) Eeschema Редактор электрических схем (и компонентов), в котором рисуются схемы электрические принципиальные. Там же можно создавать и свои уникальные компоненты, сохраняя их в свою библиотеку. И вот к этой возможности у подобных программ должны предъявляться максимальные требования по простоте и скорости, а проще сказать по продуктивности ибо трудность создания именно своих уникальных унифицированных модулей и компонентов в подобных системах может сильно тормозить внедрение конкретной программы и сузить спектр решаемых задач. Но в Кикаде этот компонент на столько удобен, что даже создание схемы с использованием сложного уникального модуля, займет отсилы пару десятков минут, так как редактор новых компонентов всегда под рукой, интуитивно понятен и приятен в использовании. 

3) CvPcb Программа выбора посадочных мест для компонентов. Она используется во время начертания принципиальной схемы. Каждому элементу схемы, которому нужны котактные площадки или просто место на плате, необходимо назначить посадочное место из библиотечного списка таких мест. И программа CvPcb помогает выбрать и предварительно рассмотреть занимаемое компонентом место на плате. 

4) Pcbnew Редактор топологии печатных плат занимается проектированием печатных плат. Так же в нем можно создавать свои уникальные посадочные места для компонентов и сохранять их в библиотеку. Так же в редакторе Pcbnew имеется утилита для генерации gerber-файлов для передачи задания на производство печатной платы. А так же здесь заложена возможность трехмерного отображения будущей платы, что позволяет наглядно увидеть какие либо недоработки и вообще эргономику собранной платы. 

5) GerbView Обозреватель файлов формата Gerber. Эти файлы нужны для передачи задания на производство печатной платы. Так вот в этой утилите их можно предварительно перепроверить на ошибки, хотя во многих зарубежных онлайн сервисах заказа изготовления плат, gerber-файлы можно загрузить и перепроверить в онлайн-просмотрщике.

6) Pl Editor Редактор оформления листа (для создания и редактирования рамок). Это будет очень важно для официального представления документации по вашим проектам, где вы сможете создать рамку листа принципиальной схемы согласно вашим стандартам.

Там есть ещё компоненты, но на мой взляд перечисленные являются основными и обязательными для серьезной работы.

В настоящее время KiCad можно считать достаточно зрелым комплексом программ, чтобы использовать для успешной разработки и сопровождения сложных печатных плат.

KiCad не накладывает ограничений на размер платы, с его помощью можно разрабатывать платы, содержащие до 32 медных слоёв (слоёв металлизации), до 14 технических слоёв и до 4 вспомогательных слоёв. В сквозном цикле проектирования KiCad позволяет создать все файлы, необходимые для производства печатных плат: Gerber-файлы для фотоплоттеров, файлы для сверления отверстий в платах, установки на них компонентов и другие.

Будучи ПО с открытым исходным кодом (лицензируемый GPL), KiCad представляет собой идеальный инструмент для проектов, ориентированных на разработку электронных устройств с открытой документацией.

История Кикада начинается с 1992 года. Сейчас я описываю стабильный релиз версии 4.0.7, который был выпущен примерно 2017-08-28.

Установочные файлы доступны под разные операционные системы, кроме андроида конечно. При установке программы, одновременно устанавливаются все родные библиотеки компонентов. Можно заметить, что они довольно богаты. И даже, если конкретного стандартного компонента вы не нашли, то можно на схему поставить элемент с подобным схематическим представлением и для него потом выбрать стандартное место для печатной платы, ведь большинство компонентов разработаны под стандартные посадочные места, а Kicad позволяет выбирать под конкретный компонент схемы различные посадочные места из библиотечного списка (это уникальная особенность Кикада на сколько мне известно). Здесь компоненты схемы и посадочные места являются, фактически, двумя независимыми объектами. Это часто является причиной дискуссий на интернет-форумах.

Автотрассировщика плат в Кикаде нет. Предлагается экспортировать файл, открыть в специальной отдельной программе-трассировщике, там автоматически развести плату и при помощи файла снова открыть в Pcbnew. 

Есть автоматическая расстановка компонентов, так же есть автоматическое размножение миниатюрных плат для компоновки их множества на одной большой плате.

Документация написана неплохо, но только половина её переведена на русский язык. Остальное все на английском. А меню программы кстати доступно на русском.

Все плюсы и минусы я наверняка не смогу сейчас вспомнить, но хочу сказать, что в общем мне очень понравился процесс работы в этом комплексе программ, хотя есть в них много своей специфики, что мы и рассмотрим в следующих обучающих видео.

Смотрите плейлист уроки KiCad.

До скорых встреч с сайтом любительской автоматики гикматик!

Подробный процесс рисования печатной платы в Altium Designer

/ * Используемая версия AD — AD10 * /

И добавьте файлы печатной платы и файлы схем в файлы проекта.

 

/ *********************************************** разделительная линия ********************************************** * /

 

Шаг 2: Дизайн библиотеки компонентов и библиотеки пакетов

Некоторые производители или дистрибьюторы компонентов не предоставляют библиотеки компонентов и библиотеки пакетов, а предоставляют только чертежи размеров компонентов, поэтому вам необходимо разработать файлы библиотеки компонентов или файлы библиотеки пакетов.

Дизайн библиотеки компонентов:

  • Создайте новый файл SchLib: File -> New -> Library -> Schematic Library.
  • Используйте раскрывающееся меню «Поместить» или панель инструментов ярлыка для размещения графики, булавок и т. Д.Не забудьте сохранить

Дизайн библиотеки пакетов

  • Создайте новый файл .PcbLib: File -> New -> Library -> PCB Library.
  • Используйте раскрывающееся меню «Поместить» или панель инструментов быстрого доступа для рисования линий и размещения отверстий,Не забудьте сохранить!

 

/ *********************************************** разделительная линия ********************************************** * /

 

 

Создайте новый файл .SchDoc: File -> New -> Schematic

Добавить библиотеку компонентов и библиотеку пакетов

Установите флажок «Библиотеки» в строке меню системы в нижней части программного обеспечения, чтобы открыть боковую панель инструментов.

Нажмите «Библиотеки …» -> «Добавить библиотеку» на боковой панели инструментов, чтобы найти файл библиотеки, который вы сохранили, и добавить.

Добавьте каждый компонент

Вы можете напрямую выбирать компоненты на боковой панели инструментов и перетаскивать их в схему, а затем нажимать клавишу Tab, чтобы изменять информацию о компонентах во время процесса перетаскивания.

Добавить сетевой логотип Place-> Сочетание клавиш Net Label (PN)

Определите пакет каждого компонента

Откройте инструменты диспетчера пакетов -> горячая клавиша диспетчера посадочных мест (TG)

Может изменять и проверять каждый пакет компонентов один за другим

 

/ *********************************************** разделительная линия ********************************************** * /

 

Импортируйте компоненты в схему: Дизайн -> Импортировать изменения из …

Принцип компоновки компонентов
  1. Поместите ближе к краю, от края к центру
  2. Планировка по схемному блоку
  3. Возможность успешной установки компонентов примите во внимание размер, высоту и т. Д. Компонентов.

Политика подключения:
  1. Линия не идет под прямым углом, и этикетка не давит на линию
  2. VCC утолщен, GND не подключен, реализован прокладкой меди

После завершения разводки и разводки следует укладка медью.

  • Разместить -> Многоугольник … Или нажмите кнопку «Поместить плоскость многоугольника» на панели инструментов ярлыка.
  • Выберите GND в опции Connect to Net в Net Options во всплывающем окне и отметьте «Remove Dead Copper».

 

После завершения укладки меди вы можете изменить или добавить соответствующие правила в Дизайн -> Правила …

Например: жирный шрифт VCC, расстояние между компонентами и т. Д.

 

/ *********************************************** разделительная линия ********************************************** * /

 

После изменения правила нажмите Инструменты -> Проверка правила проектирования -> Выполнить проект …

Проверьте правила и измените соответствующие ошибки и предупреждения, чтобы завершить чертеж печатной платы.

 

На этом этапе печатная плата может быть отправлена ​​производителю для производства.

 

 

 

 

 

 

Как создать печатную плату с нуля

Чтобы создать печатную плату (PCB), вам нужно нарисовать отверстия, контактные площадки и провода для вашей схемы. Этот навык называется PCB design и очень полезен.

Когда закончите, отправьте дизайн производителю или вытравите его самостоятельно.

Звучит сложно? Не волнуйтесь, существует множество бесплатных инструментов, которые помогут вам в этом.

Ниже я расскажу, что вам нужно сделать.

Бонус: Загрузите бесплатную электронную книгу, которая шаг за шагом покажет вам, как сделать вашу первую печатную плату.

Шаг 1. Создайте или найдите принципиальную схему

Прежде чем вы начнете рисовать провода и прочее, вам нужно знать, какую схему вы хотите построить. Итак, вам нужна принципиальная схема.

Вы можете найти ту, которую сделал кто-то другой, или создать свою с нуля.

Рекомендую начать с чего-нибудь простого.Как мигающий светодиод.

Когда у вас есть принципиальная схема, переходите к шагу 2.

Шаг 2. Нарисуйте свою схему

Во-первых, вам необходимо установить программное обеспечение для проектирования печатных плат.

Я настоятельно рекомендую KiCad для изготовления вашей печатной платы. Это бесплатно и действительно хорошо. Я также создал пошаговое руководство по KiCad для начинающих.

Создайте новый проект. Затем нарисуйте схему из принципиальной схемы, найденной на шаге 1.

Когда вы думаете, что закончили, запустите средство проверки электрических правил (ERC), чтобы проверить, не допустили ли вы типичных ошибок.

Шаг 3. Разработайте макет платы

Пришло время нарисовать доску. Вам необходимо перенести вашу принципиальную схему в чертеж вашей печатной платы.

Это не так сложно, как может показаться. Потому что программа сравнивает то, что вы рисуете, с файлом схемы. И это поможет вам создать такие же связи.

Здесь важно решить, какую занимаемую площадь выбрать для компонентов. Монтаж в сквозное отверстие или на поверхность?

Компоненты со сквозными отверстиями паять проще всего.Для новичков рекомендую сквозное отверстие. Компоненты для поверхностного монтажа меньше по размеру, поэтому занимают гораздо меньше места. Но меньше также означает, что паять будет труднее. Тем не менее, нужно просто немного практики, чтобы привыкнуть к компонентам для поверхностного монтажа. Так что если вы готовы принять вызов, то дерзайте.

Не торопитесь и убедитесь, что он хорошо выглядит;) Следуйте рекомендациям по проектированию для рисования печатных плат.

По завершении запустите средство проверки правил проектирования (DRC), чтобы проверить, не допустили ли вы ошибок.

Шаг 4: Сделайте свою печатную плату

Когда вы закончите рисовать свою печатную плату, вам нужно сделать дизайн. Вы можете протравить свою печатную плату дома, но я предпочитаю просто заказать печатную плату у одного из многих производителей печатных плат.

Это действительно не дорого. Например, нередко можно увидеть предложения 5 копий вашей доски менее чем за 5 долларов США! И вам не нужно возиться с химическими веществами в одиночку.

Вот некоторые из моих любимых:

Классический способ отправки макета платы производителю — создание файлов Gerber на основе вашего дизайна.Но некоторые (например, OSH Parks) также принимают файлы KiCad напрямую, так что вам не нужно выполнять какие-либо преобразования.

Шаг 5: Заказ компонентов

Обычно требуется некоторое время, прежде чем ваша печатная плата будет готова. Так что пока вы ждете, убедитесь, что у вас есть все необходимые компоненты. Нет ничего хуже, чем получить новую печатную плату, просто чтобы понять, что вам не хватает некоторых ключевых компонентов!

Я составил список магазинов, где можно купить электронные компоненты в Интернете. В перечисленных магазинах я либо пользовался сам, либо знаю кого-то, кто ими пользовался.

Шаг 6: Сборка печатной платы — Припаивание компонентов к плате

У вас есть печатная плата, только что извлеченная из принтера. Вы заказали и получили компонент. А теперь самое интересное — воспитание печатных плат!

Подготовьте рабочий стол и достаньте паяльные инструменты. Разложите компоненты и печатную плату на рабочем столе.

Имейте рядом свой компьютер с PCB Design, чтобы при необходимости можно было проверить ориентацию и стоимость компонентов.Если это невозможно, распечатайте схему со значениями и макетом платы.

Сделайте себе чашку кофе и приступайте к пайке!

Вопросы?

Что вас больше всего беспокоит, вызывает сомнения или вопросы по поводу дизайна печатной платы? Что-то мешает вам сделать свою первую печатную плату? Дайте мне знать в поле для комментариев ниже!

Электрический и электронный чертеж — Печатные платы (часть 2)



[продолжение. из части 1]

5. Раскладка двусторонней и многослойной платы

РИС. 15 — принципиальная схема платы дисплея для малая радиолокационная установка. Компоненты состоят из трех интегральных схем. «2» и 13; три лампы дисплея с холодным катодом DS DS и DS два транзистора Q и Q два резистора R и R и разъем J После некоторого анализа схема, сборочный чертеж (или компоновка компонентов) был сделан. ИНЖИР. 16 показывает удовлетворительное расположение устройств.Обратите внимание, что катод лампы и интегральные схемы позиционируются знаком I близко к DS и т. д. На принципиальной схеме показано семь соединений между I и DS, поэтому если они расположены близко друг к другу, вероятно, будут кроссоверы сведены к минимуму. Если есть место для некоторых цепей между устройствами и размещает в масштабе (двойном, или 2: 1, в данном случае), размер размер платы составляет примерно 3 (76) X 2 дюйма (70 мм).

Используя эту схему, можно сделать один или несколько эскизов возможных схем были сделаны.Один такой эскиз показан на фиг. 17. Это было сделано лист кальки, помещенный непосредственно поверх макета, показанного на фиг. 16. Логичный шаг — проложить пути заземления и питания там, где они могут быть удобно быть подключенным к компонентам. Такая линия начинается на выводе 9 DS Connects. в точке е из Q и переходит в заземление J. Другие логические процедуры — это набросок пути между компонентами в одном направлении, скажем, по вертикали, например, между 7 DS и 13 из ‘2 и между 4 DS и 14’ 2.Обратите внимание, что там есть несколько кроссоверов в области между DS и ‘2 слева и DS и Я справа. Также обратите внимание, что возможно наличие токопроводящих линий. собирается под ИС и катодами. Это возможно даже на компоненте сбоку, потому что днища устройств при установке почти приподняты. в миллиметре от доски.

Тщательная верстка и предварительное рисование не смогли устранить довольно много кроссоверов радиолокационной схемы.Это указывает на то, что двусторонний Доска — наиболее логичная и экономичная конструкция. (Это возможно рассматривать кроссовер как компонент на односторонней плате, сделав «Перемычка» из провода. Но экономика современного производства печатных плат предполагает, что количество таких кроссоверов должно быть сведено к минимуму.) необходимо было сделать больше набросков напечатанных путей на компоненте сторону и для отпечатанных дорожек на другой стороне. Один из подходов — поместите все вертикальные пути (как на РИС.17) по бокам и по горизонтали те на противоположной стороне. Обычно это не так просто, но это один способ начать.

Окончательные результаты такого предварительного наброска показаны на двух основные схемы фиг. 18. Каждый макет был нарисован в двойном размере. Расстояние между подушками было 0,2 дюйма (5 мм). Пути проложены с толщиной 0,026 дюйма. (0,66 мм), и тот же рисунок использовался для минимального расстояния между пути. Большинство путей горизонтальные или вертикальные, но есть некоторые пути. в густонаселенных районах (например, от 12 до 1), где это было необходимо использовать наклонные линии, чтобы соблюсти минимальные требования к интервалу.


РИС. 16 Сборочный чертеж (компоновка компонентов) схемы переносного радара доска.


РИС. 17 Предварительный эскиз соединений платы РЛС. Такие предварительные чертежи являются связующим звеном между принципиальной схемой и мастер-произведение.


РИС. 18 (a) Общий вид компонентной (ближней) стороны печатной платы. (б) Главный макет (окончательный рисунок) для обратной стороны печатной платы. (Kustom Electronics, Inc.)

Главный макет должен быть выполнен на стабильном по размеру носителе в масштаб больше, чем конечный продукт. Регистрация важна, и два (в некоторых случаях три или более) точки регистрации расположены довольно далеко друг от друга. обязательный. Две точки, использованные на фиг. 18 такие, что маленькие дырочки в центрах остаются белыми, когда обе стороны точно выровнены с друг с другом. Тяжелые угловые маркеры определяют контур доски на внутри этих маркеров, как показано на фиг.19. Линии в главном произведении искусства. должен быть сплошным черным, если не используется система цветной ленты. Если цвет система, синяя лента используется для токопроводящих дорожек на компоненте сторона и красная лента используется на противоположной стороне. Эти специально сделанные ленты можно как положить на один лист прозрачной полиэфирной пленки. С использование фильтров, фотографический процесс может «удерживать» один цвет, «отбрасывая» другой цвет, и наоборот. Таким образом, два шаблона схем, по одному для каждого Сторона печатной платы, может быть выполнена с двухцветной раскладкой.

Когда мастер-работа будет завершена, ее можно использовать для создания других рисунков, например чертеж сверления (фиг. 19), чертеж маркировки (фиг. 20), и паяльные маски. Маркировочные чертежи включают в себя такие элементы, как маркировка полярности, серийный номер, номер поставщика и название компании, использующей доска. (Многие производители продукции выпускают свои печатные платы на фирмах которые специализируются на производстве печатных плат.) Маркировочные чертежи обычно изготовлены с имеющимися в продаже клеящимися буквами и маркировкой.уход следует принимать во внимание расположение маркировки и надписей так, чтобы они не скрывается компонентами. Надписи и регистрационные знаки должны быть толщиной не менее 0,015 дюйма (0,381 мм), а буквы должны быть достаточно высокими читать после уменьшения до окончательного размера доски. Цифра 1 используется для укажите, где должен быть расположен вывод 1 ИС. Пунктирные линии для контуры компонентов фактически не отображаются.


РИС. 19 Чертеж сверления для печатной платы.Все отверстия, не помеченные буквой A, являются Размер B.


РИС. 20 Чертеж разметки небольшой печатной платы.

В некоторых случаях идентификационный номер для каждого компонента (например, R C нанести этот рисунок и распечатать на доске. Для небольших компонентов это идентификация расположена таким образом, чтобы устройство располагалось непосредственно над печать. (К сожалению, устройство обычно скрывает печать, и поиск детали для замены становится рутинной работой.)

Если плотность компонентов (и проводки), которые должны быть в цепи высокая, двух сторон одной доски может быть недостаточно для размещения вся печатная схема. В таком случае более одной доски могут быть необходимым. Фотография многослойной платы представлена ​​на фиг. 21. Эта плата высокой плотности с множеством интегральных схем имеет четыре слоя. печатной платы, напечатанной на двух частях тонким слоем называется промежуточным препрегом.В правом нижнем секторе чуть ниже 1 интегральной схемы и справа или слева, может быть видно три цвета (или оттенка) I линий, которые представляют контуры в различных слоях. (К сожалению, в фотография.) Изготовлены платы с 14 слоями. Иногда несколько печатных плат соединяются (вставляются) в такие многослойная доска. В этих случаях такую ​​доску называют «материнской». доска.ИНЖИР. 22 показано поперечное сечение шестислойной доски. После выкройки досок сделаны из рисунков, они совмещены с прецизионность и между досками укладываются слои препрега. Затем сборка помещается в нагретый пресс под высоким давлением. А шестислойная плита из трех ламинатов толщиной 0,012 дюйма (0,30 мм) может иметь общую толщину 0,062 дюйма (1,57 мм), включая подложку, препрег, и толщины печатной проводки.


РИС. 21 Фотография четырехслойной печатной платы. Не менее двух слоев пути проводников можно увидеть в правом нижнем секторе. (Kustom Electronics, Inc.)


РИС. 22 Поперечное сечение шестислойной печатной платы. Общая толщина составляет около 0,062 дюйма (1,57 мм).

Дизайн и компоновка многослойных плат выходит за рамки данной статьи. руководство. Желателен большой опыт. Во-первых, решение необходимо определить, какие схемы должны быть размещены в каких слоях.Иногда плоскости заземления и шины напряжения — единственные элементы в одном слое. Очень важна точность оформления и изготовления. Компьютерный макет часто используется.

Фотографии другой двусторонней печатной платы показаны на фиг. 23. Примерно На этой плате 5,75 X 6,75 дюйма находится 150 электрических компонентов. Одно воспоминание устройство, U было запрограммировано производителем и имеет примечание к этому эффект наклеен сверху. Интерфейс компьютер-трансивер (на любителя радистов) имеется инструкция оператора, включающая принципиальную схему и компоновка компонентов (схема размещения).Печать с последнего рисунок отображается на самой доске. На фиг. 23 такие буквы, как U U, U и C видны. Однако идентификация большинства резисторов скрыта. самими резисторами. По этой причине оператор должен иметь диаграмму размещения компонентов для поиска и устранения неисправностей.



РИС. 23 Фотографии печатной платы интерфейса компьютер-приемопередатчик блок: (а) смотрит вниз на компонентную сторону; (б) просмотр под углом, с разъемы на одном краю ближе к низу.Задняя сторона светодиодной линейки дисплея отображается вверху.

РИС. 24 Две из четырех фотографий интерфейсной платы трансивера: (а) сторона компонента, показывающая маркировку для небольших компонентов и контуры для корпусов ИС и некоторых других устройств — схемы показаны на та же (ближняя) сторона; (б) рентгеновский снимок стороны компонента, показывающий пути ПК на дальней стороне. (Kantronics, Inc.)

Последние достижения в фотографии сделали возможным создание одиночных фотография платы, на которой показаны компоненты на одной стороне и напечатанный проводка с противоположной стороны.ИНЖИР. 24 показаны две фотографии ПК. плата на фиг. 23. Фиг. 24b показаны контуры ИС и обозначения. устройств меньшего размера, если смотреть вниз на компонентную сторону доска. Но распечатанная проводка — это с другой стороны. Это называется рентгеновское фото. Две другие фотографии были сделаны глядя на другую. стороны этой печатной платы, но не показаны. Один — это рентгеновский снимок, на котором просвечивают печатные платы компонентной стороны.Эти фотографии полезны конструктору и производственному персоналу, но также воспроизводятся и рассылается пользователям продуктов. Они очень полезны тем, у кого есть для замены детали или выполнения модификации.

6 Накладные устройства

Мы показали несколько устройств для открытого монтажа на рис. 3-28 и 3-35. Поверхностный монтаж уже начал менять многие аспекты электронных сборка. Целое семейство крошечных активных и пассивных устройств находится в стадии разработки. разработан для удовлетворения спроса на более легкие, компактные, дешевые и качественные доски.Эти компоненты припаяны к контактным площадкам для пайки, которые соответствует «следам», оставленным проводами упаковки. Через устранены дыры, и правильное сочетание активных и пассивных компонентов сокращает длину проводов, тем самым уменьшая паразитную емкость и индуктивность в проводке. Такая технология позволяет производить меньше, плотнее и дешевле. платы, быстродействующие ИС которых могут работать с оптимальной эффективностью.

На ФИГ. 25а мы показали разрез печатной платы, имеющей штыревой и компоненты с выводами, установленные в сквозные отверстия и припаянные к нижняя (фольговая) сторона платы.На фиг. 25b показан носитель микросхемы. с выводами J-типа и небольшой контурной коробкой с припаянными выводами в виде крыла чайки на доску. Отводы J и крыла чайки образуют прямоугольный «след», а чертежи ПК и окончательные графические объекты имеют планшеты прямоугольной формы. сопоставьте следы. Ширина линий и промежутки между линиями стали меньше. Ширина линий, используемых в настоящее время, составляет от 6 мил (0,006 дюйма или 0,15 мм) до 12 мил (0,012 дюйма или 0,30 мм) в ширину, а минимальный межстрочный интервал примерно равен ширине линии.ИНЖИР. 26 показаны площадки или подушечки и линии толщиной 10 мил. небольшая часть окончательного рисунка схемы, содержащая мелкий контур интегральные схемы (SOIC), а также схема и вид с торца 14-контактного SOIC. Стандартные размеры разрабатываются для 14-, 24- и 48-выводных SOIC. Стандартные 3- и 4-выводные корпуса малого размера, называемые SOT 23 и SOT 143 для транзисторов и некоторых других устройств, 114 X 51 x 43 мил. Разработано новое оборудование для производства мелкокабельной продукции. Платы ПК.Используются два метода пайки: (1) оплавление, в котором компоненты размещаются поверх припоя, который был экранирован поверх контактных площадок, а затем нагревается и плавится и (2) двухволновая пайка, при которой устройства подвергаются двум процедурам пайки по 2 с каждая.

1. Пример активного устройства — транзистор. Примеры пассивных устройства — резисторы и конденсаторы.


РИС. 25 Старое и новое. (a) Монтаж выводных выводов через отверстие компоненты.(b) Монтаж чиподержателя на поверхность с J-образными выводами Слева, а справа — небольшой корпус ИС с выводами типа «крыло чайки». (Перепечатано от Electronics, 9 февраля 1984 г.)

Печатная плата с устройствами для поверхностного монтажа показана на фиг. 27, и в центральной части фиг. 28, с двумя другими досками. Это 3,75 дюйма. (95-мм) X 2,25 дюйма (57-мм) блок входит в состав портативного трансивера. В нем больше с обеих сторон установлено более 200 активных и пассивных устройств.Эти могут отличаться по форме и цвету, не все из которых (особенно коричневые и серые) хорошо видны на прилагаемых фотографиях. Цвета и устройств:

  • Резисторы белые
  • Silver Semiconductors (металлик)
  • Черный Микросхемы и электролитические конденсаторы
  • Коричневые конденсаторы
  • Серые конденсаторы


РИС. 26 Контур и вид с торца мелкой интегральной схемы и небольшая часть графических изображений ПК для компонентов поверхностного монтажа.Габаритные размеры указаны в мил (1 мил = 0,001 дюйма).


РИС. 27 (a) и (b) Два вида печатной платы с поверхностным монтажом. компоненты. (King Radio Corp.)


РИС. 28 Вид трансивера, на котором печатная плата предыдущего фотография соединена с двумя другими платами, в основном имеющими поверхностный монтаж. устройств. (King Radio Corp.)

Видны два SOIC, выводящие их в виде крыльев чайки каждая сторона.По бокам и рядом с одной микросхемой расположены два черных электролитических элемента. конденсаторы. Белые резисторы легко увидеть. Коричневые и серые конденсаторы, почти квадратной формы, кажутся серыми на фотографии и не так Хорошо видно как на чёрно-белых аппаратах. На фиг. 27а а СОТ 23 Транзистор показан чуть ниже черного конденсатора, который слева ИС, чей длинный размер перпендикулярен длинному размеру платы (и шасси). SOT серебристо-металлического цвета, отображается на фотографии серым цветом и имеет два вывода вверху и один внизу.Пути печатных схем также видны в нескольких местах на фиг. 27а.

Общий вид и чертежи плат с накладными элементами во многом такие же, как и для печатных плат последних лет. Можно было ожидать следующие отличия:

1. Крупные масштабы

2. Более узкие пути

3. Мелкие детали

4. Меньший интервал

5. Колодки разные

6.Плотность выше

7. Дополнительные компоненты (при необходимости с обеих сторон)

8. Нет или меньше сквозных отверстий

9. Шаг сетки 50 мил

Технология накладного монтажа — это одна из волн будущего. Тем не мение, Печатные платы с использованием современных компонентов с шагом 100 мил будут производиться и эксплуатироваться долгие годы.

7 Монтаж плат ПК

Печатные платы крепятся к шасси различными способами.В способ определяется размером и формой доски, размером и форма шасси, заземление и другие электрические требования, легкость удаления, если это желательно, требований вентиляции и стандарта процедуры, используемые производителем.

Три цифры, начинающиеся с фиг. 29 показаны три разных шасси. В сопроводительной печатной продукции кратко описывается, как платы прикрепил. На рисунке 29а показан корпус (и шасси) трансивера. интерфейсный блок, показанный на рис.23 и 24. 5,75 дюйма. (146 мм) — ширина доска просто вставляется в корпус двумя краями, скользящими вдоль, и дюйма, канавки с каждой стороны. После установки передней и задней панелей место, черные торцевые рамки вдавливаются (с плотной посадкой), завершая сборка этого 1,90 дюйма (48 мм) X 5,90 дюйма. (150 мм) X 7,00 дюймов (178 мм) -глубокая Блок. Корпус-шасси изготовлен из экструдированного алюминия. Готовый агрегат показан на фиг. 29b.

Платы, показанные на фиг.30 крепятся к шасси с помощью 2-56 винты (2 винта с резьбой 56 на дюйм). Это шасси сделано из литого алюминия. На его верхнем крае видны резьбовые отверстия. Один из нескольких Особенности этого транспондера KT 79 — это фильтр коаксиальной линии с двойной настройкой возле нижнего левого угла. Внизу изображения U-образный датчики связи передают сигнал с печатной платы справа через фильтр и через небольшую доску слева.

Фотография робота Heathkit на фиг. 31 показывает три из 13 печатные платы. Большая плата ЦП крепится на квадратную «обертку». вокруг ”алюминиевого шасси с помощью винтов и гаек № 6-32 и 0,30 дюйма. (8 мм) — длинные распорки между шасси и платой. Однако два меньших доски «прижимаются» к пластиковым застежкам типа «байонет», которые проходят сквозь небольшие отверстия с небольшим давлением и крепко удерживайте доски в место.Прокладки для этих досок пластиковые. Примерно пять ПК платы устанавливаются на двух других сторонах шасси, а остальные досок находятся в разных местах. Один расположен под шестнадцатеричным клавиатура, которая видна вверху.


РИС. 29 Корпус и шасси для интерфейсного блока приемопередатчика UTU: (а) пустой корпус со снятыми передними частями; (б) полный блок. (Кантроникс, Inc.)

Гибкая плата для вычислителя, показанного на фиг.2 имеет два маленьких отверстия рядом с каждым концом ЖК-дисплея, который показан справа на фотографии. (Одно отверстие видно на гибкой плате над дисплеем, а другое — можно увидеть «под» дисплеем.) Эти 0,08 дюйма. (2-мм) отверстия пробиты небольшими пластиковыми штифтами в нижней части корпуса калькулятора, когда печатная плата размещается между верхней и нижней частями вычислителя, и эти части прижимаются друг к другу. Гибкая доска также закреплена к внутренней половине клавиатуры, которая подходит под или под клавиши клавиатуры.Таким образом, плата удерживается на месте двумя штифтами. и зажимы, и тот факт, что его форма точно заполняет пространство, которое доступен.

Это некоторые из способов крепления или монтажа плат. Там другие способы, которые мы не рассмотрели. Дизайнеры и деталировщики должны знать, как прикрепить доску, до того, как будет готово окончательное оформление.

СВОДКА

Технология печатных плат является зрелой, но изменения все еще происходит кольцо.В исходных платах компоненты монтировались на одной сторона и печатные схемы на противоположной стороне. Теперь на многих досках компоненты монтируются с одной стороны, а пути к ПК — с обеих сторон. Это также возможно размещение компонентов и печатных схем на одном и том же боковая сторона. В будущем на некоторых платах могут быть установлены устройства для поверхностного монтажа. с одной стороны, современные компоненты с другой стороны, и печатная проводка с двух сторон. Печатная технология такова, что плотность компонентов и цепей может быть достаточно высокой, чтобы потребовать многослойные доски.


РИС. 30 Шасси для транспондера для самолета. Этот литой алюминий шасси вмещает несколько печатных плат и некоторые другие детали. (King Radio Корп.)


РИС. 31 Фотография робота Heathkit со снятыми боковыми панелями. Видны три из его 13 печатных плат.

Изображение на печатных платах должно быть точным, поэтому его часто рисуют. в два или четыре раза больше размера готового рисунка проводов. Это может быть выполнено чернилами на стабильном носителе, таком как майлар, или с помощью ленты и предварительно отпечатанных колодки, загибы и т. д.Компании, которые производят или используют печатные платы, обычно имеют обширную списки спецификаций, которым должен следовать составитель или дизайнер. Некоторые чертежи, которые часто входят в производство ПК платы:

1. Предварительные эскизы расположения компонентов и токопроводящих дорожек

2. Компонентная схема

3. Мастер-макет, финальное оформление

4. Чертеж сверления

5. Маркировочный чертеж

6.Паяльная маска

Многие шкалы используются для разводки печатных плат. И 2: 1, и 4: 1 являются общими. Некоторые рисунки, выполненные с помощью компьютера, нарисованы в натуральную величину. Масштаб 10: 1, Использовались 20: 1 и 100: 1. Печатные дорожки часто рисуются по горизонтали или вертикали. Иногда электрические требования, такие как резистивное защемление и индуктивная связь, определяют, какие направления соседствуют линии должны идти. Методы производства и экономика (минимальное использование материалов) также необходимо учитывать при компоновке печатной платы.

ВОПРОСЫ

1. Какие чертежи могут потребоваться для изготовления довольно сложной Печатная плата?

2. Какова типичная ширина печатных проводников?

3. Какие типичные масштабы используются при создании мастер-макетов?

4. Какой шаг сетки используется для устройств открытого монтажа?

5. Что является первым шагом в создании чертежей печатной схемы?

6.Покажите с помощью эскизов: ушко, контур доски, колодка, колено и регистрационная метка для использования в конструкции печатных плат.

7. Зачем ставить розетку на печатную плату, а затем вставляя ИС в этот сокет?

8. Какая информация содержится в маркировочном чертеже?

9. Где лучше на ПК показать номер резистора? доска? Показать с помощью эскиза.

10. Где находится контур печатной платы по отношению к тяжелому углу? маркеры?

11.Какая разница в форме контактных площадок, скажем, для ИС на типичном? Печатная плата и форма контактной площадки для печатной платы с компонентами поверхностного монтажа?

12. Для чего нужна паяльная маска при производстве печатных плат?

ПРОБЛЕМЫ

1. Рабочий чертеж небольшой печатной платы с указанием размеров. фиг. 32. Используя масштаб 1 дюйм = 0,30 дюйма, начертите эту доску. на листе 8 X 11 или 9 X 12. Ваш инструктор может указать полностью чертеж с размерами с буквами или без, чертеж сверления, маркировочный чертеж или комбинированный чертеж сверления и маркировки.(Необязательный плавник. = 0,10 дюйма, для масштабирования потребуется использовать лист 9 X 12 или 11 X 17.)


РИС. 32 (Вероятность 1.) Детальный чертеж небольшой печатной платы.

2. Обложка фольгированной стороны печатной платы для Prob. 1 показан на фиг. 33. Сделайте чертеж в масштабе 1 дюйм = 0,30 дюйма, 4: 1, 5: 1 или дюйм = 0,10 дюйма главного макета для этой платы. Используйте ширину линии 0,015 или 0,020 дюйма для тонких проводников, толстого карандаша или чернил. линии, если у вас нет ленты.Плоскость заземления (заштрихованная) должна быть примерно как показано, и может находиться в пределах 0,030 дюйма от края платы. Добавлять регистрационные знаки и любые другие предметы, которые может запросить ваш инструктор.

3. Чертеж печатной платы с размерами показан на фиг. 34 с пути ПК на стороне компонентов. Выполните одно или несколько из следующих действий на Просьба вашего инструктора: (а) сделайте чертеж сверления с шагом 0,03 дюйма. (7,6 мм) отверстия; (b) сделать маркировочный чертеж, показывающий все буквы; и (c) сделайте окончательный чертеж дорожек ПК для этой стороны, используя ширина линии 0.015, 0,02 или 0,03 для узких линий и 0,05 для широкая линия. Не показывайте контактные площадки для микросхем, если у вас нет соответствующих аппликации. Добавление колодок к тем отверстиям, которые присоединяются к печатному проводнику. пути в C и C были бы вполне подходящими.

Эта задача вряд ли уместится на листе 8,5 X 11 дюймов, если масштаб 1 дюйм. = 0,30 дюйма. Масштаб 3/8 дюйма = 0,10 дюйма или 5: 1 (1 дюйм = 0,20 дюймов) потребует использования листа 11 X 17.

4. Нарисуйте печатную плату 2 X 2 дюйма, показанную на РИС. 33b в четыре раза фактический размер. Затем завершите расположение компонентов схемы. диаграмма, показанная на фиг. 35а. Покажите необходимую проводку (скрытыми линиями с другой стороны платы) для согласования с принципиальной схемой. Добавьте примечания, как того требует ваш инструктор. Альтернативное решение могло бы нарисовать зеркало im
возраста платы и положить компоненты как скрытые детали и проводка в качестве сплошной.Используйте бумагу 11 X 17 или 12 X 18. Типичный размеры компонентов: резисторы 0,14 X 0,30 дюйма; конденсаторы, 0,20 X 0,80 в.; и транзисторы диаметром 0,37 дюйма. Это также можно использовать как проблема с разводкой печатной платы.


РИС. 33 (Проб. 2.) Пленка на печатной плате № 117 с печатной проводкой.


РИС. 34 (Проб. 3.) Детальный чертеж печатной платы № 211. Электропроводка также показана компонентная сторона этой платы.


РИС.35 (Вероятн. 4.) Принципиальная схема (а) и предлагаемая компоновка (б) для разводки проводов или печатной платы.

5. РИС. 36 показывает предварительную компоновку печатной платы, которая должна содержат схему свип-генератора. Сравните компоновку со схемой диаграмма (без точечной системы) для улучшения макета. Сделайте мастер печатной платы макет (внешние размеры 2,20 X 2,40 дюйма) в масштабе 4: 1 или 5: 1. Используйте 0,10-сеточную систему для размещения компонентов, размеры которых: резисторы, 0.25 X 0,09 дюйма, за исключением того, что R составляет 0,375 X 0,09 дюйма; конденсаторы, 0,422 X 0,135 в.; L 0,400 X 0,15 дюйма; и диод, максимум 0,275 X 0,105 дюйма. Используйте 0,062 дюйма. проводники с минимальным расстоянием 0,031 дюйма, если только ваш инструктор указывает иное. Используйте бумагу размером 8х11.


РИС. 36 (Вероятн. 5.) Принципиальная схема и предварительное расположение компонентов платы для генератора развертки.


РИС. 37 (Вероятн. 6.) Принципиальная схема сброса таймера.Основные размеры компонентов показаны ниже.


РИС. 38 (Вероятность 7.) Проблема с печатным монтажом дифференциального усилителя. схема.

6. Схема цифрового таймера схематически показана на фиг. 37. Сделайте предварительный эскиз проводки, эскиз компоновки компонентов и окончательный изображение печатной платы для этой схемы. Расположите все входы с одной стороны, пальцы на расстоянии 5,08 мм (0,20 дюйма) друг от друга. Используйте 2,54-мм (0,10 дюйма.) сетка. Пусть токопроводящие дорожки будут иметь ширину 1,57 мм (0,062 дюйма) с минимальным расстояние 0,80 мм (0,031 дюйма) между путями и внешними путями и краем доски. Форму и размер доски определяет студент или инструктор, как и весы. Клеммные колодки должны быть 3,18 мм (0,125 дюйма). диаметром с отверстиями диаметром 1 мм (0,040 дюйма). Однако DIP будет использоваться стандартное расстояние между выводами 2,54 мм (0,10 дюйма). Размеры компоненты показаны в миллиметрах.Джемперы разрешены.

7. РИС. 38 включает элементарную схему и предлагаемую компоновку деталей для дифференциального усилителя. Сделайте масштабный чертеж финала мастер-рисунок по выкройке. Допускается максимум четыре прыгуна. На нижнем рисунке показана сторона подключения одной компоновки компонентов. Диаметр транзистора составляет 0,360 ± 0,0 10 дюйма, а размеры резистора диаметр 0,093 X 0,375 дюйма. Постарайтесь получить приемлемый рисунок на доска размером не более 3.00 X 2,00 дюйма. Предварительные эскизы от руки предлагаются. Если вы не можете получить приемлемый узор с предложенными расстановка компонентов, сделайте свою аранжировку. Диаметры отверстий 0,032 дюйма. Клеммные колодки имеют диаметр 0,125 дюйма. Используйте провод 0,062 дюйма пути с минимальным расстоянием 0,031 дюйма. Показать регистрационные метки и булавку нет. 1 (верхний штифт) и пометьте плату PCB 46. Если у вас нет ленты, вас могут попросить нарисовать путь прохождения сигнала одной или двумя жирными линиями. параллельные линии.Используйте бумагу 8 х 11. Покажите одно критическое измерение.


РИС. 39 (Вероятность 8.) Схема пикового детектора видеосигнала. Основные размеры большинство компонентов показаны ниже.

8. РИС. 39 показана принципиальная схема видеопикового детектора. Размеры компонентов указаны в миллиметрах. Сделайте набросок физического расположения компонентов, на которых будет размещаться печатный схему на плате минимального размера. Переключатель будет прикреплен к плате проводами.Он будет установлен в другом месте. Затем нарисуйте мастер-макет, используя ширина токопроводящей дорожки 0,787 или 1,02 мм, за исключением более широкого пути + 12. Используйте масштаб 2: 1 для бумаги 8,5 X 11 или 4: 1 для бумаги 11 X 17. Сделать колодки диаметром 1,58 мм с отверстиями диаметром 0,64 мм, кроме выводов для переключения, для чего потребуются отверстия большего размера. См. Размеры в таблице 1. компонентов. Джемперы разрешены.

Как нарисовать и разработать схему печатной платы

Принципиальная схема — это логическое и визуальное представление электрической цепи.Это самый первый шаг в разработке электронного продукта. Раньше конструкторы рисовали принципиальную схему на бумаге. Теперь они начали использовать инструменты проектирования печатных плат (M-CAD и E-CAD), которые упростили процесс проектирования. Разработчикам рекомендуется следовать стандартным схемам, чтобы иметь хорошо структурированный и безошибочный дизайн.

Сегодня дизайнеры используют множество инструментов EDA (автоматизации проектирования электроники), таких как Altium, Allegro, Pads, Kicad, Tinycad, Express PCB и так далее. Эти инструменты проектирования гарантируют, что схемные схемы не содержат ошибок, поскольку они постоянно отслеживают логические ошибки и ошибки соединений.Разработчикам необходимо следовать стандартным правилам проектирования, чтобы схема была машиночитаемой.

В этой статье мы рассмотрим следующие моменты:

Какое значение имеет принципиальная схема? Схема

— один из важных аспектов проектирования печатной платы. Хорошая схема представляет собой хорошо структурированную принципиальную схему, четко отображающую электрические соединения между различными электронными компонентами. Следует также отметить, что технически правильная, но перегруженная схема все равно плохая, поскольку может сбить с толку дизайнеров.Схемы могут быть чрезвычайно ценным инструментом для поиска и устранения неисправностей, поскольку они отслеживают соединения в цепи.

Рекомендации по построению принципиальной схемы печатной платы

Для успешного проектирования следуйте этим стандартным схемам.

Выбор размера страницы

Большинство инструментов дизайна предлагают разные размеры страниц. Как правило, инструменты выбирают размер страницы как A4. Однако следует отметить, что также доступны различные другие размеры страниц.Дизайнеры должны выбирать размер, исходя из размера их схемотехники.

Соглашение об именах страниц

Логические блоки схемы должны быть разделены страницами. Страницы могут быть названы с использованием букв A, B, C и так далее. Таким образом мы можем расположить страницы в алфавитном порядке. Пример такого соглашения об именах показан ниже.

  • A_Блок-схема
  • B_P Электроснабжение
  • Интерфейс C_ MCU
  • Интерфейс D_Memory
  • E_ История изменений

Блок-схемы и история изменений часто игнорируются большинством дизайнеров для экономии времени.Однако они могут быть очень полезны другим дизайнерам, пытающимся разобраться в схеме. Большинство организаций, работающих с продуктами, требуют соблюдения всех таких протоколов и правил.

Настройка сетки

Хотя это не является прямым требованием разработчика, инструмент должен иметь некоторые ссылки. Следовательно, используется сеточная система. Наличие сеток помогает дизайнеру правильно ссылаться на детали и устанавливать их соединение. Компоненты цепи и соединения всегда должны находиться в сети, это помогает при проверке цепей во время анализа.

Основная надпись страницы

Блок заголовка страницы находится в нижнем колонтитуле страницы схемы соединений. Рекомендуется заполнить все необходимые данные, такие как размер страницы, дату обновления, редакцию, номер документа, название / функцию схемы и заявление компании об отказе от ответственности. Пример основной надписи показан ниже.

Основная надпись на схеме

Разработчикам необходимо написать необходимые комментарии по схемотехнике. Примечания могут быть написаны как на независимых документах, так и на схемах.Как правило, для сложных проектов примечания предоставляются на отдельной странице. Примерами примечаний могут быть статус перемычки, ограничения / рекомендации по компоновке печатной платы и так далее. Схему с примечаниями можно увидеть ниже.

Схема с примечаниями и комментариями

История изменений

История изменений содержит изменения, внесенные в конструкцию. В этом документе содержится такая информация, как дата и описание внесенных изменений, имя автора и рецензента, а также комментарии к рецензии, если таковые имеются.История изменений обычно размещается на первой или последней странице схемы. Пример истории изменений схемы показан ниже.

История изменений схемы

Содержание схематического документа

В оглавлении перечислены темы, представленные в схематическом документе. Наличие этой страницы помогает дизайнерам легко найти конкретный модуль в сложной и большой конструкции. Это можно пропустить, если дизайн небольшой и простой. Пример ToC приведен ниже.

Содержание схематического документа

Блок-схема

Блок-схема представляет различные модули в конструкции и потоке сигналов. Это очень помогает рецензенту понять дизайн для целей рецензирования. Пример схематической блок-схемы можно увидеть ниже.

Блок-схема схемы

СКАЧАТЬ НАШЕ РУКОВОДСТВО ПО ДИЗАЙНУ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ:

Иерархическая схема

Если проект сложный и содержит много модулей, предпочтительнее иметь иерархический дизайн.Иерархическая схема четко отображает поток сигналов от одного модуля к другому, как показано ниже. Подробный вид каждого модуля можно получить, щелкнув соответствующий модуль в иерархической схеме.

Иерархическая схема

Обозначение компонента

В таблице ниже показаны названия обычно используемых электронных компонентов и их соответствующие условные обозначения, используемые в любой схеме. Обозначения присвоены согласно стандарту IEEE.Рекомендуется называть компоненты его стандартными позиционными обозначениями. Кроме того, для обозначения условных обозначений всегда используйте заглавные буквы.

Компонент Условное обозначение Компонент Условное обозначение Компонент Условное обозначение
Резистор R Штекер / разъем P / CON Блок питания PS
Конденсатор C Перемычка Jp Кристалл X или Y
Диод / светодиод D Кабель / провод W Генератор OSC
Стабилитрон Z Контрольная точка Tp Радиатор H
Сеть резисторов Rn Реле K Fiducial Fd
Индуктор / шарик L Предохранитель F Зуммер / громкоговоритель LS
IC (Интегральная схема) U / IC
Переключатель SW Аккумулятор BT

Генерация символов

Принципиальная схема состоит из различных типов компонентов, таких как активные компоненты, пассивные компоненты и соединители.Активные компоненты включают транзисторы, диоды, логические вентили, микросхему процессора, FPGA, операционные усилители и т. Д. Такие компоненты, как конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы, называются пассивными устройствами. Не рекомендуется создавать новые символы, если символ для этого компонента отсутствует в стандартной библиотеке.

Чтобы узнать больше, прочтите статью «Как создать библиотеку схем и символов в KiCad».

Резисторы Резисторы

могут быть представлены двумя разными способами, как показано ниже.Дизайнеры должны позаботиться о единообразии используемых символов.

Условные обозначения резисторов

Единица измерения сопротивления — Ом, обозначается символом «Ω». Иногда символ «Ω» можно заменить буквой «E». Дизайнеры должны гарантировать, что единообразное представление единиц должно соблюдаться во всем проекте. Все необходимые данные о компонентах необходимо ввести в средство проектирования. Это упрощает создание спецификации (ведомости материалов) в конце проектирования.

Поляризованные и неполяризованные конденсаторы

Конденсаторы имеют две клеммы: положительную и отрицательную. Обратите внимание на полярность этих клемм. Ошибка полярности вывода конденсатора может привести к взрыву. На рисунке ниже показаны символы конденсаторов по стандартам IEEE.

Конденсаторы поляризованные и неполяризованные

Разработчики также должны убедиться, что номера выводов, присвоенные символам, должны точно соответствовать компоновке посадочного места.

Также ознакомьтесь с разделом «Дефекты производства печатных плат, вызванные неровностями поверхности».

Транзисторы

Транзистор — это трехконтактный полупроводниковый прибор. Клеммы бывают базовыми, коллекторными и эмиттерными. Разработчики всегда должны обращаться к таблице данных компонента при сопоставлении контактов в компоновке посадочного места с условным обозначением схемы.

Обозначение транзистора с номерами выводов

При создании символов важно ввести описание компонента.Это очень полезно для использования в будущем или когда деталь устарела и ее необходимо заменить. Наличие этих деталей в спецификации улучшает читаемость. Два изображения ниже показывают полностью заполненные поля описания символа транзистора.

Условное обозначение транзистора

Описание символа компонента (Изображение предоставлено Altium)

Операционный усилитель

Очень важно создать символ операционного усилителя в соответствии со стандартами IEEE.Многие дизайнеры часто рисуют операционный усилитель для удобства, что имеет тенденцию терять удобочитаемость. Это может произойти из-за отсутствия понимания и опыта работы со схемами САПР.

Символ операционного усилителя

При создании символа рекомендуется, чтобы все входные контакты были слева, а все выходные контакты — справа. Точно так же контакты питания и заземления можно разместить вверху и внизу соответственно. На изображении показаны входные контакты 2 и 3, выходные контакты 4, выводы питания и заземления 7 и 4 соответственно.

Дизайнеры должны быть осторожны при переворачивании или изменении ориентации символа. Когда мы это делаем, есть большая вероятность, что положительные и отрицательные клеммы поменяются местами. Следовательно, необходимо внимательно сверить каждый символ с таблицей данных производителя.

Неоднородное схематическое обозначение

Сложные устройства, такие как FPGA, память, микропроцессор, называются гетерогенными компонентами. Эти компоненты имеют большое количество различных типов контактов, таких как линии данных, входы / выходы, адресные линии, линии управления и линии питания.Чтобы сохранить ясность и удобочитаемость, ожидается, что дизайнеры должны создать несколько компонентов одного пакета, таких как UxA, UxB, UxC и UxD. Пример такого разнородного схематического обозначения компонента приведен ниже.

Неоднородное схематическое обозначение компонента

Обозначения питания и заземления

Символы контактов питания и заземления показаны ниже.

Символы питания и заземления

Всегда рекомендуется обозначать напряжения знаком «+», поскольку на плате могут присутствовать отрицательные напряжения.Разработчики должны следовать стандартным и последовательным соглашениям для представления уровней напряжения и их сечения внутри кремния. Например, + 3.3V_IO, + 3.3V_DG, + 3.3V_AN + 1.8V_Core, + 1.2V_LVCore, + 2.5_Vref и т. Д.

Точно так же на доске могут быть разные типы оснований. Символы показаны ниже.

Различные типы обозначений заземления

Сетевые соединения

Если у вас есть два провода, которые образуют соединение и разделяют электрическое соединение, на этом пересечении должна быть точка соединения.Это стандартная практика для каждого схематического дизайна.

Сетевое соединение в схематическом исполнении

Условные обозначения сетевых этикеток

Цель схемы — сделать вашу схему более понятной для проектировщиков. Следует свести к минимуму количество ненужных сетевых подключений. Это обычно наблюдается при нанесении символа интегральной схемы (ИС) на схему.

Вместо того, чтобы рисовать десятки цепей повсюду, дизайнеры указывают имя цепи для определенного вывода, который связан с контактом на другом устройстве.Эти булавки будут иметь то же имя. Предполагается, что выводы с тем же именем подключены. Это улучшает читаемость схемы. На изображении ниже показан ряд именованных сетей.

Соглашение о маркировке сети

Указания по маркировке на сетке

Когда цепи подключаются на одной странице напрямую к другой IC, именование сетей не требуется. Однако, если сеть должна быть подключена к ИС, которая присутствует на другой странице, вам потребуется назвать ее.

Дизайнеры могут следовать этим простым правилам при именовании сетей:

  • Имена сигналов всегда должны быть написаны в верхнем регистре и должны располагаться непосредственно над цепью.
  • Избегайте длинных имен. Желательно, чтобы имена могли состоять максимум из 4 букв.
  • Опишите активные низкие или высокие сигналы с помощью верхней панели. Пин с верхней полосой считается активным нижним пином.
  • Открытые цепи / соединения следует удалить.
Внешнее соединение

Чтобы улучшить читаемость, разработчики обычно называют цепи на схеме. Это отлично работает, когда сигнал должен быть подключен на той же странице. Если есть требование подключить цепь к выводу, который присутствует на другой странице, следует использовать символ межстраничного соединителя.

Представление потока сигналов

На странице схемы соединений сигнал проходит слева направо. Все соединения питания и заземления показаны вверху или внизу страницы. Дизайнерам рекомендуется помнить об этом и соответствующим образом хранить компоненты.

Размещение компонентов

Размещение компонентов в схеме — одна из важных задач. Инженер-компоновщик будет обращаться к схеме вместе с файлами сборки, чтобы разместить компоненты.Слева показано параллельное соединение конденсаторов. Как видим, читаемость схемы не на должном уровне.

Параллельное соединение конденсаторов в схеме

Для улучшения читаемости подключение может быть выполнено, как показано ниже.

Предпочтительное параллельное соединение конденсаторов в схеме

Также прочтите, Как размещать компоненты в KiCad.

Размещение кристаллов

Кристалл на схеме всегда размещается так, как показано ниже.Компоненты, подключенные к кристаллу, всегда размещаются рядом с ним, так как сигналы могут быть высокочастотными.

Размещение кристалла в схеме

Чек DRC

Проверка правил проектирования (DRC) — это интеллектуальная функция, предлагаемая программным обеспечением САПР для проверки как логической, так и физической целостности проекта. Проверки выполняются на соответствие всем действующим правилам проектирования и могут выполняться в режиме онлайн по мере разработки.

Проверка списка соединений

Список соединений создается, когда схематический проект завершен и готов для импорта в компоновку.Файлы списка соединений могут иметь два разных расширения (.mnl и .txt). Файл .mnl машиночитаем. Файл .txt отображает все соединения / цепи между выводами компонентов. Рекомендуется проверять сети вручную, чтобы избежать ошибок проектирования.

Также прочтите, Gerber, ODB ++ и другие файлы проектирования печатных плат, требуемые производителем.

Спецификация

В настоящее время инструменты САПР предоставляют ключевую функцию, называемую созданием спецификации. Полная и достаточная спецификация может быть создана только в том случае, если дизайнеры предоставили все входные данные в инструментах при создании или импорте компонентов из библиотеки.Входными данными для спецификации могут быть MPN (производственный номер детали), пакет, название поставщика, номер детали поставщика и т. Д. При создании символа рекомендуется предоставить всю необходимую информацию.

Контрольный список схем

Контрольный список схемы — это наиболее часто игнорируемый пункт при создании схемы. Это больше связано с процессом организации, который основан на прошлом опыте проектирования. Наличие контрольного списка позволяет избежать ошибок в схеме и сделать конструкцию надежной.Ниже приведен контрольный список.

  • Нумерация контактов и метки должны быть проверены для каждого компонента в соответствии с техническими данными.
  • Необходимо проверить полярность для всех поляризованных компонентов.
  • Проверьте, не совпадают ли метки и номера контактов.
  • Проверьте выводы базы, коллектора и эмиттера всех транзисторов с помощью таблицы данных, условного обозначения и посадочного места.
  • Подтвердите значение, ссылочные позиции и расположение компонента.
  • Убедитесь, что присутствуют описания схематических символов. (MPN, название поставщика, номер детали поставщика и т. Д.).
  • Проверьте коннекторы вне страницы.
  • Ищите ссылку между листами.
  • Разделительный конденсатор проверяет все микросхемы, разделение контактов заземления в зависимости от типа сигнала (аналоговый, цифровой, сигнальный, заземляющий).
  • Спецификация проверяет количество и номер детали.

Когда проектировщик рисует схему в инструменте САПР, следует отметить, что схематический проект — это входные данные для дизайнера компоновки.Разработчик макета ожидает, что схема будет безошибочной, чтобы макет был хорошо структурированным и точным.

Посетите нашу страницу производства печатных плат и узнайте больше о наших услугах. Дайте нам знать, если вам что-то еще нужно относительно схем, в разделе комментариев.

СКАЧАТЬ РУКОВОДСТВО ПО DFM:

Схема и компоновка печатной платы

Дизайн печатных плат

начинается со схемы.Схема дизайна печатной платы может быть описана как принципиальная схема или функциональная схема электронных схем. Символы используются для обозначения компонентов и показывают, как они электрически соединены. Это графическое представление электронной схемы создается до фактического макета схемы. Когда схема будет утверждена для надлежащей проектной функциональности, можно начинать компоновку печатной платы.

VPI Technology Group предлагает услуги по проектированию макетов печатных плат штатными разработчиками печатных плат из США, имеющими большой опыт.Они могут взять вашу схему и создать качественные макеты печатных плат. В качестве альтернативы наш инженерный персонал может создать схемы и электрические схемы на основе требований вашей системы или продукта.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о наших услугах по компоновке печатных плат и дизайну печатных плат или позвоните нам по телефону 801-260-4065, чтобы начать работу над вашим следующим проектом дизайна печатной платы. VPI Technology — ваш надежный поставщик услуг по проектированию, компоновке, прототипам и изготовлению печатных плат под ключ.

Вы разрабатываете новый продукт и нуждаетесь в печатной плате?

Многие компании доверили VPI проектировать и разрабатывать свои новые электронные продукты, для которых требуется печатная плата. На основе спецификаций вашего продукта VPI может создать электрические конструкции, схемы, макеты печатных плат, прототипы, окончательные проекты и помочь вам преобразовать ваш новый продукт от концепции до готового продукта на рынке. Узнайте больше о том, как мы разрабатываем новую электронику здесь.

Создание эффективной стратегии проектирования печатной платы

Составление схемы — важный шаг на ранних этапах разработки электронного продукта.Знание того, что представляют собой различные компоненты и межсоединения и как они связаны друг с другом, помогает затем создать успешную компоновку печатной платы и рабочий дизайн.

Создание проекта печатной платы без схемы может быть выполнено, но это не рекомендуется. Если вы думаете о схеме как о чертеже вашего дома, а о печатной плате как о конструкции дома, вы поймете, что правильное продумывание создания схемы перед завершением макета печатной платы сэкономит время и деньги.

Также важно определить подходящий размер и механические требования к печатной плате, а также плотность компонентов, чтобы электронные схемы могли удобно разместиться в пределах доступной площади платы. Необходимо учитывать зазор между самыми высокими компонентами, прокладку внутренних жгутов кабелей и проводов, стратегическое расположение разъемов и, конечно же, процедуры сборки. Наше программное обеспечение для 3D-моделирования поможет смягчить проблемы, которые могут возникнуть, если эти элементы не будут тщательно продуманы и внедрены в конструкцию печатной платы.

Одна из распространенных проблем, с которыми сталкиваются инженеры-электрики, — это прохождение нормативных испытаний и сертификации, таких как FCC Part 15. Обеспечение надлежащих заземляющих поверхностей и достаточного количества слоев для вашей платы наряду с другими мерами защиты от электромагнитных помех может снизить проблемы перепроектирования и дорогостоящие производственные затраты.

Добавление контрольных точек и диагностических разъемов для проверки работоспособности вашей печатной платы также необходимо учитывать в процессе проектирования. Эти меры помогут в проверке каждой платы, сходящей с конвейера.

Команда опытных разработчиков печатных плат

Опытная команда разработчиков и инженеров печатных плат компании

VPI предоставит вам ресурсы, необходимые для перехода на новый уровень вашего проекта печатной платы. Келли Вигингтон, директор нашей группы разработчиков печатных плат, обладает более чем 30-летним опытом компоновки и проектирования печатных плат. Кроме того, все члены нашей команды сертифицированы IPC, что обеспечивает высочайшее качество проектирования вашего проекта печатной платы.

Для оценки вашего следующего проекта дизайна печатной платы заполните нашу форму макета и дизайна печатной платы, и один из наших опытных членов команды разработчиков печатных плат свяжется с вами своевременно.

Услуги по проектированию и компоновке печатных плат

Специалисты по проектированию печатных плат

VPI являются экспертами в области программного обеспечения Altium Designer и Cadence Allegro. Однако мы также поддерживаем другие устаревшие форматы (перечисленные ниже). У нас есть опыт перевода между наиболее популярными форматами данных, если это необходимо. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, чтобы обсудить, как мы можем наилучшим образом удовлетворить ваши потребности в компоновке и дизайне печатной платы.

Возможности программного обеспечения для печатной платы

VPI PCB Design может завершить захват схемы и разводку печатной платы в нескольких различных форматах программного обеспечения, включая:

  • Altium Designer
  • Cadence OrCAD / Allegro
  • Устаревший PCAD
  • Eagle (преобразование Altium)

Возможности проектирования печатных плат с обширным опытом проектирования

VPI PCB Design — ведущий поставщик услуг по компоновке и дизайну печатных плат.Благодаря нашему персоналу, имеющему более 60 лет опыта в области проектирования и компоновки печатных плат, мы хорошо подготовлены к решению ваших задач по проектированию печатных плат. У нас есть опыт проектирования многих типов печатных плат, начиная от простых и заканчивая сложными.

  • Жесткие и гибкие схемы
  • Специальная схема
  • Защита от электромагнитных помех
  • Конструкция высокоскоростного сигнала
  • Контроль дифференциального сопротивления
  • Компоновка BGA с мелким шагом
  • Конструкции для высокого тока / напряжения
  • Чувствительные аналоговые схемы
  • Конструкция с учетом технологичности
  • Дизайн для проверки
  • 3D моделирование

Свяжитесь с VPI Technology, чтобы получить услуги по компоновке и дизайну печатных плат.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о наших современных услугах по проектированию печатных плат или запросите коммерческое предложение для получения прямой информации о ценах сегодня.VPI Technology — ваш главный ресурс, предлагающий качественные услуги по проектированию печатных плат, включая форматы проектирования печатных плат Altium и Cadence.

10 простых шагов для проектирования печатной платы

Altium Designer

| & nbsp Создано: 31 августа 2018 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 25 сентября 2020 г.

Нелегко понять, как проектировать печатные платы, но правильное программное обеспечение для проектирования печатных плат может иметь большое значение.Другие инженеры потратили время на изучение искусства проектирования печатных плат, и вы можете извлечь пользу из их опыта. Если вы новичок в проектировании печатных плат и все еще учитесь создавать собственные печатные платы в Altium Designer ® , мы собрали 10 важных шагов, которые вы можете использовать для создания современных макетов печатных плат практически для любого приложения.

В любую спроектированную конструкцию входит многое, от базовой печатной схемы до сложной нежесткой печатной платы. Любое новое электронное устройство начинается с блок-схемы и / или набора электронных схем.После того, как вы закончите и подтвердите свою схему, вы можете выполнить следующие шаги, чтобы создать современные макеты печатных плат в Altium Designer. Вот полный список этапов компоновки и проектирования печатной платы:

  1. Создание схемы
  2. Создайте пустую компоновку печатной платы
  3. Захват схемы
  4. : подключение к печатной плате
  5. Разработка стека печатных плат
  6. Определение правил проектирования и требований DFM
  7. Размещение компонентов
  8. Вставить отверстия для сверления
  9. Следы маршрута
  10. Добавить метки и идентификаторы
  11. Создание файлов проекта

Как спроектировать печатную плату за 10 шагов

При разработке печатной платы иногда может казаться, что создание окончательного дизайна будет долгим и трудным.Будь то основы микроменеджмента вашей меди и припоя, или попытка убедиться, что ваша печатная плата в конечном итоге будет напечатана, или решение более конкретных проблем проектирования, таких как технология сквозных отверстий или проектирование макета с переходными отверстиями, контактными площадками и любым количеством проблемы с целостностью сигнала, убедитесь, что у вас есть подходящее программное обеспечение для проектирования.

Если вы занимаетесь этим десятилетиями, вам не нужно, чтобы я рассказывал вам, насколько ценно знание вашего программного обеспечения для проектирования для правильного проектирования печатных плат.Разметка трасс для разводки и размещения меди или управление слоем, необходимым для пайки, может стать трудным без точной и надежной интеграции от захвата схемы до разводки.

Несмотря на то, что Altium Designer представляет собой обширную программу, пользовательский опыт очень полезен как для новых, так и для опытных разработчиков печатных плат. Он предлагает среду проектирования, созданную с нуля для упрощенного процесса проектирования пользовательских плат в единой унифицированной среде компоновки печатных плат.

Шаг 1. Создайте схему

Создаете ли вы свой дизайн по шаблону или создаете печатную плату с нуля, вероятно, лучше всего начать со схемы. Ваша схема похожа на чертежи вашего нового устройства, и важно понимать, что показано на ваших схемах. Во-первых, ваши схемы показывают вам следующее:

  • Какие компоненты используются в вашем дизайне
  • Как компоненты соединяются вместе
  • Отношения между группами компонентов в различных схемах

Последний пункт выше очень важен, поскольку в сложных проектах могут использоваться иерархические схемы.Вы можете добиться значительной организации в своей новой плате, если вы примените иерархический подход к своему дизайну и разместите разные блоки схемы в разных схемах. Вы можете узнать больше о ценности хорошо разработанных схем от Карла Шаттке в подкасте OnTrack.

Редактор схем в Altium Designer

Не только легче определять и редактировать взаимосвязь схем, но и преобразовывать схему в макет платы намного проще, чем проектировать непосредственно на плате.Что касается компонентов, в Altium Designer есть обширная база данных библиотек компонентов. Кроме того, вы можете использовать Altium Vault, который обеспечивает доступ к тысячам библиотек компонентов и добавляет гибкости в управление проектами и разработку продуктов. Однако вы также можете разработать свои собственные схематические символы и создать посадочные места. Или, если вы хотите создать деталь для вас, попробуйте услугу Altium EE Concierge.

Шаг 2: Создайте пустую компоновку печатной платы

После того, как вы создали свою схему, вам нужно будет использовать инструмент захвата схемы в Altium Designer, чтобы импортировать компоненты в пустую компоновку печатной платы.Сначала создайте пустой документ печатной платы, который будет генерировать файл PcbDoc. Это делается из главного меню Altium Designer, как показано ниже.

Запуск нового проекта печатной платы в Altium Designer

Если форма печатной платы, размеры и набор слоев для вашей платы уже определены, вы можете установить их сейчас. Если вы не хотите выполнять эти задачи сейчас, не волнуйтесь, форма, размер и набор слоев вашей доски (см. Шаг 4 ниже) могут быть изменены позже.Информация о схемах становится доступной для PcbDoc путем компиляции SchDoc. Процесс компиляции включает в себя проверку дизайна и создание нескольких ваших проектных документов, которые позволяют вам проверить и исправить дизайн до передачи в PcbDoc, например, тех, что показаны ниже. На этом этапе настоятельно рекомендуется просмотреть и обновить параметры проекта, которые используются для создания информации PcbDoc.

Варианты проекта для преобразования в печатную плату

Шаг 3: Захват схемы: подключение к печатной плате

Все инструменты Altium Designer работают в единой среде проектирования, где схема, макет печатной платы и спецификация взаимосвязаны и доступны одновременно.Другие программы заставляют вас вручную компилировать данные схемы, но Altium Designer делает это автоматически, пока вы создаете свой проект. Чтобы передать информацию SchDoc во вновь созданный PcbDoc, нажмите Design »Update PCB {Filename of your new PCB} .PcbDoc. Откроется диалоговое окно Engineering Change Order (ECO) со списком всех компонентов и цепей из схемы, аналогичное приведенному ниже.

Пример заказа на технические изменения

Проверьте изменения (добавление информации SchDoc в проект без ошибок), щелкнув вкладку «Проверить изменения».Если статус всех элементов зеленый, щелкните вкладку «Выполнить изменения». Чтобы завершить процесс, закройте диалог.

Шаг 4. Проектирование стека печатных плат

Когда вы переносите информацию о схеме в PcbDoc, посадочные места компонентов отображаются в дополнение к указанному контуру платы. Перед размещением компонентов вы должны определить компоновку печатной платы (то есть форму, набор слоев) с помощью диспетчера слоев слоев, показанного ниже.

Если вы новичок в мире проектирования печатных схем, большинство современных концепций проектирования печатных плат начнутся с четырехслойной платы на FR4, хотя вы можете определить любое количество слоев в Altium Designer.Вы также можете воспользоваться библиотекой стека материалов; это позволяет вам выбирать из целого ряда различных ламинатов и уникальных материалов для вашей печатной платы.

Определение стека слоев

Если вы работаете над высокоскоростной / высокочастотной конструкцией, вы можете использовать встроенный профилировщик импеданса, чтобы обеспечить контроль импеданса на вашей плате. Инструмент профиля импеданса использует встроенный решатель электромагнитного поля от Simberian, чтобы адаптировать геометрию ваших графиков к целевому значению импеданса.

Определение профиля импеданса для разводки в конструкции высокоскоростной печатной платы

Шаг 5: Определение правил проектирования и требований DFM

Количество категорий правил проектирования печатных плат очень велико, и вам может не потребоваться использовать все эти доступные правила для каждого проекта. Вы можете выбрать / отменить выбор отдельных правил, щелкнув правой кнопкой мыши соответствующее правило из списка в редакторе правил и ограничений платы ниже.

Редактор правил и ограничений для плат в Altium Designer

Правила, которые вы используете, особенно при производстве, должны соответствовать спецификациям и допускам для оборудования вашего производителя печатной платы.Передовые конструкции, такие как конструкции с контролируемым импедансом и ряд высокоскоростных / высокочастотных схем, могут потребовать очень специфических правил проектирования, которые необходимо соблюдать, чтобы гарантировать правильную работу вашего продукта. Всегда проверяйте спецификации компонентов на соответствие этим правилам проектирования. При необходимости вы можете создать новые правила проектирования, следуя инструкциям мастера правил проектирования Altium Designer.

Мастер правил проектирования печатных плат в Altium Designer

Altium Designer будет обрабатывать ваши пользовательские правила проектирования так же, как встроенные правила проектирования.Когда вы размещаете компоненты, переходные отверстия, просверливаемые отверстия и трассы, единый механизм проектирования в Altium Designer автоматически проверяет компоновку на соответствие этим правилам и визуально помечает вас в случае нарушения.

Шаг 6: Размещение компонентов

Altium Designer обеспечивает большую гибкость и позволяет быстро размещать компоненты на печатной плате. Вы можете настроить автоматическое расположение компонентов или разместить их вручную. Вы также можете использовать эти параметры вместе, что позволит вам воспользоваться преимуществами скорости автоматического размещения и убедиться, что ваша плата размещена в соответствии с хорошими рекомендациями по размещению компонентов.Дополнительная расширенная функция этой последней версии Altium Designer — это возможность упорядочивать компоненты в виде групп. Вы можете определить эти группы в компоновке печатной платы, или вы можете определить группы на схеме, используя режим перекрестного выбора, который доступен из меню Инструменты.

Размещение компонентов с использованием режима перекрестного выбора

Шаг 7: Вставьте отверстия для сверления

Перед тем, как разводить дорожки, рекомендуется просверлить отверстия (монтажные и переходные).Если ваш проект сложен, вам может потребоваться изменить по крайней мере некоторые из переходных отверстий во время трассировки трассировки. Это легко сделать в диалоговом окне «Свойства», показанном ниже.

Диалог параметров сверления отверстий

Ваши предпочтения здесь должны основываться на технических характеристиках конструкции для производства (DFM) вашего производителя печатной платы. Если вы уже определили требования DFM вашей печатной платы как правила проектирования (см. Шаг 5), Altium Designer будет автоматически проверять эти правила, когда вы размещаете переходные отверстия, просверливаете отверстия, контактные площадки и дорожки в макете.

Шаг 8: Трассы маршрута

После того, как вы разместили компоненты и любые другие механические элементы, вы готовы провести трассировку. Обязательно соблюдайте правила маршрутизации и используйте инструменты Altium Designer для упрощения процесса, такие как выделение цепей и цветовое кодирование с помощью маршрутизации, как показано ниже.

Цветовая кодировка через маршрутизацию

Altium Designer включает ряд важных инструментов, которые помогут сделать вашу маршрутизацию проще и продуктивнее.У вас будет доступ к мощному автотрассировщику и инструментам автоматической интерактивной трассировки. Эти инструменты будут работать с несколькими сетями одновременно, что упрощает одновременную трассировку большого количества трасс.

Шаг 9: Добавьте метки и идентификаторы

После проверки макета печатной платы вы можете добавлять на плату ярлыки, идентификаторы, маркировку, логотип или любые другие изображения. Рекомендуется использовать ссылочные идентификаторы для компонентов, так как это поможет при сборке печатной платы. Также включите индикаторы полярности, индикаторы контакта 1 и любые другие метки, которые помогут идентифицировать компоненты и их ориентацию.Что касается логотипов и изображений, лучше всего проконсультироваться с производителем вашей печатной платы, чтобы убедиться, что вы используете читаемые шрифты.

Этикетки добавлены к шелкографии

Шаг 10: Создание файлов проекта

Прежде чем создавать документы производителя, всегда полезно проверить макет печатной платы, запустив проверку правил проектирования (DRC). Altium Designer будет делать это автоматически при компоновке компонентов и маршрутизации проекта, но никогда не помешает запустить другой DRC вручную.Если ваша плата прошла проверку, значит, вы готовы опубликовать результаты от производителя.

После того, как ваша плата прошла окончательный DRC, вам необходимо сгенерировать файлы дизайна для вашего производителя. Файлы дизайна должны включать всю информацию и данные, необходимые для создания вашей платы; включая любые примечания или особые требования, чтобы ваш производитель четко понимал, что вам нужно. Для большинства производителей вы сможете использовать набор файлов Gerber, как показано ниже; однако некоторые производители предпочитают другие форматы файлов САПР.

Набор надфилей Gerber

Выполнив описанные выше шаги, процесс создания комплексного дизайна станет таким же простым, как сосчитать до десяти. Подобный систематический подход гарантирует, что все аспекты вашего дизайна учтены неотъемлемо во время процесса, с минимальной необходимостью повторять ваши шаги.

Altium Designer — это расширенный пакет проектирования и разработки печатных плат, который предоставляет вам множество инструментов для упрощения сложных задач проектирования.Но обсуждаемые здесь функциональные возможности и возможности — это лишь малая часть того, что вам доступно. Чтобы изучить эти и другие варианты, протестируйте программу самостоятельно с помощью бесплатной пробной версии. Для получения дополнительной информации о проектировании печатной платы с помощью Altium Designer обратитесь к эксперту по проектированию печатных плат Altium Designer. Вы также можете продолжить свое учебное путешествие, послушав подкаст Altium.

Печатная плата

Дизайн, схема и сборка

Дизайн печатной платы, схема и процесс сборки.

Конструкция печатной платы

или печатная плата ( PCB ) или печатная монтажная плата ( PWB ) — это плата, изготовленная из изоляционного и высокотермостойкого изоляционного материала, такого как стекловолокно. Эти доски еще называют подложками. Подложка или плата может иметь только один однослойный ( однослойная печатная плата ) или более одного слоя (многослойная печатная плата ). Проводящий металл, такой как медь, используется для создания проводящих путей или дорожек для облегчения прохождения электричества.Когда эти токопроводящие дорожки вытравлены на подложке, она обозначается как «печатная плата ».

Дизайн печатной платы

История печатных плат

История печатных плат восходит к середине 1930-х годов, когда австрийский инженер Пауль Эйслер изобрел плату PCB при проектировании радиоприемника. Позднее эти радиоприемники широко использовались Соединенными Штатами во время Второй мировой войны. После этого использование и применение печатных плат, потому что коммерческое в электронных компаний .

Эти печатные платы бесполезны, пока электронные компоненты не припаяны. Электронные компоненты могут быть сквозными или SMD. Опять же, технология, используемая для пайки этих компонентов на печатной плате, может быть технологией сквозного монтажа или Surface Mount Technology .

Паяльный материал может включать припой в виде припойной проволоки, паяльной пасты, шариков припоя для BGA ( Ball Grid Array ) и паяльного флюса.

PCB (Печатная плата)

Конструкция печатных плат: рекомендации, правила и инструменты

Как объяснено выше, печатная плата — это плата, сделанная из одного или нескольких слоев изоляционного материала печатной платы (стекловолокно , керамика, высокотермостойкий пластик или любой другой диэлектрический материал ) с проводящими дорожками, протравленными проводящим металлом, таким как медь. .

В процессе производства печатной платы следы меди 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 Узел печатной платы (PCA), или Узел печатной платы (PCBA).

Текущий общий стандарт проектирования печатных плат — IPC-2221A. Общий стандарт IPC 2221A на конструкцию печатных плат содержит правила изготовления печатных плат и рекомендации по качеству.

Эта информация и рекомендации применимы для всех типов печатных плат, включая однослойные печатные платы и многослойные печатные платы, и информация включает информацию о подложке, свойствах материалов, критериях покрытия поверхности, толщине проводника, размещении компонентов, правилах определения размеров и допусков и т. Д.

Другими стандартами проектирования печатных плат являются IPC-2220 и IPC-9592. Следует отметить, что IPC и другие стандарты предоставят информацию о том, как правильно развести плату.

Для идеальной и надежной конструкции печатной платы необходимо хорошее знание и понимание методов компоновки печатной платы и базовое понимание работы схемы. При разработке прототипа печатной платы необходимо должным образом позаботиться о материале подложки в зависимости от типа технологии пайки и используемых компонентов.

Ширину дорожек на печатной плате ( проводов цепи ) следует выбирать с умом, исходя из ожидаемого максимального повышения температуры при номинальном токе и приемлемом сопротивлении.При проектировании печатной платы следует также учитывать также КТР, стоимость и диэлектрические свойства. Разработчику необходимо тщательно сбалансировать ограничения стоимости с потребностями в надежности и производительности. Кроме того, следует тщательно выбирать паяльную маску и сквозные отверстия.

Прототип печатной платы

Схема печатной платы

Принципиальная схема — это схема , показывающая и объясняющая, как и где будут установлены электронные компоненты для достижения целевого продукта.Каждый компонент на схеме печатной платы представлен символом цепи. Изготовление принципиальной схемы до производства имеет решающее значение. Это дает представление о том, как схема будет работать и как достичь целевого продукта. Принципиальная схема необходима для любого нового электронного продукта, устройства или гаджета.

Условное обозначение электронных компонентов

Как нарисовать принципиальную схему?

Нарисовать электрическую схему не так уж и сложно, если вы знаете основы.Вот несколько советов, руководств и инструкций:

  1. Выучите и поймите все общие символы и сокращения электронных компонентов, которые используются на схеме.
  2. С помощью линейки нарисуйте соединительные провода в виде прямых линий. Используйте следующие символы: ‘blob’ () на каждом стыке между проводами, пометьте компоненты (резисторы, конденсаторы, диоды и т. Д.) С их значениями, положительный ( + ) источник питания должен быть вверху, а отрицательный () подача снизу.Отрицательное питание обычно обозначается как 0 В, ноль вольт.
  3. Для сложных принципиальных схем начните слева направо. Таким образом, сигналы текут слева направо ( входов и элементов управления должны быть слева, выходы — справа ).

Схема расположения печатной платы

Печатная плата в сборе

Сборка печатной платы

Монтаж электронных компонентов на печатной плате и подготовка ее к использованию — это то, что называется сборкой печатной платы.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, наконец, к сборке с изделием. Но не гарантируется, что сборка печатной платы обеспечит 100% нулевое количество дефектов. Будут обнаружены дефекты, и эти дефекты необходимо переделать / отремонтировать.

Видео: процесс сборки печатной платы SMT

Блок-схема сборки печатной платы (процесс PCBA)

Блок-схема сборки печатной платы (процесс PCBA)

Видео: Как сделать печатную плату (PCB) — Пошаговое руководство

Похожие сообщения:

Serpac — Аксессуары — Отпечатки / чертежи печатных плат

* Доступны только монтажные платы с нижним креплением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Сетка Номер детали Номер детали для плаката Ориентация Подходит для модели:
(включает опции i, R, Ri, C и RC)
Чертеж (ы)
Нет в наличии 410 горизонтальный 110, 111, 112,
113 *, WM011, WM012,
WM013 *
Нет в наличии 411 Вертикальный 111
312 412 Вертикальный 112
313 413 Вертикальный 113
319 419 горизонтальный 221
330 430 горизонтальный 031, 032, 033,
131, 132, 133 *,
231, 232, (только вверху)
WM031, WM032, WM033 *
Нет в наличии 431 Вертикальный 131, 151, 231,
251
332 432 Вертикальный 132, 152, 232,
252
333 433 Вертикальный 133, 153, 233,
253
339 439 горизонтальный 231, 232, 233 *
(только снизу)
Нет в наличии 450 горизонтальный 051, 052, 053,
151, 152, 153 *,
05S *, WM05S *, WM051,
WM052, WM053 *
359 459 горизонтальный 251, 252, 253 *,
25S *
370 470 горизонтальный 071, 072, 073,
171, 172, 173 *,
07S *, 17S *
WM071, WM072, WM073 *
Нет в наличии 471 Вертикальный 171, 271
372 472 Вертикальный 172, 272
373 473 Вертикальный 173, 273
379 479 горизонтальный 271, 272, 273 *,
27S *