แผงวงจรพิมพ์

องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดใน วงจรอิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์คือแผงวงจรพิมพ์ (PCB) นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีเขียงหั่นขนมและแผงศูนย์ แต่วิธีนี้เป็นวิธีที่ต่ำและมีประสิทธิภาพน้อยกว่าซึ่งวงจรการออกแบบมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายและการออกแบบเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ซับซ้อนในการวางส่วนประกอบของวงจร

อย่างไรก็ตามการประดิษฐ์ PCB ที่รองรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทางกายภาพและการเดินสายไฟผ่านรางทองแดงที่ติดตั้งบนพื้นผิวนั้นน่าทึ่งมาก เราสามารถสังเกต PCB อย่างน้อยหนึ่งชิ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใด ๆ ตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงคอมพิวเตอร์

แผงวงจรพิมพ์คืออะไร?

วงจรอิเล็กทรอนิกส์ในงานวิศวกรรมและอุตสาหกรรมมักผลิตโดยใช้แผงวงจรพิมพ์ (PCBs) บอร์ดเหล่านี้ประกอบด้วยวัสดุพิเศษที่ไม่นำไฟฟ้าเช่นไฟเบอร์และแก้ว วงจรได้รับการออกแบบบนบอร์ดด้วยรางทองแดงแทนที่จะเป็นสายไฟสำหรับการนำไฟฟ้าระหว่างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ได้รับการแก้ไขในตำแหน่งที่เกี่ยวข้องโดยการเจาะรูบนกระดานวางส่วนประกอบแล้วบัดกรีในตำแหน่งที่เหมาะสมเพื่อให้รางทองแดงและส่วนประกอบรวมกันเป็นวงจร แผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเช่นยานยนต์อุปกรณ์ไร้สาย การใช้งานหุ่นยนต์ ฯลฯ ให้การทำงานที่รวดเร็วเข้าถึงควบคุมตรวจสอบและผลลัพธ์ที่แม่นยำและแน่นอนเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้วิธีการเดินสายอื่น ๆ รูปด้านล่างแสดงให้เห็นว่าวงจรถูกจัดเรียงบน PCB ด้วยชั้นทองแดงอย่างไร

555 วงจร PCB Timer

555 แผงวงจรพิมพ์จับเวลา

การออกแบบกระบวนการของ PCB

ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์มีหลายวิธีสำหรับการออกแบบ PCBs การออกแบบแผงวงจรนี้สามารถผลิตเป็นจำนวนมากโดยใช้เครื่องจักรหลายชนิดในอุตสาหกรรมการผลิต PCB รวมถึงการเจาะการเจาะการชุบและกระบวนการผลิตขั้นสุดท้ายที่ดำเนินการผ่านเครื่องจักรอัตโนมัติขั้นสูง การเจาะด้วยเลเซอร์ด้วยเครื่อง CNC เครื่องชุบอัตโนมัติเครื่องแกะสลักแบบแถบและการใช้อุปกรณ์ตรวจสอบด้วยแสงเครื่องทดสอบหัววัดแบบบินสำหรับการทดสอบทางไฟฟ้าของกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ส่งผลให้ PCB มีคุณภาพสูง (พร้อมผลผลิตที่มากขึ้น)

“สามองค์ประกอบพื้นฐานของคลาวด์คอมพิวติ้ง ”

เพื่อให้ผู้อ่านเข้าใจแนวคิดนี้ในระดับพื้นฐานของการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ขั้นตอนทีละขั้นตอนต่อไปนี้ในการออกแบบบอร์ด PCB ในระดับต่างๆจะช่วยและแนะนำอย่างขยันขันแข็ง

ขั้นตอนที่ 1: ออกแบบวงจร PCB ด้วยซอฟต์แวร์

วาดแผนผังวงจรด้วยซอฟต์แวร์โครงร่าง PCB เช่นซอฟต์แวร์ CAD ซอฟต์แวร์ Eagle และ Multisim ประเภทนี้ ซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB ประกอบด้วยไลบรารีของส่วนประกอบที่สามารถใช้ในการสร้างวงจร นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนตำแหน่งของการออกแบบวงจรแล้วปรับเปลี่ยนได้ตามความสะดวกและความต้องการของคุณ ที่นี่เราได้เลือกซอฟต์แวร์ Eagle เพื่อออกแบบวงจรและมีขั้นตอนดังนี้:

เปิดซอฟต์แวร์ออกแบบแผงวงจร Eagle
หน้าต่างที่มีแถบเมนูปรากฏขึ้น
คลิกที่เมนูไฟล์
เลือก 'การออกแบบใหม่' จากเมนูแบบเลื่อนลง
คลิกที่เมนูไลบรารี
เลือก 'เลือกอุปกรณ์ / สัญลักษณ์' จากเมนูแบบเลื่อนลง
เลือกความคิดเห็นที่เกี่ยวข้องโดยดับเบิลคลิกที่ความคิดเห็นเพื่อให้คอมโพเนนต์ปรากฏบนหน้าต่าง
เพิ่มส่วนประกอบทั้งหมดและวาดวงจรด้วยการเชื่อมต่อที่เหมาะสมดังแสดงในรูป

PCB cIircuit พร้อมซอฟต์แวร์

ป้อนคะแนนของแต่ละองค์ประกอบตามข้อกำหนด
ไปที่ Command Toolbar และคลิก Text editor varriages คลิกที่ Varriages จากนั้นปิดหน้าต่าง
ถัดไปหน้าจอสีดำจะปรากฏขึ้นซึ่งเป็นของเค้าโครงหรือแผนภาพฟิล์มของวงจรดังแสดงในรูปด้านล่างและบันทึกเป็นรูปแบบภาพ

เค้าโครงวงจรพิมพ์

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างภาพยนตร์

ภาพยนตร์เรื่องนี้สร้างขึ้นจากการสรุป แผงวงจร แผนภาพของซอฟต์แวร์โครงร่าง PCB ซึ่งถูกส่งไปยังหน่วยการผลิตที่มีการพิมพ์ภาพลบหรือหน้ากากลงบนแผ่นพลาสติก

ภาพยนตร์ของวงจร

ขั้นตอนที่ 3: เลือกวัตถุดิบ

แผงวงจรพิมพ์จำนวนมากทำด้วยแก้วหรือไฟเบอร์กลาสที่ไม่แตกหักโดยมีฟอยล์ทองแดงผูกติดกับด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านของบอร์ด ดังนั้น PCBs ที่ทำจากฟีนอลิกกระดาษที่ไม่แตกหักพร้อมฟอยล์ทองแดงที่ถูกผูกมัดจึงมีราคาไม่แพงและมักใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าในครัวเรือน
ส่วนใหญ่ต้องใช้ลามิเนตเคลือบทองแดงหนา 0.059 ตามมาตรฐานอุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็นบอร์ดด้านเดียวหรือสองด้าน อาจมีการตัดแผงให้มีแผงพฤษภาคมที่มีขนาดแตกต่างกัน

แผ่นเคลือบทองแดงหุ้ม

ขั้นตอนที่ 4: เตรียมรูเจาะ

เครื่องจักรและดอกสว่านคาร์ไบด์ใช้สำหรับใส่รูบนแผงวงจรพิมพ์ เครื่องเจาะ PCB มีสองประเภท ได้แก่ เครื่องมือและเครื่อง CNC เครื่องจักรมือต้องใช้การแทรกแซงของมนุษย์หรือความพยายามในการเจาะรูในขณะที่เครื่อง CNC เป็นเครื่องจักรที่ใช้คอมพิวเตอร์ซึ่งทำงานตามตารางเวลาของเครื่องจักรหรือโปรแกรมที่ทำงานทั้งแบบอัตโนมัติและแบบกำหนดเอง รูปแบบการเจาะจะถูกเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์เช่นขนาดดอกสว่านจำนวนรูต่อแผงเจาะสแต็กเวลาในการเจาะต่อโหลด ฯลฯ บอร์ด PCB จะถูกวางลงในเครื่อง CNC และรูจะถูกเจาะตามรูปแบบที่กำหนดเพื่อ วางส่วนประกอบของแผงวงจรพิมพ์

การเตรียมรูเจาะ

ขั้นตอนที่ 5: ใช้รูปภาพ

เค้าโครงวงจรพิมพ์สามารถพิมพ์ได้หลายวิธีบน PCB เช่นปากกาแบบแมนนวลการถ่ายโอนแบบแห้งปากกาพล็อตเตอร์และเครื่องพิมพ์ เครื่องพิมพ์เลเซอร์เป็นวิธีที่ดีกว่าในการพิมพ์โครงร่างบนแผงวงจรพิมพ์ ขั้นตอนต่อไปนี้ใช้เพื่อพิมพ์โครงร่าง PCB ผ่านเครื่องพิมพ์เลเซอร์:

“แคโทดทั่วไป 7 ส่วนแสดง ”

ใช้ภาพ

นำกระดาษทองแดงที่สะอาดและเรียบร้อยแล้ววางลงบนเครื่องพิมพ์เลเซอร์
จากนั้นจัดเก็บฟิล์มเค้าโครงที่ออกแบบไว้ในคอมพิวเตอร์
เครื่องพิมพ์เลเซอร์จะพิมพ์โครงร่างวงจรที่ออกแบบไว้บนกระดาษทองแดงทุกครั้งที่ได้รับคำสั่งพิมพ์จากคอมพิวเตอร์

ขั้นตอนที่ 6: การลอกและการแกะสลัก

กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดทองแดงที่ไม่ต้องการออกบน PCB โดยใช้สารเคมีประเภทต่างๆเช่นเฟอร์ริกคลอไรด์แอมโมเนียมเปอร์ซัลเฟต ฯลฯ ทำตัวทำละลายโดยผสมโซเดียมไฮดรอกไซด์ 1% และโซเดียมไฮดรอกไซด์ 10 กรัมลงในน้ำหนึ่งลิตรและ ผสมจนทุกอย่างละลาย ถัดไป PCB จะถูกวางลงบนชามสารเคมีและทำความสะอาดด้วยแปรง ในระหว่างขั้นตอนนี้หาก PCB ยังคงเยิ้มเนื่องจากใช้น้ำมันดอกทานตะวันหรือน้ำมันเมล็ดอาจใช้เวลาประมาณ 1 นาที

การปอกและการแกะสลัก

ขั้นตอนที่ 7: การทดสอบ

หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์แล้วคณะกรรมการจะผ่านกระบวนการทดสอบเพื่อตรวจสอบว่า PCB ทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่ ปัจจุบันมีอุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติจำนวนมากสำหรับการทดสอบ PCB ในปริมาณมาก

อุปกรณ์ทดสอบสองประเภทที่แตกต่างกันในปัจจุบันที่ทดสอบแผงวงจรของคุณ ได้แก่ เครื่องทดสอบ ATG ที่เป็นหัววัดแบบบินได้เครื่องทดสอบแบบไม่ติดตั้งและนอกจากนี้ยังมีความสามารถในการทดสอบกริดสากลอีกด้วย

การทดสอบ

ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการประกอบ PCB พร้อมรูปภาพที่เกี่ยวข้อง ในทั่วโลกมีองค์กรมากมายที่ดำเนินการ การประกวดออกแบบ สำหรับผู้เริ่มต้นหรือผู้ที่ชื่นชอบ ฉันหวังว่าคุณอาจมีแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับหัวข้อนี้โดยทำตามตั้งแต่ขั้นตอนที่หนึ่งจากนั้นจึงครอบคลุมกระบวนการออกแบบทีละขั้นตอน นอกจากนี้หากมีข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับหัวข้อนี้หรือความช่วยเหลือด้านเทคนิคในสาขาอิเล็กทรอนิกส์คุณสามารถติดต่อเราได้โดยการแสดงความคิดเห็นด้านล่าง

เครดิตภาพ