Scheda a circuito stampato

L'elemento più vitale in circuiti elettronici e l'attrezzatura è il circuito stampato (PCB). È anche possibile costruire un circuito elettronico con breadboard e zero board, ma il metodo è di basso livello e meno efficiente in cui il circuito di progettazione è soggetto a danni e la progettazione comporta un complesso processo di posizionamento dei componenti del circuito.

Tuttavia, l'invenzione del PCB che supporta i componenti elettronici fisici e il loro cablaggio attraverso le piste di rame montate in superficie è davvero notevole. Possiamo osservare almeno un PCB in qualsiasi gadget elettronico che va dai telefoni cellulari ai computer.

Cos'è un circuito stampato?

I circuiti elettronici nell'ingegneria e nell'industria sono normalmente prodotti utilizzando circuiti stampati (PCB). Queste schede sono costituite da materiali speciali che non conducono elettricità come fibra e vetro. I circuiti sono progettati sulle schede con binari in rame al posto dei fili per la conduzione dell'elettricità tra i componenti elettronici.

Il componenti elettronici vengono fissati nelle rispettive posizioni praticando dei fori sulla scheda, posizionando i componenti e quindi saldandoli in posizioni appropriate in modo che le piste di rame e i componenti insieme formino un circuito. I circuiti stampati utilizzati in tutti i prodotti elettronici come automobili, dispositivi wireless, Applicazioni robotiche , ecc., offrono funzionamento, accesso, controllo, monitoraggio rapidi e risultati precisi ed esatti rispetto ad altri dispositivi basati su metodi di cablaggio. La figura seguente mostra come è disposto il circuito su un PCB con lo strato di rame.

555 Circuito PCB timer

555 Circuito stampato con timer

Processo di progettazione di un PCB

A seconda del produttore del circuito stampato, sono disponibili numerosi modi per progettare PCB. Questo progetto di circuiti stampati può essere prodotto sfuso utilizzando diverse macchine nelle industrie di fabbricazione di PCB, inclusi processi di perforazione, punzonatura, placcatura e fabbricazione finale eseguiti tramite macchine altamente automatizzate. Foratura laser con macchine a controllo numerico, placcatrici automatiche, macchine per incisione a nastro e uso di apparecchiature di ispezione ottica, tester a sonde volanti per test elettrici di processi di circuiti stampati producono PCB di alta qualità (con una maggiore resa di produzione).

Affinché un lettore comprenda questo concetto al livello di base della progettazione di circuiti stampati, le seguenti procedure dettagliate per progettare una scheda PCB a vari livelli aiuteranno e guideranno diligentemente.

Passaggio 1: progettare il circuito PCB con un software

Disegna lo schema del circuito con il software di layout PCB come il software CAD, Eagle e il software Multisim. Questo tipo di Software di progettazione PCB contiene una libreria di componenti che possono essere utilizzati per costruire il circuito. È anche possibile cambiare la posizione del progetto del circuito e quindi modificarlo in base alle proprie esigenze e necessità. Qui abbiamo selezionato il software Eagle per progettare il circuito e la sua procedura è la seguente:

“semplici progetti elettronici per studenti delle scuole ”

Apri il software di progettazione di circuiti stampati Eagle.
Viene visualizzata una finestra con una barra dei menu.
Fare clic sul menu File.
Seleziona 'nuovo design' dal menu a discesa.
Fare clic sul menu della libreria.
Seleziona 'scegli dispositivi / simbolo' dal menu a discesa.
Selezionare un commento pertinente facendo doppio clic su di esso, in modo che il componente venga visualizzato nella finestra.
Aggiungere tutti i componenti e disegnare il circuito con i collegamenti adeguati come mostrato in figura.

Circuito PCB con un software

Immettere la valutazione di ogni componente in base al requisito.
Vai alla barra degli strumenti dei comandi e fai clic su Variazioni dell'editor di testo, fai clic sulle differenze, quindi chiudi la finestra.
Successivamente, viene visualizzata una schermata nera che è del layout o del diagramma del film del circuito come mostrato nella figura seguente e salvarlo come formato immagine.

Layout del circuito stampato

Step2: generazione del film

Il film è generato dal finalizzato scheda di circuito diagramma del software di layout PCB che viene inviato all'unità di produzione dove l'immagine negativa o la maschera viene stampata su un foglio di plastica.

Film del circuito

Passaggio 3: selezionare la materia prima

La maggior parte del circuito stampato è realizzata con un vetro o fibra di vetro infrangibile avente una lamina di rame incollata su uno o entrambi i lati della scheda. Pertanto, i PCB realizzati in carta fenolica infrangibile con un foglio di rame incollato sono meno costosi e vengono spesso utilizzati nei dispositivi elettrici domestici.
Per lo più è richiesto un laminato rivestito in rame di spessore standard del settore 0,059, sia su uno che su due lati. I pannelli possono essere tranciati per contenere tavole di maggio di diverse dimensioni.

Pannelli laminati rivestiti di rame

Fase 4: preparazione dei fori da trapano

Macchine e trapani in metallo duro vengono utilizzati per praticare fori sul circuito stampato. Sono disponibili due tipi di macchine per forare i PCB, tra cui macchine manuali e macchine CNC. Le macchine manuali richiedono l'intervento umano o lo sforzo per eseguire i fori, mentre le macchine CNC sono macchine basate su computer che lavorano in base agli orari delle macchine o ai programmi che funzionano sia in modo automatico che manuale. Il modello forato viene memorizzato nel computer come le dimensioni della punta del trapano, il numero di fori per pannello, la pila forata, il tempo forato per carico, ecc. Le schede PCB vengono posizionate nella macchina CNC ei fori vengono praticati secondo il modello determinato per posizionare i componenti del circuito stampato.

Preparazione dei fori da trapano

Passaggio 5: applica l'immagine

Il layout del circuito stampato può essere stampato in diversi modi su PCB come una penna manuale, trasferimenti a secco, plotter a penna e stampanti. Le stampanti laser sono un modo migliore per stampare i layout su circuiti stampati. I seguenti passaggi vengono utilizzati per stampare il layout PCB tramite una stampante laser:

“Mappa di Karnaugh con display a 7 segmenti ”

Applicare l'immagine

Prendi una carta di rame pulita e ordinata e posizionala sulla stampante laser.
Quindi, memorizzare il film di layout progettato sul computer.
Una stampante laser stampa il layout del circuito progettato su una carta di rame ogni volta che riceve un comando di stampa dal computer.

Step6: Stripping e incisione

Questo processo comporta la rimozione del rame non cablato sui PCB utilizzando diversi tipi di sostanze chimiche come il cloruro ferrico, il per-solfato di ammonio, ecc. Preparare il solvente mescolando l'1% di idrossido di sodio e 10 grammi di pellet di idrossido di sodio a un litro di acqua e mescolare fino a quando tutto si è sciolto. Successivamente, il PCB viene posto su una ciotola chimica e pulito con una spazzola. durante questo processo, se il PCB è ancora grasso, a causa di olio di girasole o di semi applicato, il processo di sviluppo può richiedere circa 1 minuto.

Stripping e incisione

Passaggio 7: test

Dopo aver terminato il processo di produzione del circuito stampato, la scheda viene sottoposta a un processo di test per verificare se il PCB funziona correttamente. Oggigiorno sono disponibili molte apparecchiature di collaudo automatiche per il collaudo ad alto volume dei PCB.

I due diversi tipi di apparecchiature di test oggi disponibili per testare le schede dei circuiti includono macchine di test ATG con sonda volante, tester senza dispositivo e oltre a una capacità di test di rete universale.

Test

Si tratta del processo di assemblaggio del PCB con immagini pertinenti. In tutto il mondo, ci sono così tante organizzazioni che hanno condotto concorsi di progettazione per principianti o appassionati. Spero che tu possa avere alcune idee di base su questo argomento seguendolo dal passaggio uno e quindi coprendo il processo di progettazione passo dopo passo. Inoltre, per qualsiasi dubbio su questo argomento o per qualsiasi assistenza tecnica nel campo dell'elettronica, puoi contattarci commentando di seguito.

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