如果要创建和测试你的第一个印刷电路板(PCB)，需要知道的内容

本文概述

• 什么是印刷电路板？
• 创建PCB
• 设计PCB可以解决问题
• 原型设计和测试

如果你是开发人员, 或者通常在寻求其他可以补充编码的宝贵技能, 则可能需要考虑设计印刷电路板(PCB)。无论是业余爱好还是新职业, 你都会惊讶于编码和PCB设计的相似性。与编码类似, PCB设计很容易学习, 并且具有与编程相当的学习曲线。设计PCB时也遵循相同的逻辑, 但有一些关键差异, 例如对PCB进行物理测试。但是开发PCB和程序的过程基本相同。你将从基于逻辑流程的设计开始, 并映射功能以使其能够执行任务。由于当今大多数PCB使用软件来创建设计, 因此具有编码背景就意味着你已经走到一半了。

什么是印刷电路板？

PCB基本上使所有现代电子产品成为可能。实际上, 在20世纪下半叶采用它们之前, 在任何设备中连接电气组件通常都会导致电线缠结。随着PCB的兴起, 现在可以将组件和电线整齐地排列并嵌入到更有条理的平板中。 PCB将这些导线和组件嵌入一块玻璃纤维中, 这也有助于并控制流经它的电流, 从而实现其功能。组件取决于PCB设计的复杂性。但是大多数都包括晶体管, 电容器, 电感器, 变压器和二极管的组合, 它们的设计和放置取决于电流通过系统的方式。

创建PCB

将玻璃纤维切片堆叠在一起并涂上树脂, 使它们彼此粘合在一起, 从而制成一块实心板。然后, 将铜层施加到两面, 并用称为光致抗蚀剂的化学物质处理。之后, 将一个与应该放在板上的组件完全匹配的图案放在顶部。然后整个东西都暴露在紫外线下。之后, 对板进行清洗以去除未覆盖的区域-留下铜迹。这些铜图案现在成为PCB在其他步骤(包括蚀刻更多的铜)之后最终外观的基础。板上钻有安装孔以容纳组件。这些孔中的一些还用作铜迹线不同层之间的微小互连器。较高级的设备可用于安装或焊接到板上的PCI Express插槽, 散热器和CPU插槽等较大的组件。但是, 由于PCB只是基板上电连接的集合, 因此你不需要工业工具或整个工厂来设计一个。利用当今可用的设计和原型设计工具, 即使是初创企业和企业家也可以设计自己的用于高级电气设备的PCB。

设计PCB可以解决问题

如上所述, 在设计PCB时, 你既不需要专业知识, 也不需要工厂车间原型的前期成本。如今, 设备使用的大多数PCB都经过数字化设计, 原型设计, 测试, 然后发送给第三方制造商以进行大规模生产。用于PCB设计的软件遵循设计规则, 使制造商能够查看布局, 组件和要求是否匹配。像编码一样, 设计PCB意味着首先要解决的是用例。你的PCB的目的是什么？从那里开始, 有各种各样的软件工具, 你可以使用与功能逻辑相关的组件来概述, 填充和排序PCB。创建设计原理图后, 你必须将其转换为具有尺寸, 层, 迹线, 组件等的实际电路。

原型设计和测试

绘制完PCB布局后, 你现在可以创建用于测试的原型。在制作PCB和设备时, 原型制作可能是一个特别昂贵的阶段, 通常估计需要10, 000美元。同样, 测试PCB也可能很昂贵-占产品总成本的25％至30％。这就是为什么从一开始就设计PCB设计中的可测试性是在创建原理图时节省时间和金钱的好方法的原因。这也意味着了解你的制造商测试覆盖范围的能力, 以在批量生产之前最大程度地减少或消除缺陷。与回归测试类似, 你必须提前计划, 这样你的设计才能使你独立地测试设计的各个部分或特征, 从而不必为了发现缺陷而遍历整个系统。此外, 测试PCB还包括测试其极限, 例如识别弱点或脆性零件, 确定需要更多电压, 电流和升高温度的状态, 以及其能否长时间运行。如果一切顺利, 则可以开始制造或批量生产PCB –不断地降低成本并在获得反馈时优化设计。因此, 如果你渴望在使当今的创新电子设备成为可能的过程中占有一席之地, 那么你应该立即开始学习如何制造PCB。