Ikhtisar Perancangan & etsa PCB: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Ada beberapa cara untuk merancang dan mengetsa PCB, dari yang paling sederhana hingga yang paling canggih. Sementara itu mudah untuk bingung mana yang harus dipilih, mana yang paling sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk memperjelas beberapa pertanyaan seperti ini, saya memutuskan untuk menulis instruksi ini, saya bukan ahli, tetapi saya memiliki pengetahuan tentang perancangan dan etsa PCB.

Jadi, gambaran umum tentang beberapa metode, bahan, perangkat lunak dan alat yang mungkin digunakan untuk memproduksi PCB akan diambil dan untungnya akan dapat membantu Anda masuk ke desain PCB.

Langkah 1: Perangkat Lunak Perancangan PCB

Bergantung pada kerumitan sirkuit Anda, tidak cocok mendesain PCB dengan tangan, jadi dukungan perangkat lunak tertentu yang menawarkan alat yang tepat untuk menyelesaikan pekerjaan disambut baik. Ada beberapa pilihan software desain PCB, seperti Proteus Ares, Eagle, Altium dan beberapa pilihan online (saya hanya menjelaskan yang paling umum dan mudah diakses, tapi pasti ada beberapa pilihan lain).

- Proteus Ares - mungkin ini adalah program pertama yang akan dipikirkan orang saat menggambar sirkuit, bukan karena itu yang terbaik, tapi karena mungkin yang paling terkenal. Saya pribadi tidak suka bahkan tidak menggunakannya (walaupun saya sudah menggunakannya untuk sementara waktu), tetapi ini adalah opsi untuk dipertimbangkan ketika mendesain PCB. Keuntungan besar menggunakan Proteus adalah Anda juga dapat mensimulasikan rangkaian, dengan menggunakan Proteus Isis, dengan cara ini Anda dapat "pasti" memverifikasi apakah rangkaian berfungsi atau tidak. Di sisi lain, beberapa fitur dan alat, terlalu membingungkan untuk dipahami dan juga tidak mungkin menemukan setiap komponen yang mungkin Anda perlukan (library komponen terbatas), tetapi Anda dapat membuat komponen baru jika perlu. Berita lain yang tidak bagus, ini bukan perangkat lunak open source, dan itu sangat mahal tergantung pada jumlah alat yang disertakan dalam paket, setidaknya ada versi uji coba (dengan beberapa batasan tentu saja).

- Eagle - ini juga merupakan perangkat lunak populer dalam hal mendesain PCB, kabar buruknya tidak memungkinkan simulasi sirkuit, juga ketika pertama kali menggunakan perangkat lunak ini, Anda mungkin merasa sedikit tidak nyaman dengan antarmukanya, yang agak berbeda, meskipun terpisah dari kekurangan ini ada banyak fitur keren, seperti kemungkinan mengedit skema komponen (terkait dengan simbol komponen) dan paket (yang mencakup bantalan, format, dan dimensi) dengan cara yang mudah, yang dapat dapat diakses hanya dengan mengklik kanan komponen dan mengakses opsi "perangkat terbuka" atau "paket terbuka", masing-masing. Selain itu, ada komunitas pendukung yang besar, yang memberikan beberapa jawaban atas masalah umum yang dihadapi saat pertama kali menggunakan perangkat lunak, selain itu komunitas ini juga memudahkan akses ke beberapa perpustakaan komponen, termasuk perpustakaan resmi dan yang dibuat oleh pengguna. Kabar gembiranya, software ini sudah mendapatkan versi freeware (dengan batasan tentunya terutama terkait dengan ukuran board dan jumlah layer yang diperbolehkan), juga setelah baru saja dibeli oleh Autodesk, Eagle juga mendapatkan versi student yang mencakup semua fitur programnya.

- Altium -

- Program online - ada banyak program online yang ditujukan untuk mendesain PCB, secara umum, program ini merupakan pilihan yang baik saat mendesain sirkuit yang lebih sederhana, terutama saat Anda sedang terburu-buru, atau jika Anda tidak ingin (tidak bisa) menghabiskan banyak waktu untuk mempelajari dinamika suatu program. Tak perlu dikatakan bahwa mereka benar-benar terbatas pada fitur dan kemungkinan, beberapa bahkan terkait dengan layanan prototyping tertentu, berita bagus mereka selalu gratis dan mudah diakses. yang penting dalam beberapa kasus.

Menyimpulkan…

Anda pasti menyadari bahwa saya lebih suka Eagle, yang tidak berarti perangkat lunak lain tidak sepadan, itu hanya pilihan pribadi saya, tetapi sebenarnya secara umum orang menganggap Eagle yang terburuk dalam hal kegunaan, meskipun Altium tidak. t yang mudah digunakan juga. Poin utama saya tentang Eagle adalah ia menawarkan alat yang luar biasa, yang sayangnya agak sulit untuk dipelajari cara menggunakannya, menurut saya ketika Anda terbiasa dengan antarmukanya, itu benar-benar sepadan dengan usaha.

Saya tidak mencantumkan semua perangkat lunak yang tersedia di pasar, saya mencantumkan yang saya tahu, jadi saya sarankan Anda juga melakukan penelitian lebih lanjut tentang perangkat lunak desain PCB, jika Anda benar-benar tertarik dengan subjek ini.

Langkah 2: Pembuatan Prototipe PCB - Metode

Setelah mendesain PCB, saatnya untuk prototyping, ada beberapa cara untuk membuat prototyping PCB Anda, Anda dapat melakukannya sendiri (yang paling sulit, juga yang membutuhkan lebih banyak latihan), Anda dapat membayar untuk layanan prototyping, itu mungkin lokal (jika tersedia di kota asal Anda) atau online (yang kemungkinan besar tersedia untuk Anda) dll.

Jika Anda memutuskan untuk membayar layanan pembuatan prototipe, setelah mendesain papan, Anda perlu membuat beberapa file dalam format GERBER, format GERBER adalah jenis file yang menyimpan seluruh deskripsi PCB tanpa perlu file eksternal, secara umum perangkat lunak desain PCB menawarkan beberapa alat untuk membantu Anda menghasilkan file GERBER dari PCB, sehingga tidak banyak, juga ada banyak tutorial tentang cara menghasilkan file GERBER, jadi kapan saja Anda ragu, googling saja, selama setiap perangkat lunak membutuhkan metode tertentu untuk menghasilkan file GERBER.

**********Sebelum meminta layanan pembuatan prototipe, penting untuk memastikan semuanya sempurna dalam desain sirkuit Anda, jadi periksa kembali, periksa tiga kali PCB….., jika tidak, Anda mungkin menyesal nanti

Jika Anda memutuskan untuk membuat prototipe PCB sendiri, ada beberapa metode yang dapat Anda gunakan, fokusnya akan bertumpu pada tiga metode, mungkin yang paling umum, yaitu metode transfer toner, metode fotolitografi, dan metode "artistik".

- Metode "Artistik" - jika PCB Anda sederhana, atau mungkin Anda jika Anda pandai menggambar, Anda cukup menggambar vias dan trails secara manual, dengan menggunakan spidol permanen, tentu saja dengan memperhatikan dimensi komponen, saya sudah sudah melakukan beberapa PCB dengan cara ini, beberapa di antaranya ternyata bagus, tetapi saya tidak lagi menggunakan teknik ini, selama PCB mulai menjadi lebih kompleks, jadi saya akan mengatakan bahwa ini adalah metode entri, dan mempertimbangkan ketersediaan dari beberapa metode lain, saya rasa tidak ada gunanya menggunakan metode ini setiap kali PCB mulai menjadi lebih kompleks.

- Metode transfer toner - Saya pikir ini adalah metode yang paling umum di antara pembuatnya, agak sederhana dan juga tidak membutuhkan banyak alat untuk dilakukan, yang akan menjelaskan popularitasnya. Ada berbagai cara untuk mentransfer toner ke papan perawan, pada umumnya pembuat menggunakan perpindahan panas, di mana tata letaknya dicetak, dengan menggunakan printer laser tentu saja, dalam beberapa jenis kertas tertentu (seperti kertas glossy, film transparansi dll) yang memungkinkan transfer "lengkap" toner ke papan perawan, kemudian toner dipindahkan ke papan perawan secara normal dengan memanaskan toner ke papan cooper menggunakan setrika kain. Ada juga cara lain untuk mentransfer toner ke cooper, seperti cara kimia, dan juga beberapa pembuat langsung mencetak toner di tembaga, dengan memasang printer ke dalam mendukung fitur ini.

- Metode Photolithography - menurut saya ini adalah metode yang paling sulit, dan juga yang paling mahal, tetapi jika Anda melakukannya dengan benar, hasilnya akan sangat mengesankan (sebenarnya, ini adalah metode yang paling banyak digunakan di PCB profesional). Dalam metode ini, cat fotosensibel diterapkan secara merata di papan perawan, setelah cat terkena sinar UV, kecuali bantalan, vias dan jalan yang ditutupi oleh photomask (yang sesuai dengan tata letak sirkuit), akhirnya cat dikembangkan, hanya tinggal di area yang tidak terkena radiasi UV, yaitu bantalan, vias, dan jalan setapak.

Setelah vias, pad, dan trails dipindahkan ke cooper board, metode apa pun yang Anda gunakan, saatnya untuk etsa, juga ada beberapa cara etching, tetapi pada dasarnya terdiri dari mengikis cooper yang terbuka dari papan dengan menggunakan larutan kimia. Solusi yang paling umum digunakan adalah Ferric Chloride, tetapi ada juga opsi lain, yang juga mendapat pro dan kontra, seperti Cupric Chloride, Hidrogen Peroksida – Asam Sulfat dll. pastikan untuk mengambil protokol keamanan yang diperlukan untuk menggunakannya, selama dalam beberapa kasus Anda mungkin berurusan dengan beberapa asam kuat.

**********Sekali lagi, ada lebih banyak kemungkinan cara membuat prototipe PCB, jadi jika Anda tertarik dengan metode apa pun, sangat disarankan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentangnya, ada banyak tutorial di luar sana dan bahkan dalam instruksi, jadi jangan ragu untuk melakukannya.

Langkah 3: Pembuatan Prototipe PCB - Bahan/Lapisan

Setelah mengetahui beberapa prosedur tentang cara membuat prototipe PCB, beberapa pertanyaan mungkin muncul, seperti, berapa banyak lapisan yang harus saya gunakan? Kapan layak menggunakan PCB 2 lapis?

Saya pikir tidak ada jawaban pasti untuk pertanyaan-pertanyaan ini, tetapi ketika membuat prototipe PCB dengan menggunakan metode DIY saya pikir selalu lebih baik untuk menjalankan dari 2 lapisan PCB, selama mereka lebih sulit dilakukan dan membutuhkan banyak usaha ekstra, meskipun ada situasi di mana tidak ada pilihan, mungkin karena kerumitan rangkaian atau mungkin karena rangkaian ada komponen yang wajib berada di lapisan bawah dan juga komponen yang wajib ada di lapisan atas, jadi tidak ada jalan keluar, tapi bila memungkinkan saya mempertimbangkan selalu lebih baik untuk pergi untuk 1 lapisan PCB.

Di sisi lain, ketika membayar perusahaan untuk membuat prototipe PCB Anda, saya akan selalu meminta PCB 2 lapis, selama biaya rata-rata 1 lapis PCB dan 2 lapis PCB benar-benar serupa jika tidak sama, juga 2 lapis PCB memudahkan banyak proses routing sirkuit.

PCB dengan lebih dari 2 lapisan juga dimungkinkan, tetapi mereka tidak seperti pembuat yang membutuhkannya, selama hanya sirkuit yang sangat kompleks yang mendapatkan jenis PCB ini, juga harganya sangat mahal untuk diproduksi, yang mengklasifikasikannya sebagai tidak banyak. pilihan yang terjangkau.

Juga ketika membuat prototipe, Anda dapat memilih jenis papan perawan apa yang akan digunakan, ada banyak pilihan, tetapi yang paling umum adalah papan serat kaca dan papan serat fenolik. Serat fenolik sedikit lebih murah daripada serat kaca, tetapi tidak terlalu banyak, secara umum papan serat kaca memiliki karakteristik mekanis yang lebih baik dan juga terlihat lebih baik saat selesai. Tetapi secara umum karakteristik ini tidak menjadi masalah besar ketika membuat prototipe beberapa jenis sirkuit, tetapi sebenarnya baik untuk mengetahui opsi yang tersedia.

Langkah 4: Pembuatan Prototipe PCB - Alat

Ada beberapa alat yang dapat membantu saat membuat prototipe PCB Anda, tetapi yang paling dasar adalah:

- Besi solder

- Tang elektronik

- Solder timah elektronik

- Mesin bor tangan PCB

- spidol permanen (jika Anda mengandalkan metode artistik untuk membuat prototipe Anda, atau mungkin untuk memperbaiki kemungkinan cacat pada transfer toner)

Ini adalah alat minimum yang harus Anda miliki untuk membuat prototipe PCB, tetapi ada banyak alat canggih yang mungkin juga membantu Anda membuat prototipe, seperti mesin bor listrik, stasiun solder, dll.

Langkah 5: Menyimpulkan…

Saat ini akses ke layanan prototyping berbayar meningkat pesat, menjadi lebih terjangkau dan lebih mudah digunakan, jadi kapan pun Anda membutuhkan prototipe yang terlihat profesional, lakukan saja, selama lebih banyak sumber daya akan tersedia saat merancang PCB Anda, yang berarti lebih sedikit batasan, di sisi lain jika Anda mencari prototipe fast forward, Anda bisa melakukannya sendiri dengan cara yang jauh lebih cepat, tetapi dengan lebih banyak batasan dan mungkin hasil yang tidak sebagus yang berbayar, tapi itu akan sesuai dengan kebutuhan Anda.

Mempertimbangkan skenario saat ini, ini juga merupakan pilihan pribadi, mengingat layanan pembuatan prototipe berbayar menjadi sangat mudah diakses.