Custom Circuit Board: Der ultimative Leitfaden für das Design

Alltäglich sind die Menschen stark von elektronischen Geräten abhängig, um Dinge im Haushalt und am Arbeitsplatz zu erledigen. Diese Geräte helfen uns beim Kochen, Putzen und bei vielen anderen Tätigkeiten, die ohne sie nur schwer oder gar nicht zu bewältigen wären.

Das Herzstück jeder Elektronik ist eine Leiterplatte (PCB). Eine Leiterplatte ist eine Platine, die verschiedene elektronische Komponenten in einem bestimmten Gerät miteinander verbindet. Wie wählt man also eine Leiterplatte aus, die perfekt auf die eigenen Bedürfnisse zugeschnitten ist?

In diesem Leitfaden finden Sie alles, was Sie über eine kundenspezifische Leiterplatte wissen müssen und wo Sie die besten kundenspezifischen Leiterplatten für Ihre Bedürfnisse bekommen können.

Die Grundlagen, die Sie über kundenspezifische Leiterplatten wissen sollten

1.1: PCB-Prototyp-Platine

In der ersten Phase der Entwicklung einer kundenspezifischen Platine. Es ist viel einfacher, eine Leiterplatte zu verwenden, die für das Prototyping entwickelt wurde. Denken Sie daran, dass die Herstellung und das Design der Leiterplatte erforderlich sein werden, wenn es darum geht, dem Endprodukt den letzten Schliff zu geben.

1.2: PCB-Material

Zu den Materialien, die für die Erstellung einer kundenspezifischen Leiterplatte benötigt werden, gehören die kupferkaschierte Platte sowie der positive Fotolack. Das Kupfer sammelt sich auf einer Unterlage, die als Substrat bezeichnet wird. Je nach Art der Leiterplatte können die Designer zwischen einer und zwei Kupferschichten wählen. Ein Siebdruck hilft, die Leiterplatte lesbar zu machen. Das Substrat, in der Regel als FR4 (Fire Retardant) bezeichnet, dient als dicke Grundlage für die Leiterplatte. Auf der Kupferfolie befindet sich eine Schicht, die als Lötstoppmaske bezeichnet wird. Sie ist normalerweise grün.

Einige Leiterplatten verwenden diese Materialien nicht. Stattdessen werden Epoxidharze verwendet, die den Nachteil haben, dass sie wärmeempfindlich sind.

1.3: Leiterplattentypen

Leiterplatten gibt es in vielen Ausführungen, je nach Verwendungszweck. Zu den am weitesten verbreiteten kundenspezifischen Leiterplatten gehören:

1. Einseitige Leiterplatten

2. Doppelseitige Leiterplatten

3. Mehrlagige Leiterplatten

4. Starre Leiterplatten

5. Flexible Leiterplatten

6. Starr-flexible Leiterplatten

1.4: Bauteile auf Leiterplatten

Alle elektronischen Bauteile, unabhängig von ihrer Funktion, haben einzelne Komponenten, die für verschiedene Schaltungen wichtig sind. Zu diesen Bauteilen gehören LEDs, Widerstände, Batterien, Transistoren, Schalter, Dioden und Induktivitäten.

Wie wird eine individuelle Leiterplatte entworfen?

2.1: Die Design-Grundlagen

Bevor wir uns mit den Grundlagen des Custom Circuit Board Designs beschäftigen, müssen wir uns mit einigen Begriffen vertraut machen. Dazu gehören:

2.1.1 Schematic Capture

Es handelt sich dabei um ein Programm, das es dem Anwender ermöglicht, ein schematisches Diagramm der elektronischen Komponente sowie andere Funktionen zu erstellen. Mit anderen Worten, es handelt sich um eine grafische Darstellung des Elements.

2.1.2 Gerber-Dateien

Dabei handelt es sich um computergestützte Designdateien. Die Dateien werden an die Hersteller von kundenspezifischen Leiterplatten geschickt, um sie beim Aufbau der PCB-Struktur zu unterstützen.

2.1.3 PCB-Layout-Tool

Es handelt sich um ein Programm, das die Anwendung auf mehrere Strukturen der Verdrahtungsstruktur ermöglicht. Sobald die Konstruktion abgeschlossen ist, kann der Anwender CAD-Dateien generieren, die für die Herstellung der kundenspezifischen Leiterplatte verwendet werden.

2.2: Die Schritte des Leiterplattendesigns

Die verschiedenen Hersteller von Leiterplatten verwenden unterschiedliche Ansätze, wenn es um das Design einer kundenspezifischen Leiterplatte geht. Im Folgenden sind die wichtigsten Schritte aufgeführt:

Schritt 1: Verwendung einer Software

Hier wählt der Designer eine geeignete Software aus, um eine kundenspezifische Leiterplatte zu erstellen. Eine solche Software ist EAGLE.

Schritt 2: Generierung der Folie

Anhand des fertigen Leiterplattenplans generiert der Anwender die Folie.

Schritt 3: Auswahl der Rohstoffe

Wenn ein einfaches Gerät entworfen werden soll, kann der Konstrukteur taschenfreundliches Material wie Papierphenol verwenden, das mit Kupferfolie verklebt wird.

Schritt 4: Bohren von Löchern

Maschinen und Bohrer helfen in diesem Stadium beim Bohren von Löchern. Hier kommen sowohl eine Handmaschine als auch eine CNC-Maschine zum Einsatz.

Schritt 5: Fixieren des Bildes

Hier legt der Designer eine saubere Kupferschicht auf den Drucker und speichert den entworfenen Layoutfilm auf dem Computer, bevor er den Befehl vom Computer aus mit einem Laserdrucker ausdruckt.

Schritt 6: Ätzen und Ablösen

In diesem Schritt wird das unerwünschte Kupfer, das an der kundenspezifischen Leiterplatte haftet, mit verschiedenen Chemikalien entfernt.

Schritt 7: Testen

Dies ist die letzte Phase und soll sicherstellen, dass die kundenspezifische Leiterplatte voll funktionsfähig ist.

Kennen Sie die Software für kundenspezifische Leiterplatten?

Gegenwärtig gibt es eine große Auswahl an Software auf dem Markt, die bei der Entwicklung kundenspezifischer Leiterplatten hilft. Zu den Top-Softwareprodukten gehören: PCB Artist, Altium Designer 17, Ultiboard, DipTrace, SOLIDWORKS PCB, PCBWeb, BSch3V, Gerbv, XCircuit, Eagle PCBs, KiCad EDA, CircuitMaker, DesignSpark PCB, Pad2pad, ZenitPCB, OrCAD, CircuitStudio, PCB123, FreePCB und CUSPICE

3.1 Vergleich verschiedener PCB-Design-Programme

Wie Sie gesehen haben, ist die Liste der für das PCB-Design verwendeten Software lang. Wir werden zwei Programme aus dem Katalog auswählen, um sie zu vergleichen. Natürlich können wir diese beiden Anwendungen auch zufällig auswählen. Werfen wir einen Blick auf DIPTrace und EAGLE CAD.

3.1.1 DipTrace

Diese Software hat viele beeindruckende Fähigkeiten. Das Programm kann Schaltplanerfassungen durchführen, die mit der Bibliothek verknüpft sind. Die Software kann auch Muster mit einem guten Bibliothekseditor erstellen. Die Benutzer dieses Programms können auf Tutorials und Support zugreifen. Die Software ist außerdem preisgünstig und hat optisch ansprechende Farben. Im Allgemeinen ist diese Software ideal für kleine und einfache benutzerdefinierte Leiterplatten.

3.1.2 EAGLE CAD

Diese Software ist in der Lage, elektrische Regeln zu überprüfen und vorwärts und rückwärts zwischen der Leiterplatte und dem Schaltplan zu kommentieren.

3.2. Was ist die beste Software für das Design von kundenspezifischen Leiterplatten?

Da es auf dem Markt eine Vielzahl von Software für den Leiterplattenentwurf gibt, ist es leichter gesagt als getan, die beste unter ihnen zu finden. Einige Entwurfsprogramme haben jedoch einen hohen Wiedererkennungswert aufgrund ihrer beeindruckenden Funktionalität. Eines davon ist EAGLE. Diese Software ist bemerkenswert benutzerfreundlich und zu einem moderaten Preis erhältlich. Die Software kann sowohl die Stapelverarbeitung von Dateien als auch die Kupferkaschierung durchführen.

Custom Circuit Board Layout Design

4.1: PCB-Layout-Design

Das Layout einer Leiterplatte erfordert ein gewisses technisches Know-how und die Kenntnis der für die Herstellung von Leiterplatten verwendeten Software. Sie müssen auch mit dem computergestützten System vertraut sein, das zur Herstellung von Leiterplatten verwendet wird, und über die Fähigkeiten verfügen, die für die Übertragung des grundlegenden Leiterplattenentwurfs auf die endgültige kundenspezifische Leiterplatte erforderlich sind.

4.2: Vergleich des Leiterplattenlayouts

Beim Vergleich verschiedener kundenspezifischer Leiterplattendesigns werden die folgenden Faktoren berücksichtigt:

1. Leiterplattengröße

2. verfügbare Lagen

3. Stromversorgungsnetz

4. 3D-Modellierung

5. Differentialpaar-Routing

4.3: PCB-Layout-Tutorial

Schritt 1: Konvertieren des Schaltplans in eine Leiterplatte

Wenn Sie den Schaltplan fertiggestellt haben, klicken Sie auf „In Leiterplatte konvertieren“ in dem spezifischen Editor, den Sie verwenden. Auf diese Weise wird der Schaltplan in eine Leiterplatte umgewandelt.

Schritt 2: Ziehen und Ablegen der Komponenten

Hier platzieren Sie das Dokument genau an der gewünschten Stelle. Wenn Sie eine sauber aussehende benutzerdefinierte Leiterplatte bevorzugen, können Sie die Komponenten, die eine ähnliche Funktion haben, nebeneinander platzieren.

Schritt 3: Skizzieren eines benutzerdefinierten Umrisses

Hier müssen Sie in das Ebenenmenü gehen und die Ebene für den Umriss der Leiterplatte auswählen. Dann klicken Sie auf den Umriss und löschen ihn. Als Nächstes erstellen Sie Ihre gewünschte Form mit den Leiterplattenwerkzeugen.

Schritt 4: Kupferfläche

In diesem Schritt werden verschiedene Teile zu einem Signal verbunden. Sie können eine Kupferfläche mit dem Werkzeugmenü erstellen.

Schritt 5: Routing

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Route zu vervollständigen. Wenn die Stromstärke an der Stelle, an der Sie die benutzerdefinierte Leiterplatte erstellen, gering ist, verwenden Sie die Funktion „Auto-Router“ oben auf der Seite. Wenn unterschiedliche Leiterbahngrößen benötigt werden, ist es am besten, das Routing manuell vorzunehmen.

Schritt 6: Löcher

Abgesehen davon, wofür Sie eine benutzerdefinierte Leiterplatte entwerfen, müssen Sie sie auch auf etwas montieren. Um zu diesem Zweck Löcher auf der Leiterplatte zu erstellen, verwenden Sie das Werkzeug „Löcher“ aus dem Menü „Werkzeuge“.

Schritt 7: Bilder und Text hinzufügen

Um Bilder und Text auf der Leiterplatte hinzuzufügen, gehen Sie zum Menü „Werkzeuge“ und suchen Sie das Text- oder Bildwerkzeug. Positionieren Sie Ihr bevorzugtes Buch oder nehmen Sie die gewünschten Änderungen vor.

Schritt 8: Fotoansicht

Wenn Sie mit den obigen Schritten fertig sind, ist es an der Zeit, das Ergebnis zu betrachten. Falls Sie mit der Farbe oder einem anderen Merkmal nicht zufrieden sind, können Sie es ändern. Wenn Sie mit dem Endergebnis zufrieden sind, klicken Sie auf „Fabrikationsausgabe“. Das hilft Ihnen, die benutzerdefinierte Leiterplatte zu kaufen.

Printed Circuit Board Reverse Engineering

Manchmal ist der Schaltplan nicht verfügbar. In solchen Fällen kann man mit den Daten aus dem PCB Reverse Engineering Ersatzteile herstellen. Das Reverse Engineering einer benutzerdefinierten Leiterplatte kann ein mühsamer und anspruchsvoller Prozess sein, aber manchmal muss er dennoch durchgeführt werden.

5.1 Warum wir Leiterplatten rekonstruieren

Warum sollten wir uns also die Mühe machen, Leiterplatten zu rekonstruieren, wenn man den damit verbundenen Zeit- und Arbeitsaufwand bedenkt? Nun, hier sind nur einige der wichtigsten Gründe:

• Um Komponenten auf der Leiterplatte zu ersetzen, die veraltet sind
• Um einige Komponenten der Leiterplatte neu zu positionieren
• Um die Funktionalität der Leiterplatte zu verbessern
• Analyse und Verbesserung der Sicherheitsanforderungen

Abschluss

Angesichts der enormen Rolle, die Leiterplatten in elektronischen Geräten spielen, muss die von Ihnen gewählte Leiterplatte ideal für Ihre Bedürfnisse sein. Zu Beginn dieses Artikels erklären wir Ihnen, was bei der Erstellung einer kundenspezifischen Leiterplatte zu beachten ist. Ich hoffe, diese Informationen werden Ihnen helfen. Wir haben auch versprochen, Ihnen dabei zu helfen, den richtigen Anbieter für Sie zu finden. Hier kommt WellPCB ins Spiel. Wenn es um zuverlässige, kostengünstige und langlebige Produkte geht, können Sie sich jederzeit auf uns verlassen. Unsere PCB-Lösungen sind auf Ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnitten.

Möchten Sie mehr über unsere hochwertigen Produkte erfahren? Ein Anruf genügt! Wir haben das Beste, und das alles nur für Sie.