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设计自己的PCB(印刷电路板)指南

在本文中,您将逐步了解如何设计自己的PCB。

印刷电路板(pcb)是一种通过在铜层上蚀刻元件来连接元件的电路。它们对我们使用的每一种电子设备都是必不可少的,从智能手机和笔记本电脑中的电脑到不久的将来的全自动汽车。

所以这也就不足为奇了全球多氯联苯市场预计到2024年底将达到106亿美元,但如何着手制造自己的PCB呢?

设计自己的PCB

设计自己的PCB的步骤

  • 创建PCB示意图
  • 设计PCB
  • 构建PCB

步骤1:创建PCB原理图

在你做任何事情之前,重要的是要有一个PCB示意图或蓝图。这可以通过两种方式获得:在线查找现成的图表或从头开始绘制图表。对于前者,有许多免费的电路原理图在资源网站上,如电路基础知识和所有PCB。

但是,如果您想创建自己的原理图,那么您需要确定两件事:要构建的PCB类型和要使用的组件。例如,如果你想创造一个机器人,你将需要传感器,电机,甚至在设计一个球脚轮。当然,这个过程需要电气工程方面的中级知识,所以只有当你能自信地在PCB设计中放置所有正确的元件时,才可以尝试创建自己的原理图。

第二步:设计PCB

在你有了蓝图之后,是时候为它创建一个3D模型了,这样就可以打印了。这可能有点复杂,但过程可以简化使用PCB设计软件。下面是其中的一些。

Autodesk的Eagle

也许今天最流行的PCB设计软件是Autodesk的Eagle,这是一个与上述所有操作系统兼容的免费设计和原理图软件。这是一种为每个人设计的PCB软件,这意味着它不仅是免费的;它还提供了所有你需要创建一个完整的PCB设计。同时,设计越复杂,软件对初学者的友好性就越差。

Altium设计师

Altium Designer通过统一PCB设计中独立但相连的元素来解决上述问题,从原理图和元件放置到布线跟踪和设计文件的生成。

此外,Altium Designer与Eagle软件的兼容性使那些已经熟悉后者的人更容易使用。当您基于现有的原理图进行设计、组合设计或将更复杂的连接输入基本的原理图或PCB布局时,这种互操作性非常重要。

盖比特

但如果你是一个绝对的初学者,你可能会有更好的运气使用格培多。由Gumstix开发,Geppetto将拖放功能引入PCB设计。Eagle是免费的,Altium Designer面向从初学者到资深设计师的所有人,Geppetto也是一个在线服务,您可以使用它来设计PCB,进行测试、生产并送货上门。

选择正确的PCB设计软件将决定你能多有效地达到你需要的设计。

步骤3:构建PCB

一旦你有你的PCB文件准备好,你现在可以在家里创建它或发送给制造商。如果你要做前者,首先要确保你有以下材料:

  • 照片或光面纸
  • 铜板
  • 三氯化铁溶液
  • PCB钻头

首先,将PCB设计打印在光面纸上,然后将光面贴在铜板上。熨一下,它就会“印”到铜上。

下一个过程,蚀刻,是简单的,但需要谨慎。这包括将铜浸入氯化铁溶液中,使最外层的未屏蔽铜(不导电)从板上溶解。

发表在《自然》杂志上的一项研究警告说三氯化铁是非常酸性的,所以一定要戴手套。别把它扔到水槽里!它会腐蚀你的管道。相反,用(大量)水稀释溶液,密封,然后把它扔进垃圾箱。

一旦它干了,抓起一个钻头,仔细追踪照片纸留下的线条。那你就完了。你现在可以购买元件,你需要让你的PCB功能和焊接到电路板上。

将设计发送给制造商

同样,如果这个过程似乎令人望而生畏或你没有材料,你可以随时发送你的设计到PCB制造商如Seeed工作室打印,有时组装到你的电路板上的组件(额外收费)。

只需确保你的PCB文件格式是.gerber,因为这使他们更容易决定如何打印你的电路板。一些制造商如OSH Park接受KiCad等其他格式。在任何情况下,最好在发送文件之前检查他们的要求。

预计在董事会上的花费在50美元左右,不过如果不是那么复杂的话,可能会更低。如果你让制造商也焊接组件,你需要为所使用的每个组件付费。别忘了在你的计算中包括他们的服务费和送货费。

摘要

尽管所有提到的设计软件在某些方面有所不同,但它们都遵循相同的基本步骤:原理图创建、空白PCB布局、PCB设计和元件放置。

这可能是一项具有挑战性的任务,特别是对初学者来说,但如果你知道自己在做什么,你可以重新设计PCB来修理家里的电子产品,改进PCB设计,使设备更小和/或更高效,或者为自己的发明从头开始创建自己的PCB。


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