Tento užitočný článok je pre každého, kto sa stretol s pojmami holé dosky alebo nulové PCB. Naučte sa ich význam a ako užitočné môžu byť pre vaše prototypy a návrhy.
úvod
Pred dosiahnutím hotového elektronického produktu budete zvyčajne potrebovať veľa testovacej práce. Na ceste možno budete potrebovať veľa nástrojov na prototypovanie a testovanie. Pri tomto sa môžete stretnúť s pojmami nula a holé PCB. Tieto dosky sú zvyčajne nevyhnutné počas procesu navrhovania.
Najprv možno zistíte, že doska na krájanie vyhovuje väčšine vašich pôvodných prototypov. Doska na chlieb však bude mať vždy svoje nedostatky. Zapojenia na chlebovú dosku sú dočasné, ľahko sa rozoberajú a nezohľadňujú obmedzenia rozloženia obvodu. Dosky na pečenie nanajvýš pomáhajú overiť vaše obvody na funkčnej úrovni.
Kde prichádzajú do hry Zero PCB?
Zero PCB sú dosky osadené medenými dierkami, ktoré nemajú preddefinované usporiadanie obvodov. Dizajnér vytvára dráhy na spojenie týchto otvorov. Ako môžete hádať, nula PCB funguje podobne ako doska na krájanie; len budete musieť spájkovať a spojiť komponenty dohromady cez otvory pre šišky na doske.
Nulové PCB prichádzajú v rôznych tvaroch, veľkostiach, farbách a zloženiach. Väčšina používateľov ich nájde v predaji v elektronických hobby obchodoch.
Nižšie je uvedený príklad nulovej dosky plošných spojov s spájkovanými súčiastkami. Všimnite si, že niektoré otvory pre šišky sú spolu spájkované, aby vytvorili dráhy obvodu.
Rôzne druhy nulových PCB
Zvyčajne uvidíte dva varianty nulových PCB: hnedú a zelenú. Zelený variant vyzerá na prácu o niečo elegantnejšie ako hnedý, z dôvodov, ktoré uvidíte nižšie.
FR1 Zero PCB
Ak chcete ušetriť na nákladoch, môžete použiť hnedý variant, ktorý väčšina ľudí nazýva aj FR1 (alebo bežne nazývané papierové) PCB. FR1 je skratka pre spomaľovač horenia 1. FR1 obsahuje laminát fenolového papiera (odtiaľ názov papierová doska plošných spojov). FR1 zvyčajne nájdete na jednostranných PCB na lacných elektronických produktoch, ako sú nabíjačky alebo adaptérové dosky.
Mnoho školských projektov používa FR1 nulové dosky plošných spojov pre svoje hlavné dosky počas ich úvodných elektronických kurzov.
FR4 Zero PCB
Jedným z najbežnejších a odolnejších materiálov používaných pri výrobe dosiek plošných spojov je štandardná doska plošných spojov FR4. FR4 PCB majú materiál FR4 (Flame Retardant 4) ako dielektrikum a sú zložené z tkaniny zo sklenených vlákien a epoxidovej živice. FR4 sú odolnejšie a majú vyššie pracovné teploty ako ich náprotivky FR1.
S charakteristikami uvedenými vyššie sú FR4 zero PCB dokonalé ako prototypové materiály pre rôzne aplikácie vrátane logiky, napájania, RF, telekomunikácií a ďalších.
Kde prichádzajú do hry holé PCB?
Počas procesu návrhu budete mať vždy k dispozícii dávky dosiek plošných spojov s rozložením obvodov. Spočiatku tieto dosky plošných spojov nemajú na sebe súčiastky, preto sa nazývajú holé plošné spoje. Holé dosky plošných spojov majú všetky potrebné vrstvy detailov na naplnenie vašej dosky komponentmi. Tieto vrstvy detailov zahŕňajú vrstvy spájkovacej masky, sieťotlače a fólie. Používatelia môžu ľahšie zostaviť dosku s komponentmi a informáciami týkajúcimi sa týchto podrobných vrstiev.
Používateľ by mal navrhnúť holú PCB pred jej výrobou. Dizajnér zvyčajne používa na vytvorenie dosky CAD program. Takéto programy zahŕňajú KiCAD, Cadence, OrCAD, EasyEDA a Fusion. Potom používateľ vygeneruje výrobné súbory. Tieto výrobné súbory (výstupy výroby) sú zvyčajne vo formáte Gerber. Výrobný závod PCB zvyčajne vyžaduje súbory Gerber na výrobu nulových dosiek plošných spojov.
Zostavená doska plošných spojov je doska plošných spojov, v ktorej sú komponenty naplnené, umiestnené a spájkované. Ľudia môžu vykonať proces montáže ručne alebo nechať stroj na vyberanie a umiestňovanie, aby to urobil za nich. Dávalo by zmysel, aby vaše PCB zostavil stroj, najmä ak je zahrnutých veľa PCB.
Testovanie holých dosiek
Po výrobe by používatelia mali holé dosky dôkladne otestovať, aby sa uistili, že neobsahujú chyby. Testovanie by malo zahŕňať kontrolu kontinuity a skratu. Našťastie automatizované procesy vykonávajú kontroly po výrobe dosiek. Nižšie nájdete rôzne testovacie procesy.
Test upevnenia (testovanie na okruhu)
Test upevnenia alebo testovanie v obvode (tiež nazývané ICT) je bežne používaný proces na testovanie dosiek plošných spojov. Proces zahŕňa mechanické upevnenie s lôžkom klincov. Tieto lôžka klincov sú testovacie prípravky (zložené z elektricky vodivých pogo kolíkov), ktoré prichádzajú do kontaktu so skutočným usporiadaním obvodu PCB. Po kontakte sa vykonajú elektrické kontroly, aby sa zistilo, či na doskách nie sú skraty, prerušenia alebo nežiaduce spojenia.
Najlepšie je pripraviť si návrhy holých dosiek plošných spojov predtým, ako podstúpite test upevnenia. Aby ste to dosiahli, musíte na svoje dosky zahrnúť fyzické testovacie body. Tieto body by sa mali zhodovať so zodpovedajúcim špendlíkom, ktorý na nich pristane. Niekedy môžu byť priechody použité ako testovacie body, ak sú kompatibilné s kolíkmi Pogo.
Test lietajúcej sondy
Keď testy prípravku nedokážu zvládnuť túto úlohu alebo potrebujete väčšiu rýchlosť a presnosť, môžete urobiť test lietajúcou sondou. Testy lietajúcou sondou sú flexibilnejšie, pretože mechanické rameno siaha cez testovacie body na elektrické kontroly. Tento test môžete vykonať aj vtedy, keď sú komponenty v ceste. Okrem toho môže byť výroba testovacích prípravkov, ktoré nie sú potrebné na test lietajúcej sondy, nákladná a časovo náročná.
Test lietajúcej sondy pozostáva z robotického (CNC štýl) mechanického ramena. Presnosť a rýchlosť ramena určujú úsporu nákladov v porovnaní s testom IKT. Test lietajúcou sondou je ako bezkontaktný bodový test a je vo všeobecnosti bezpečnejší v porovnaní s nárazom alebo namáhaním, ktoré môže ICT zariadenie aplikovať na vaše dosky plošných spojov.
Záver
Dozvedeli ste sa o holých a nulových PCB. Holé dosky v zásade nemajú namontované komponenty a pochádzajú z výroby. Zero PCB sú prototypové dosky, ktoré testujú vaše obvody, ktoré sú spoľahlivejšie a odolnejšie ako obvody na doske. Dozvedeli ste sa tiež o rôznych metódach testovania vyrobené dosky.