Τύποι κυκλωμάτων

1. Τυπωμένη πλακέτα κυκλώματος

Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι απαραίτητη για την κατασκευή του κυκλώματος. Το PCB χρησιμοποιείται για την τακτοποίηση των εξαρτημάτων και τη σύνδεσή τους με ηλεκτρικές επαφές. Γενικά για την προετοιμασία ενός PCB απαιτείται πολλή προσπάθεια όπως ο σχεδιασμός της διάταξης του PCB, η κατασκευή και η δοκιμή του PCB. Ο σχεδιασμός PCB εμπορικού τύπου είναι μια περίπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει το σχέδιο χρησιμοποιώντας λογισμικό σχεδιασμού PCB όπως ORCAD, EAGLE, κάνοντας σκίτσο καθρέφτη, χάραξη, κονσερβοποίηση, διάτρηση κ.λπ. Από την άλλη πλευρά, ένα απλό PCB μπορεί να κατασκευαστεί εύκολα. Αυτή η διαδικασία θα σας βοηθήσει να φτιάξετε ένα σπιτικό PCB.

Δημιουργία σπιτικού PCB

Απαιτούμενο υλικό για PCB:

• Χαλκός με επένδυση - Διατίθεται σε διαφορετικά μεγέθη.
• Διάλυμα χλωριούχου σιδήρου - Για χάραξη (Αφαίρεση του χαλκού από μια ανεπιθύμητη περιοχή
• Τρυπάνι χειρός με κομμάτια του απαιτούμενου μεγέθους.
• OHP μαρκαδόρο, σκίτσο, ανθρακούχο χαρτί κ.λπ.

Διαδικασία σχεδιασμού PCB βήμα προς βήμα:

• Κόψτε την πλακέτα χαλκού χρησιμοποιώντας μια λεπίδα Hacksaw για να λάβετε το απαιτούμενο μέγεθος.
• Καθαρίστε την πλακέτα χαλκού χρησιμοποιώντας διάλυμα σαπουνιού για να αφαιρέσετε τη βρωμιά και το λίπος.
• Σχεδιάστε το διάγραμμα στο χαρτί σκίτσων χρησιμοποιώντας το στυλό OHP σύμφωνα με το διάγραμμα κυκλώματος και σημειώστε τα σημεία που θα τρυπηθούν ως τελείες.
• Στην αντίθετη πλευρά του σκίτσου, θα δείτε την εντύπωση του διαγράμματος στο αντίστροφο σχέδιο. Αυτό είναι το Mirror Sketch που χρησιμοποιείται ως κομμάτια PCB.
• Τοποθετήστε το χαρτί άνθρακα πάνω από την πλευρά με επίστρωση χαλκού της επένδυσης. Τοποθετήστε το σκίτσο Mirror πάνω του. Διπλώστε τις πλευρές των χαρτιών και στερεώστε την με ταινία τσέλο.
• Χρησιμοποιώντας ένα στυλό, σχεδιάστε το σκίτσο του καθρέφτη ασκώντας πίεση.
• Αφαιρέστε τα χαρτιά. Θα λάβετε το σκίτσο άνθρακα του σκίτσου καθρέφτη στον πίνακα με χαλκό.
• Χρησιμοποιώντας το στυλό OHP, τραβήξτε τις σημάνσεις άνθρακα που υπάρχουν στην χαλκοσανίδα. Τα σημεία διάτρησης πρέπει να επισημαίνονται ως τελείες. Το μελάνι θα στεγνώσει εύκολα και το σκίτσο θα εμφανίζεται ως γραμμές στο χαλκό με επένδυση.
• Τώρα ξεκινήστε τη χάραξη. Είναι η διαδικασία αφαίρεσης του αχρησιμοποίητου χαλκού από το ταμπλό χρησιμοποιώντας μια χημική μέθοδο. Για να επιτευχθεί αυτό, πρέπει να τοποθετηθεί μάσκα στο χαλκό που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Αυτό το μέρος του καλυμμένου χαλκού λειτουργεί ως αγωγός για τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Διαλύστε 50 gms σκόνη χλωριούχου σιδήρου σε 100 ml Luke ζεστό νερό. (Διατίθεται επίσης διάλυμα χλωριούχου σιδήρου). Τοποθετήστε την πλακέτα με χαλκό σε ένα πλαστικό δίσκο και ρίξτε το διάλυμα χάραξης πάνω του. Ανακινήστε συχνά τη σανίδα για να διαλύσετε εύκολα το χαλκό. Εάν γίνει στο φως του ήλιου, η διαδικασία θα είναι γρήγορη.
• Αφού αφαιρέσετε όλο το χαλκό, πλύνετε το PCB σε νερό βρύσης και στεγνώστε το. Τα κομμάτια χαλκού θα είναι κάτω από το μελάνι. Αφαιρέστε το μελάνι με βενζίνη ή αραιωμένο.
• Τρυπήστε τα σημεία συγκόλλησης χρησιμοποιώντας το τρυπάνι χειρός. Το μέγεθος του τρυπανιού πρέπει να είναι
  • Τρύπες IC - 1 mm
  • Αντίσταση, πυκνωτής, τρανζίστορ - 1,25 mm
  • Δίοδοι - 1,5 mm
  • Βάση IC - 3mm
  • LED - 5mm
• Μετά τη διάτρηση, επιστρώστε το PCB χρησιμοποιώντας βερνίκι για να αποφύγετε την οξείδωση.

Ένας τρόπος δοκιμής της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος

Κάντε έναν απλό ελεγκτή σε ένα κομμάτι κόντρα πλακέ για να ελέγξετε γρήγορα τα εξαρτήματα πριν κάνετε ένα κύκλωμα. Μπορεί να κατασκευαστεί εύκολα χρησιμοποιώντας καρφίτσες σχεδίασης, LED και αντιστάσεις. Ο πίνακας δοκιμών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έλεγχο, Δίοδοι, LED, IR LED, Φωτοδίοδος, LDR, Thermister, Δίοδος Zener, Τρανζίστορ, Πυκνωτής και επίσης για τον έλεγχο της συνέχειας των ασφαλειών και των καλωδίων. Είναι φορητό και λειτουργεί με μπαταρία. Είναι εξαιρετικά χρήσιμο για κατασκευαστές έργων και μειώνει τη δουλειά των πολυμέτρων δοκιμών.

Πάρτε ένα μικρό κομμάτι κόντρα πλακέ και χρησιμοποιώντας καρφίτσες σχεδίασης δημιουργήστε σημεία επαφής όπως φαίνεται στη φωτογραφία. Οι συνδέσεις μεταξύ των επαφών μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας λεπτό σύρμα ή χαλύβδινο σύρμα.

Δοκιμή του πίνακα

Συνδέστε την μπαταρία 9 volt και ξεκινήστε να ελέγχετε τα εξαρτήματα.

1. Τα σημεία X και Y χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο και τον προσδιορισμό της τιμής του Zener (Είναι δύσκολο να διαβάσετε την τιμή που εκτυπώνεται στη δίοδο Zener). Τοποθετήστε το Zener με τη σωστή πολικότητα μεταξύ των σημείων X και Y. Βεβαιωθείτε ότι βρίσκεται σε στενή επαφή με τα σημεία X και Y. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ταινία βιολοντσέλο για να διορθώσετε το Zener. Στη συνέχεια χρησιμοποιώντας ένα ψηφιακό πολύμετρο , μετρήστε την τάση μεταξύ των σημείων Α και Β. Θα είναι η τιμή του Zener. Σημειώστε ότι, δεδομένου ότι χρησιμοποιείται η μπαταρία 9 volt, μπορούν να δοκιμαστούν μόνο τα zeners κάτω των 9 volt.

2. Τα σημεία C και D χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή διαφορετικών ειδών διόδων όπως Δίοδος ανορθωτή, δίοδος σήματος, LED, υπέρυθρες λυχνίες LED, φωτοδίοδος κ.λπ. Μπορούν επίσης να δοκιμαστούν τα LDR και θερμικά. Τοποθετήστε το εξάρτημα μεταξύ C και D με τη σωστή πολικότητα. Το πράσινο LED θα ανάψει. Αντίστροφη η πολικότητα του εξαρτήματος (εκτός από LDR και Thermister) το πράσινο LED δεν πρέπει να ανάβει. Τότε το συστατικό είναι καλό. Εάν η πράσινη λυχνία LED ανάβει κατά την αλλαγή της πολικότητας, το εξάρτημα είναι ανοιχτό.

3. Τα σημεία C, B και E χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του τρανζίστορ NPN. Τοποθετήστε το τρανζίστορ πάνω από τις επαφές έτσι ώστε ο συλλέκτης, η βάση και ο πομπός να έρχονται σε άμεση επαφή με τα σημεία C, B και E. Η κόκκινη λυχνία LED θα ανάψει ελαφρώς. Πατήστε S1. Η φωτεινότητα των LED αυξάνεται. Αυτό δείχνει ότι το τρανζίστορ είναι καλό. Εάν έχει διαρροή, ακόμη και χωρίς να πατήσετε το S1, η λυχνία LED θα είναι φωτεινή.

4. Τα σημεία F και G μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο συνέχειας. Ασφάλειες, καλώδια , κλπ μπορούν να δοκιμαστούν εδώ για συνέχεια. Η συνέχεια των περιελίξεων του μετασχηματιστή, των ρελέ, των διακοπτών κ.λπ. μπορεί να ελεγχθεί εύκολα. Τα ίδια σημεία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο πυκνωτών. Τοποθετήστε το + ve του πυκνωτή στο σημείο F και αρνητικό στο σημείο G. Το κίτρινο LED θα ανάψει πλήρως πρώτα και μετά θα σβήσει. Αυτό οφείλεται στη φόρτιση του πυκνωτή. Εάν είναι έτσι, ο πυκνωτής είναι καλός. Ο χρόνος που απαιτείται για τη μείωση του LED εξαρτάται από την τιμή του πυκνωτή. Ένας πυκνωτής υψηλότερης τιμής θα διαρκέσει λίγα δευτερόλεπτα. Εάν ο πυκνωτής είναι κατεστραμμένος, το LED είτε θα ανάψει πλήρως είτε δεν θα ανάψει.

Πίνακας δοκιμών

2. Τσιπ στο πλοίο

Το chip on board είναι μια τεχνολογία συναρμολόγησης ημιαγωγών, όπου το μικροτσίπ τοποθετείται απευθείας στην πλακέτα και συνδέεται ηλεκτρικά με καλώδια. Διαφορετικές μορφές Chip On Board ή COB χρησιμοποιούνται τώρα για την κατασκευή κυκλωμάτων αντί για τη συμβατική συναρμολόγηση χρησιμοποιώντας διάφορα εξαρτήματα. Αυτά τα τσιπ κάνουν την πλακέτα κυκλώματος συμπαγή μειώνοντας τόσο το χώρο όσο και το κόστος. Οι κύριες εφαρμογές περιλαμβάνουν παιχνίδια και φορητές συσκευές.

2 τύποι COB:

1. Τεχνολογία τσιπ και σύρματος : Το μικροτσίπ συνδέεται στην πλακέτα και συνδέεται με σύρμα.
2. Τεχνολογία Flip Chip : Το μικροτσίπ συνδέεται με προσκρούσεις συγκόλλησης στα σημεία τομής και συγκολλάται αντίστροφα στο ταμπλό. Γίνεται χρησιμοποιώντας αγώγιμη κόλλα στο οργανικό PCB. Αναπτύχθηκε από την IBM το 1961.

Το COB αποτελείται ουσιαστικά από μια μη συσκευασμένη μήτρα ημιαγωγών που συνδέεται απευθείας στην επιφάνεια ενός εύκαμπτου PCB και σύρματος που συνδέεται για να σχηματίσει τις ηλεκτρικές συνδέσεις. Στο τσιπ εφαρμόζεται επίστρωση εποξικής ρητίνης ή σιλικόνης για την ενθυλάκωση του τσιπ. Αυτός ο σχεδιασμός παρέχει υψηλή πυκνότητα συσκευασίας, βελτιωμένα θερμικά χαρακτηριστικά κ.λπ. Το συγκρότημα COB χρησιμοποιεί τη Μικροτεχνολογία C-MAC που προσφέρει πλήρως αυτοματοποιημένη συναρμολόγηση του τσιπ. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συναρμολόγησης, μια γκοφρέτα της γυμνής μήτρας κόβεται και τοποθετείται πάνω σε ένα LTCC ή ένα παχύ κεραμικό ή εύκαμπτο PCB και στη συνέχεια τραυματίζεται σύρμα για να δώσει τις ηλεκτρικές συνδέσεις. Στη συνέχεια, η μήτρα προστατεύεται χρησιμοποιώντας τις τεχνικές ενθυλάκωσης Glob top ή Cavity fill.

Η κατασκευή ενός τσιπ επί του σκάφους περιλαμβάνει 3 σημαντικά βήματα:

1. Δ δηλαδή προσάρτηση ή στερέωση : Περιλαμβάνει εφαρμογή κόλλας στο υπόστρωμα και στη συνέχεια στερεώνει το τσιπ ή τη μήτρα πάνω σε αυτό το συγκολλητικό υλικό. Αυτή η κόλλα μπορεί να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως διανομή, εκτύπωση με διάτρητο ή μεταφορά καρφιτσών. Μετά την προσάρτηση, η κόλλα εκτίθεται σε θερμότητα ή υπεριώδες φως για να αποκτήσει ισχυρές μηχανικές, θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες.

δύο. Συγκόλληση καλωδίων : Περιλαμβάνει τη σύνδεση των καλωδίων μεταξύ της μήτρας και της πλακέτας. Περιλαμβάνει επίσης συγκόλληση από chip σε chip.

3. ΚΑΙ n κάψουλα : Η ενθυλάκωση καλωδίων καλωδίων και δεσμών γίνεται με τη διάδοση υγρού υλικού ενθυλάκωσης πάνω στη μήτρα. Η σιλικόνη χρησιμοποιείται συχνά ως ενθυλακωτικό.

Πλεονεκτήματα του Chip επί του σκάφους

1. Δεν υπάρχει ανάγκη συναρμολόγησης εξαρτημάτων που μειώνει το βάρος του υποστρώματος και το βάρος συναρμολόγησης.
2. Μειώνει τη θερμική αντίσταση και τον αριθμό των διασυνδέσεων μεταξύ της μήτρας και του υποστρώματος.
3. Βοηθά στην επίτευξη της μικροποίησης που μπορεί να αποδειχθεί οικονομικά αποδοτική.
4. Είναι εξαιρετικά αξιόπιστο λόγω του χαμηλότερου αριθμού αρμών συγκόλλησης.
5. Είναι εύκολο στην αγορά.
6. Είναι προσαρμόσιμο σε υψηλές συχνότητες.

Μια απλή εφαρμογή εργασίας του COB

Ένα κύκλωμα απλής μελωδίας Single Music COB που χρησιμοποιείται στο κουδούνι φαίνεται παρακάτω. Το τσιπ είναι πολύ μικρό με ηλεκτρικές επαφές. Το τσιπ είναι ένα ROM με προ-ηχογραφημένη μουσική. Το τσιπ λειτουργεί με 3 βολτ και η έξοδος μπορεί να ενισχυθεί χρησιμοποιώντας έναν μόνο ενισχυτή τρανζίστορ.

Άλλες εφαρμογές COB περιλαμβάνουν Καταναλωτές, Βιομηχανικά, Ηλεκτρονικά, Ιατρικά, Στρατιωτικά και Ηλεκτρονικά.