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手把手教你做一塊電路板,從設(shè)計(jì)到制作!

大家好,今天和大家聊聊:

1. 什么是原理圖?
2. 什么是封裝?
3. 從原理圖又如何變成PCB?
4. PCB又如何最終生成電路板?
5. 什么叫SMT?
6. 總結(jié)

本篇文章內(nèi)容較為基礎(chǔ),大??梢岳@行。 

01

什么是原理圖?
首先談?wù)勗韴D的概念:電路板上各器件之間連接原理的圖表。

也就是說,只要能反映電路原理的圖表都是原理圖。

那么,無論是手繪還是電腦,只要能讓讀者看懂電路原理即可。

什么是電路原理?

舉個(gè)例子:

為什么電路板的LED能發(fā)光?我們都知道只要給LED通上電,LED就能發(fā)光,

這是我們都知道的一個(gè)事實(shí),如果我們什么都不知道呢?

給你一個(gè)新電路板,到底電路板該如何工作?工作原理是什么?

出了問題要怎么維修?

這就是原理圖要干的事情,描述電路系統(tǒng)工作過程。

手繪原理圖:


當(dāng)然,想要將電路設(shè)計(jì)制作出具體的電路板,無論你的電路圖是是手繪還是EDA軟件繪制,都必須用EDA軟件!

02
什么是封裝?
“封裝,就是指把硅片上的電路管腳,用導(dǎo)線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接.封裝形式是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼。它不僅起著安裝、固定、密封、保護(hù)芯片及增強(qiáng)電熱性能等方面的作用,而且還通過芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件相連接,從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部芯片與外部電路的連接。(本段來源網(wǎng)絡(luò))

繞口對(duì)嗎?

講得直白點(diǎn),舉個(gè)例子。

我們的電路上有個(gè)電阻,電阻大家都知道吧,長這個(gè)樣子,這種叫插件電阻。插件電阻是有長度和直徑之分的。

當(dāng)然,還有貼片電阻,也有長度和寬度不同之分。



大家想想,如果這些電阻需要安裝到電路板上,如果是不同大小或者尺寸的貼片電阻,焊盤的大小是不是不一樣,看紅色框出來的就是焊盤。

那么這個(gè)焊盤的大小,以及焊盤的間距, 就稱為電阻的封裝。

就是說,能在電路板上找到一個(gè)合適的位置給電阻或者其他元件正常安裝上去,這個(gè)合適的位置就稱為封裝!



可以說,封裝脫離了PCB將沒有如何意義。

大家就會(huì)想了,封裝和PCB是一起的,那么原理圖和PCB又有什么關(guān)系呢?

03
電路原理圖和PCB又有什么關(guān)系呢?

從上文可以知道,原理圖是用來描述整個(gè)系統(tǒng)電路的原理的,封裝是在PCB上給元件提供安裝位置的。

那么大家想過沒有?

電路原理圖繪制完成之后,如何把電路原理圖上的元件PCB上的元件封裝對(duì)應(yīng)上去呢?

這個(gè)就是電路原理圖的作用!

目的在于,將PCB上的各個(gè)元件的封裝進(jìn)行有規(guī)律的鏈接在一起,讓電路能夠正常的工作。

這個(gè)“規(guī)律”是什么?按照原理圖的連接就是規(guī)律!


第一步,首先應(yīng)該是要繪制原理圖對(duì)吧

電流采樣板

第二步,按照原理圖的連線規(guī)律,給元件添加好封裝之后,生成PCB,此時(shí)可以在PCB上看到電氣連線【也就是我們說的連線規(guī)律



第三步,參考原理圖的電氣連線,完成PCB的布線【此時(shí)的布線就是電路板的導(dǎo)線】。


這里可以提一個(gè)小問題,大家對(duì)面上面的2個(gè)圖,有看出哪里不同嗎?

提示:可以看R11和C16兩個(gè)器件

完成PCB布線后,可以看看PCB的預(yù)覽圖。


最后還可以看看3D效果圖。


04

PCB又如何最終生成電路板?

PCB繪制完成后,需要找到一家代工廠進(jìn)行電路板制作打樣。
然后就可以拿到樣板,如下圖:

電流采樣板

購買對(duì)應(yīng)的器件,手工焊接完成即可得到電路板:

電流采樣板

看著板子上的這些密密麻麻的器件就能夠知道,要完成一塊電路板,不單單要完成設(shè)計(jì)原理圖、PCB布線這些在PC端的工作,還需要進(jìn)行元器件選型,焊接等過程。整個(gè)流程雖說不復(fù)雜,但也需要花時(shí)間和精力去完成。

特別是在后者,買元器件和焊接這2個(gè)步驟上。

元器件種類多,去哪里買?是否會(huì)買到翻新件?

手工焊接費(fèi)時(shí)費(fèi)力,必須要專注,不能出錯(cuò)。如果需要批量生產(chǎn),難道也要一塊一塊的焊接嗎?

咋辦?這個(gè)就牽扯到SMT了。

05

什么叫SMT?

SMT:是表面組裝技術(shù)(表面貼裝技術(shù))(Surface Mounted Technology的縮寫),是電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。

將一種將無引腳或短引線表面組裝元器件(簡(jiǎn)稱SMC/SMD,中文稱片狀元器件)安裝在印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)的表面或其它基板的表面上,通過再流焊或浸焊等方法加以焊接組裝的電路裝連技術(shù)。

也就是說,有專門的機(jī)器來完成元器件安裝焊接過程,無需人工。

06

最后

總的來說,這篇文章較為基礎(chǔ),完成一塊電路板的制作,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不像文中說的這么輕巧。

但流程大致相同:繪制原理圖、PCB設(shè)計(jì)、PCB打樣生產(chǎn)、物料準(zhǔn)備、焊接【人工或SMT】

還有一個(gè)問題,物料準(zhǔn)備,元器件的購買,也是一門學(xué)問,很少能在一個(gè)店鋪里買到所有的器件,而且還要保證器件的可靠性,器件回來之后還要焊接。

對(duì)PCB還有什么知識(shí)想要了解的?歡迎文末留言。

作者

作者:張巧龍, 來源:大魚機(jī)器人

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