Розробка друкованої плати

Друковану плату (ДП) металошукача на биттях побудували у середовищі Sprint-Layout 6.0. Програма Sprint-Layout – це простий набір інструментів для створення рисунка односторонніх і двосторонніх друкованих плат [13]. Програмне забезпечення узгоджене зі всіма функціями, які необхідні для конструювання друкованих плат.

Програма Sprint-Layout оснащена інструментарієм для рисування отворів, контактних отворів, доріжок, зон, текстових ярликів і так далі Можна вибрати тип об'єкту з декількох варіантів, представлених в широкому діапазоні.

Програмою передбачена розробка двох рисунків: металізованого покриття плат і тканинного екрану для кожної сторони плати. Додаткові можливості - це маски припою, заземлення, тестового сигналу і так далі

Вбудований автомаршрутизатор може допомогти виконати схему з'єднань елементів на платі.

Опція “Вигляд-фотографія” дозволяє побачити плату, так якби вона була вже виготовлена. Ця опція допомагає знайти помилки на проектованій платі.

Розширена бібліотека приведена для декількох радіокомпонентів, у тому числі і для контактних поверхонь.

Більшість опцій вибираються під час проектування малюнка плати, компоненти встановлюються безпосередньо на електронному малюнку плати або схематично на папері або плівці.

Координатна сітка дозволяє точно розміщувати елементи рисунка. Сітка виводиться і відображається відповідно до вибраного масштабу рисунка. Зображення сітки відсутнє, якщо розмір масштабу дуже малий для відображення сітки, проте прив'язка до сітки координат елементів все одно проводиться.

Щоб вимкнути повністю сітку, треба, натиснувши клавішу CTRL на клавіатурі, пересунути активований в даний момент об'єкт за межі плати.

Розміри сітки можна змінювати. Це не впливає на малюнок. Якщо бажане розміщення плати не досягнуте, треба зменшити крок сітки. Рекомендується використовувати 1/10 дюйма (2, 54 мм) як розмір за замовчуванням або його долі. Для цифрових ІС бажаний крок 1, 27 мм.

Щоб встановити розмір сітки, кликніть внизу на лівій панелі інструментів. Активується підменю, в якому запропоновано сім величин кроків сітки, розміри яких підходять для більшості компонент. Можна додати свої величини сітки підменю. Викличте опцію ADD NEW CRID VALUE. з підменю, щоб додати крок сітки, визначений користувачем. У підменю можна ввести розміри кроку сітки від 0, 01 до 99, 9 мм. Вибрану величину необхідно підтвердити за допомогою кнопки OK. Сітка буде доступна з підменю сітки і відразу ж після виклику активізується.

Величини сіток, визначених користувачем, перераховані нижче за величини, встановлені за замовчуванням в підменю сітки. Щоб вилучити з підменю визначену користувачем сітку, її треба спочатку активувати. Викличте REMOVE NEW CRID VALUE з підменю сітки (поточна сітка вказана маленькою галочкою).

Щоб вимкнути установку сітки, утримуйте клавішу CTRL.

Щоб створити отвори, треба вибрати відповідний режим за допомогою кнопки на лівій панелі інструментів.

Програма Sprint-layout пропонує декілька видів отворів. Поточна форма показана на кнопці меню. Для вибору іншої форми кликніть кнопкою-стрілкою правіше за кнопку отвору.

Якщо опція THROUGH PAD (крізний отвір) вибрана, отвір з'явиться на обох сторонах плати автоматично. Це відобразиться на заштрихованому екрані червоним кольором отвору.

Пересувайте курсор мишки на плату тільки тоді, коли вибраний режим отвору. Кожен клік додасть отвір на малюнок. Режим отвору може бути відмінений натисненням правої кнопки мишки.

Отвори завжди комбінуються з отворами для кріплення. Отвори для кріплення зазвичай без металізованого покриття. Це полегшує додавання отворів на металізовані зони або широкі доріжки. Для розміщення отворів поза сіткою треба утримувати клавішу CTRL. Розмір зовнішнього і внутрішнього діаметрів отвору встановлюються на лівій панелі інструментів. Щоб намалювати металізовану доріжку, треба вибрати відповідний режим на лівій панелі інструментів.

Використовуйте клавішу SPACE на клавіатурі для знаходження оптимального маршруту для доріжки. Щоб зафіксувати доріжку і продовжити роботу з наступним елементом, кликніть кнопкою. Використовуйте праву кнопку мишки для відміни процесу. Утримуючи клавішу CTRL, можна помістити отвір поза сіткою. Погоджуйте ширину доріжки за допомогою лівої панелі інструментів. Найменша ширина доріжки залежить від вихідного пристрою (екрану, принтера і інше). Введена нульова ширина змусить вихідний пристрій згенерувати найменшу доступну для нього ширину лінії.

Якщо вибрана ширина доріжки малюнка, її значення можна зберегти в підменю, яке відкриється при клацанні на кнопку зліва від введення значення ширини. Виберіть опцію ADD для додавання поточного значення ширини в підменю. При необхідності можна просто викликати збережене значення підменю. Для видалення значення з підменю виберіть необхідне значення і викличте опцію REMOVE з підменю. Не існує відмінностей між створенням макросу і будь-якого іншого малюнка. Використовується мідне покриття (С1, С2) для отворів і шар тканинного екрану (S1, S2) для компонентів схеми. Схеми можна просто намалювати за допомогою звичайних схемних елементів (кіл, доріжок і так далі) на шарі тканинного екрану.

При створенні макросу, стежите, щоб компоненти схеми лежали на першій стороні плати. Це означає, що шари слід використовувати для макросів таким чином: шар тканинного екрану завжди буде S1 (компоненти лежать на стороні-платі 1). Тоді мідний шар буде С1 для елементів, що напаяли, і С2 для “нормальних” компонентів.

Класифікація методів виготовлення ДП показана на рис.2.19.

Рис.2.19. Методи виготовлення друкованих плат

Вибір і обґрунтування методу виготовлення ДП:

Для виготовлення ДП по даному завданні я обираю технологію “лазерного принтера і праски” [14], [15].

Дана технологія виготовлення ДП з'явилася недавно, але одразу отримала широке використання в силу своєї простоти і високої якості ДП. Основою технології служить переніс тонера (порошку, який використовується при друкуванні в лазерних принтерах) з певної підкладки на саму ДП. При цьому можливі два варіанти: або підкладка, яку ми використовували відділяється від плати перед процесом травлення, або, якщо підкладка – алюмінієва фольга, то при процесі травлення вона зтравиться разом з міддю.

Процес починається з того, що ми роздруковуємо з допомогою принтера на глянцевому папері або на фользі схему з‘єднань, при чому налаштування програми друку повинні бути налаштовані на високу якість друку. Після того як ми отримали роздруківку, ми повинні бути впевнені, що ні на неї, ні на плату не потрапили ніякі речовини (наприклад жир).

Після цього за допомогою праски перебиваємо тонер на плату, після чого просто знімаємо лист. Після цього потрібно занурити цю плату в розчин хлорного заліза у воді і підтримувати температуру розчину приблизно 80 градусів пів години. Після цієї процедури у нас є ДП, в якій у подальшому свербляться отвори і припаюються елементи.

Змоделюємо в програмному середовищі Sprint-Layout друковану плату виявлювача металевих предметів (рис. 2.20).

Рис. 2.20. Друкована плата виявлювача металевих предметів

Недоліки вибраного методу:

– потрібна наявність лазерного принтеру,

– робота з отруйними речовинами (хлорне залізо),

– можливе надмірне травлення,

– процедура перенесення тонера на плату потребує високої чистоти поверхонь.

Переваги вибраного методу:

– висока точність,

– висока якість провідників на платі,

– можливість виготовлення ДП в домашніх умовах,

– збільшується щільність монтажу,

– спрощується технологія виробництва через видалення ряду операцій,

– дешевизна й простота всього циклу.

Зовнішній вигляд спроектованої ДП зображено на рис. 2.21.

Рис. 2.21. Вигляд друкованої плати виявлювача металевих предметів