Gedrukte schakelingen PCB = Printed Circuit Board



Vergelijkbare documenten
Gedrukte schakelingen PCB = Printed Circuit Board

VLSI: PCB-project. Koen Douterloigne - BE2 ICT Daan Pareit - BE2 ICT Steven Werbrouck - BE2 ECS

Elektronica bouwen met M.T.S. LEGEO modulen

Elektronica bouwen met M.T.S. LEGEO modulen type B Matrix systeem

DE FOCUS OP IMS DE FOCUS OP IMS. 30 november 2016 Marc Geerdink Technopolis, Technologielaan, Mechelen

Trek de pennenrijen en hun tegendelen weer uit elkaar zodat je componenten aan de experimenteerprint kan toevoegen.

Dinamo modelbaan besturing. OC32 DCC upgrade. Handleiding

1 Gedrukte bedrading of printplaten maken

Zelfbouw frequentieteller

State of art flex constructies

Evenals het origineel wordt het project hier uitgevoerd op stripboard, het pedaal is ook voor beginnende pedaalbouwers goed te maken.

FAST PROTOTYPING EN KLEINE SERIES FLEX EN FLEX-RIGID PCB s

Pt100 sensoren met kabel of stekker

PRTO PCB POOL SERVICE

En Uiteindelijk is de cirkel rond en ontwerp en maak ik nu nog enkel schakelingen op strokenprint.

OC32 Event Input Upgrade

Dinamo modelbaan besturing SWDEC. Handleiding

SWDEC. Dinamo modelbaan besturing. Handleiding. Handleiding SWDEC DINAMO Modelbaan Besturing

Diffusie Proces in Silicium

PROJECT 1: Zorgen voor veilig voedsel - koelkastalarm Blz. 1/6

Elektronicacomponenten (actief/passief) tekenen met FrontDesigner!


NEWTONE. The Range Treblebooster. 1 Inleiding

DESIGN- EN MONTAGE INSTRUCTIES versie lynes

NTC-voeler vervangen IKEF 238-5, IKEF 248-5, IKEF Z3 IKE T, IKE T, IKE IKE T, ITE 239-0

Hoe een LED mooi inbouwen Auteur: Geert Juchtmans (Reddevil) [ ]

BOUWBESCHRIJVING LASERGAME Mk II

Aansturing Module Handleiding

ELEKTRISCHE SLOTEN EV-ML400 ML t f MODELLEN ML400

De maakbaarheid van een ontwikkeling. Presentatie: Bart van Berlo

stap 1 Pak de Lunchbox uit En controleer of je alle componenten hebt~ Als je vragen hebt, neem dan contakt op met: info@unitunlikely.

Inleiding elektronica Presentatie 1

NEWTONE. The Electric Brownie Overdrive. 1 Inleiding

Digitale decoder voor magneetartikelen. Montage handleiding DIGITAL 2. Modellspielwaren GmbH Am Bahnhof 1 D Hatzfeld

Aandachtspunten bij productie van printen

"THEREMIN" De elektronische muziek-ufo

BOUWBESCHRIJVING MICRO-LF-SPOETNIK

Pt100 sensoren met kabel

DESIGN- EN MONTAGE INSTRUCTIES versie lynes

Hoe kan men zelf printplaten maken

Verwerkingsinstructie

INTRO PCB-FOTO-ETSEN versie mei DROPBOX: WORKSHOPS Lieven Standaert

I.B. Kracht b.v. Patroon elementen. max. 700 C

Parallelle poort interface.

NEWTONE. The Plus. 1 Inleiding

fermacell Technische tip

Alarm- en knipperlichtrelais MGA

Omschrijving MEGA PACK vouwdeur

Bouwbeschrijving. Functiebouwsteen FB-SW (vanaf maart 2010)

23 cm ATV zender. Inleiding. FM oscillator MHz

Zelf een wand betegelen. Wandtegels De voorbereidingen De wandtegels aanbrengen Kwaliteitseisen

Bouwbeschrijving. Servo Decoders

Het printje is kant-en-klaar in de webwinkel verkrijgbaar, de overige componenten natuurlijk ook.

T Technische Informatie

Installatievoorschriften

Siliconen verwarmingsmatten

Omschrijving bij bestellijst project Robot Brainbox Robot

Video Intercom Systeem

Concept. Todo: Plaatjes verkleinen, wellicht nummeren Teksten verbeteren Opmaak verbeteren Firmware opzetten handleiding. Concept

Het effect is eenvoudig te bouwen en daarom ook voor beginnende effectbouwers zeer geschikt. Hiernaast het origineel, de Hog s Foot.

ZONNEBOILER INSTALLATIE - INSTRUCTIE. voor een collector gemonteerd op panlatten.

13 cm ATV zender. Inleiding. FM oscillator MHz

Shield V 1.0. Montage handleiding (voor dummies)

Parallelle poort interface.

NEWTONE. The Bender. 1. Inleiding

inhoud: afmetingen: onderdelen:

Uw eigen broedhok bouwt u zo

Postbus AB GORINCHEM. Lange Kleiweg 5 Postbus BC RIJSWIJK. Notified Body Nr.: Niet-dragende wand met Attema hollewanddozen

MONTAGE HANDLEIDING ROLLUIK

AVR-DOPER MINI ASSEMBLAGE HANDLEIDING + LAYOUT. Geschreven door: Tom Vocke

Montage handleiding voor DCC/Power shield. Schema:

Licht en donker. We willen onze verlichting langzaam laten aan en uit gaan. Daartoe hebben we een langzaam aan / langzaam uit - dimmer nodig.

Bouwbeschrijving UniSAI

Twinkle star

Parallelle poort interface.

Nodo-Small (NSM) V2.0

Handleiding EPDM dakbedekking. Kenmerken: * Synthetische EPDM rubber (ethyleenpropyleendieen-monomeer)

EMC basics. Noodzaak tot ingrijpen

Montage-instructie. Rolluik RV40 - RV41

Verwerkingsvoorschriften Collectie daksysteemcomponenten

STAP 1. Legschema STAP 2

Bouwbeschrijving. Functiebouwsteen FB-SW

Overzicht Triflex FloorTattoos

NCV 2.1 Nixie Klok. extra montage aanwijzingen

Montage-instructie Rolluik

ARTBOT BOUW ZELF EEN ROBOT-KUNSTENAAR! Ontwikkeld door

TECHNOLOGIE TECHNIEK. Vervangende opdracht voor produceer de sleutelhanger. H.O. Boorsma.

Handleiding montage printen trekregisters Bèta versie

Edushield 2.0 Bouwbeschrijving

DDDAC1794 TENT DACmodule

IR guns. Montage instruc0es

Draadvonken Zinkvonken Basisprincipe van vonkerosie

NEWTONE. The Tremolo. 1 Inleiding

Het inbouwen van het FX335 printje met CTCSS decoder en subtoon encoder in de CONDOR 16. PDF-versie. Rev:

Bouwbeschrijving Input print

EERLAAGSE FLEXIBELE PERSLUCHTLEIDING

Bestekomschrijving. Vescom akoestisch wandsysteem

WAKAFLEX VERWERKINGSVOORSCHRIFTEN Collectie daksysteemcomponenten

Aanbevelingen voor de installatie van Svensson schermdoeken Schuivende installaties

Bouwbeschrijving Input print

Transcriptie:

3 jaar Industrieel Ingenieur afdeling elektronica Elektronica - Ontwerpen Gedrukte schakelingen = Printed Circuit Board Ing. Dirk Smets 1

Algemeen = Printed Circuit Board - of - PWB = Printed Wiring Board Nederlands: gedrukte schakeling kortweg : printplaat printkaart print 2

Samenstelling Isolerende dragerplaat mechanische montage van de componenten Geleidende metaalbanen onderlinge verbindingen tussen de componenten Signals are carried along traces to pads, through solder joints to components 3

Dragerplaat-materiaal fenol of pertinax (hardpapier) goedkoop thermische eigenschappen slechts matig alleen geschikt voor enkelzijdige printen gaten kunnen ook geponst worden i.p.v. geboord veelvuldig gebruikt in massa-producten» consumer elektronica» typisch uitzicht met aantal draadbrugjes 4

Fenol - enkelzijdig 5

Dragerplaat-materiaal fenol of pertinax (hardpapier) epoxy (glasvezel) : FR4 meest gebruikt typisch utzicht: groene kleur geschikt voor doormetallisatie, dus ook dubbelzijdig veel minder buigzaam dan fenol-printen» gewicht aan gemonteerde componenten mag groter zijn zeer hard materiaal» gaten moeten geboord worden (ponsen niet mogelijk)» boren verslijten zeer snel 6

Epoxy - enkelzijdig 7

Dragerplaat-materiaal fenol of pertinax (hardpapier) epoxy (glasvezel) : FR4 PTFE of teflon geschikt voor zeer hoge frequenties wordt gebruikt vanaf 1 GHz bestand tegen zeer hoge temperaturen (220 C) 8

Dragerplaat-materiaal fenol of pertinax (hardpapier) epoxy (glasvezel) : FR4 PTFE of teflon flexibele print polyester en epoxy-hars zo dun mogelijk, bv. 0,25 mm toepassingen: in fototoestellen, telefoontoestellen, computers,... 9

Flex- in camera 10

Opbouw dragerplaat gelamineerd (tegen kromtrekken) meestal 1,6 mm dik (soms 0,8 mm) geleidende laag uiterst zuiver, elektrolytisch koper 35 µ dik (3,5 kg/m²) - 17 µ dik (1,75 kg/m²) kleefstof om koperfolie te verbinden met basismateriaal hoogwaardig 11

Uitvoeringen enkelzijdig componentzijde soldeerzijde met koper (pads en traces) Traditionele component COMPONENT SIDE Cu printbaan soldeer ENKELZIJDIG SOLDER SIDE 12

Uitvoeringen enkelzijdig dubbelzijdig soldeereilandjes en banen (= koper) aan boven- én onderzijde traditionele componenten aan componentzijde, SMD-componenten mogelijk op component- èn soldeerzijde VIA = verbinding van boven- naar onderzijde doormetallisatie Traditionele component COMPONENT SIDE Cu printbanen soldeer DUBBELZIJDIG VIA SOLDER SIDE 13

Dubbelzijdig 14

Uitvoeringen enkelzijdig dubbelzijdig multi-layer meerdere tussenlagen, ook met verbindingen voor zeer complexe schakelingen (dus: duur) tot 22 lagen! 15

Fabricage vertrek = volledig kopervlak(ken) subtractie = weghalen van overtollig koper, zodat alleen geleider-patroon overblijft mechanisch of chemisch wegfrezen wegetsen 16

Chemische subtractie directe methode alleen bruikbaar voor het eenmalig aanmaken van eenvoudige printen 17

Chemische subtractie directe methode alleen bruikbaar voor het eenmalig aanmaken van eenvoudige printen patroon (banen + pads) rechtstreeks tekenen op kopervlak met printsymbolen of met etsbestendige stift 18

Chemische subtractie directe methode alleen bruikbaar voor het eenmalig aanmaken van eenvoudige printen patroon (banen + pads) rechtstreeks tekenen op kopervlak met etsbestendige stift of printsymbolen vrijgebleven koper wordt in etsbak weggeëtst met ijzerchloride 19

Chemische subtractie directe methode semi-directe methode printlayout aanbrengen op speciale transfer-folie bv. kopiëren uit tijdschrift vanuit PC rechtstreeks printen op laserprinter folie uitknippen en met de tonerzijde bevestigen op blanke (stof- en vetvrije) print (niet fotogevoelige!) verwarmen tot ca. 140 C met kookplaat of strijkijzer folie tegen print aandrukken met rubberen roller hierdoor wordt (ets-bestendige) toner overgebracht op print klaar om te etsen 20

Chemische subtractie directe methode semi-directe methode fotografische methode fotogevoelige printplaat cliché (pos. of neg.) op ware grootte belichten met UV-licht op lichtbak ontwikkelen in NaOH oplossing gewenste patroon blijft bedekt met uitgeharde fotoresist etsen: niet-beschermde koper wordt verwijderd alleen gewenste patroon blijft koper Alleen voor hobbyist Voor professionele doeleinden 21

Fotografische methode 1. Vertrek: dragerplaat volledig bedekt met koper Koper Dragerplaat 22

Fotografische methode 2. Fotogevoelige laag aanbrengen Foto-resist 23

Fotografische methode 3. Afdekken met positieve film Positieve film 24

Fotografische methode 4. Belichten met UV-licht Belichten 25

Fotografische methode 5. Na ontwikkelen in NaOH-oplossing: alleen gewenst koperpatroon blijft bedekt met uitgehard fotoresist 26

Belicht en ontwikkeld 27

Fotografische methode 6. Na etsen met ijzerchloride: alleen gewenst koperpatroon blijft over 28

Dubbelzijdige Vereist afzonderlijke cliché voor soldeerzijde en voor componentzijde Twee zijden kunnen afzonderlijk belicht worden Nauwkeurige uitlijning zeer belangrijk Elektrische verbinding tussen boven- en onderzijde: voor hobby-elektronica: draadjes in gaatjes steken en boven- en onderaan solderen alle componenten boven- en onderaan solderen voor professioneel gebruik: gaten (laten) doormetalliseren 29

Aanmaak cliché niet nodig bij directe methode hierbij komt patroon immers rechtstreeks op alleen voor zeer eenvoudige, éénmalige ontwerpen vroeger: plakken op schaal 2/1 of 5/1 moederpatroon, artwork langs fotografische weg verkleinen naar schaal 1/1 tegenwoordig: Computer Aided Design kan afgeprint worden met laserprinter meestal vraagt printenfabrikant geen cliché, maar een computerbestand (bv. Gerber-file) genereert zelf een cliché met behulp van een fotoplotter 30

Doormetalliseren PTH = Plated Through Holes Geboorde gaten voorzien van een geleidend materiaal om elektrische verbinding tussen boven- en onderzijde te garanderen eerst chemisch aanbrengen van dun koperlaagje (voormetallisatie) vervolgens elektrolytisch metalliseren 31

Verdere afwerking Soldeermasker 'solder resist coating' resulteert in groenfilm die de volledige bedekt, behalve op de soldeer- en contactvlakken beschermt het koper tegen oxideren 32

Soldeermasker 33

met soldeermasker 34

Verdere afwerking Soldeermasker Vertinnen soldeervlakken worden vertind om te beschermen tegen oxideren en solderen te vergemakkelijken HASL: Hot Air Solder Levelling (gelijkmatige verdeling) 35

Volledig vertinde 36

Verdere afwerking Vertinnen Soldeermasker Silkscreen met zeefdrukmasker bijkomende opdruk aanbrengen (tekst, componentnummering en -oriëntering, ) aangebrachte inkt uitharden met UV- of IR-licht 37

Afgewerkte 38

Multilayer Eerst binnenlagen afwerken worden gemaakt volgens beschreven fotografisch procédé Afgewerkte binnenlagen worden samengeperst met naakte buitenlagen Gaten boren en doormetalliseren Aanbrengen van patronen op de buitenlagen elektrolytisch metalliseren (= chemische additie i.p.v. subtractie) Verdere afwerking soldeermasker, vertinnen, opdruk 39

Multilayer Frequent gebruikte multilayer: 4 lagen buitenste lagen (boven- en onderzijde): signalen binnenlagen: 1 voedingsvlak en 1 massavlak 40

Ontwerp lay-out Stappen in het -ontwerp proces: 1. Bepaal de vorm en afmetingen van de print 2. Plaats de componenten 3. Leg de voedings- en massabanen 4. Leg de signaalbanen Hou hierbij rekening met allerlei eisen : mechanisch / thermisch / elektrisch / esthetisch / speciaal 41

Mechanische eisen Alle componenten moeten op voorhand gekend zijn vorm afmetingen voorbeeld: elco radiaal of axiaal? + + 42

Mechanische eisen Vorm en afmetingen componenten gekend Bepaal vorm en afmetingen van de print vorm : standaard afmetingen, bv. single Eurocard (100 x 160 mm) double Eurocard (220 x 233 mm) 43

Mechanische eisen Vorm en afmetingen componenten gekend Bepaal vorm en afmetingen van de print vorm : standaard afmetingen of speciaal aangepast aan behuizing? 44

Mechanische eisen Vorm en afmetingen componenten gekend Vorm en afmetingen van de print Bepaal de plaats van externe aansluitpunten en bedieningsfuncties connectors schakelaars controle-led s instelbare componenten: goed bereikbaar?... 45

Mechanische eisen Vorm en afmetingen componenten gekend Vorm en afmetingen van de print Bepaal plaats aansluit- en bedieningspunten Bepaal de plaats van bevestigingspunten bevestigingspunten van de print zelf bevestigingspunten van zware componenten 46

Mechanische eisen Vorm en afmetingen componenten gekend Vorm en afmetingen van de print Bepaal plaats aansluit- en bedieningspunten Bepaal de plaats van bevestigingspunten Goede componentenopstelling wordt vaak vooraf uitgetest met behulp van gaatjesprint 47

Thermische eisen warme onderdelen aan zijkant van de print hete onderdelen niet vast tegen de print koelvinnen ook aan print bevestigen 48

Afstand bewaren 49

Elektrische eisen printbaan = weerstand en capaciteit verbindingen in principe zo kort mogelijk houden goed fout 50

Elektrische eisen printbaan = weerstand en capaciteit verbindingen in principe zo kort mogelijk houden opletten met veelvuldig van layer veranderen 51

Elektrische eisen printbaan = weerstand en capaciteit verbindingen in principe zo kort mogelijk houden opletten met veelvuldig van layer veranderen baanbreedte bepalend voor maximale stroomsterkte Baanbreedte (inch) 0.010 0.015 0.020 0.025 0.050 0.100 0.150 Stroomsterkte (A) 0.3 0.4 0.7 1.0 2.0 4.0 6.0 52

Elektrische eisen printbaan = weerstand en capaciteit verbindingen in principe zo kort mogelijk houden opletten met veelvuldig van layer veranderen baanbreedte bepalend voor maximale stroomsterkte dunnere banen: beter geen scherpe rechte hoeken hoekpunt zal gedeeltelijk weggeëtst worden, waardoor te smalle baan ontstaat gebruik afsnijding met twee hoeken van 45 fout goed 53

Elektrische eisen printbaan = weerstand en capaciteit clearance = afstand tussen printbanen minimale afstand vereist voor elke werkspanning i.v.m. mogelijke doorslag bij 220V minimaal 0,8 mm clearance bij laagspanning volstaat bv. 0,3 mm vaak gebruikt: 12-12 design rule baanbreedte 0.012, clearance 0.012 (0.3mm) tegenwoordig: de s worden veel denser men gaat naar 10-10 en zelfs 8-8 design rule (0.2mm) bij 8-8 kunnen er 2 signaalbanen tussen 2 DIL-IC pennetjes! 54

Denser 55

8-8 rule gatdiameter 0,8mm steek = 2,54 mm 0,2mm 0,2mm 0,2mm 0,2mm 0,2mm paddiameter 1,5mm 56

Elektrische eisen printbaan = weerstand en capaciteit clearance = afstand tussen printbanen speciale aandacht voor P&G» P&G = Power and Ground» breder dan signaalbanen: 0.050 (1,27mm) tot 0.100 (2,54mm)» massabaan in principe breder dan voedingsbaan» zorg best voor doorlopende power and ground banen, waarvan afzonderlijke lijnen worden afgetakt (i.p.v. doorgeluste banen)» moeten eigenlijk gelegd worden vooraleer men aan de signaalbanen begint 57

Bredere P&G banen 58

Power and Ground 59

Technisch/Esthetisch aanduidingen van hoeken en bevestigingspunten 50 21.36 binnenwaarts gemeten 80 60

Technisch/Esthetisch aanduidingen van hoeken en bevestigingspunten duidelijke aanduiding van component- en soldeerzijde, zodat print niet in spiegelbeeld wordt afgedrukt 61

Technisch/Esthetisch aanduidingen van hoeken en bevestigingspunten aanduiding component- en soldeerzijde stijlvolle plaatsing van componenten plaats onderdelen horizontaal of vertikaal, nooit schuin plaats onderdelen met polarisatie (diode, elco) steeds in dezelfde richting (plus-klem steeds aan dezelfde zijde) plaats IC s allemaal volgens dezelfde oriëntatie en liefst op horizontale of verticale rijen gebruik bv. een vierkant pad (i.p.v. rond) voor pin 1 van de IC s en voor de plus-klem van de gepolariseerde componenten laat voldoende plaats tussen de componenten om gemakkelijk de verbindingen te kunnen leggen 62

Oriëntatie 63

Aanduiding pen 1 Pen 1 64

Technisch/Esthetisch aanduidingen van hoeken en bevestigingspunten aanduiding component- en soldeerzijde stijlvolle plaatsing van componenten beperk het aantal verschillende boordiameters andere boor voor IC-pin, draad van traditionele component, gat voor montageschroef, maak een boorplan zodat duidelijk is welke voor welk gat denk eraan dat doormetallisatie de gat verkleint 65

Technisch/Esthetisch geen spaghetti banen gebruik geen krullende banen gebruik alleen horizontale, verticale en diagonale (45 ) banen soms wordt voor dubbelzijdige printen een lay-out gemaakt met alleen horizontale lijnen op één zijde en alleen verticale lijnen op de andere zijde (en via s om over te gaan) 66

Technisch/Esthetisch geen spaghetti banen verhouding printbaan-soldeereiland printbaan dient steeds smaller te zijn dan soldeereiland goed fout goed 67

Technisch/Esthetisch geen spaghetti banen verhouding printbaan-soldeereiland verhouding soldeereiland-boordiameter zorg dat er na het boren een voldoend groot soldeereiland overblijft Diameter gat (mm) 0.6 0.8 1.0 1.3 1.6 2.0 Diameter oog (mm) 1.8 2.3 2.5 2.8 3.1 3.5 68

Technisch/Esthetisch geen spaghetti banen verhouding printbaan-soldeereiland verhouding soldeereiland-boordiameter voorkom zeer grote soldeervlakken door samenvoegen van verschillende soldeereilanden kan één groot soldeervlak ontstaan dit bemoeilijkt het solderen goed fout 69

Bijzondere eisen EMC = elektromagnetische compatibiliteit SMD-componenten automatische bestukking golfsolderen, reflow solderen IC s met hoge pin-count en fijne pitch testbaarheid ICCT = In Circuit Component Testing functionele tester... 70