| | | | | | |
Nyomtatott áramköri lapok tervezése www.elektrolight.hu 2006.12
|
|
|
1. Nyomtatott áramkör:
A huzalozás mint azt megtapasztaltad a próba-
panel készítésnél, sok figyelmet igénylő és
eléggé fáradságos munka. Nem túl termelékeny,
minden egyes darabnál minden egyes kötést
számba kell venni, ami szellemileg is strapa.
Az egyszerüsítés végett találták ki az áramköri
szerelőlemezt. ( először szegecsekkel, később
rézfóliás csíkokkal kapcsolták össze az elemeket).
A Nyomtatott áramkör mintázatát síkban
nyomtathatóvá tették, így a nyomdatechnikához
hasonló egyszerűséggel gyárthatók az
összeköttetések.
|
A kereszteződő vezetékeket kezdetben huzalozással oldották meg. Később ezeket a huzalokat
egységesítették, merev előrehajlított huzalátvezető hídakat gyártottak, amelyeket automatákkal
helyeztek a lapokra. A gyártás fejlődésével két ill. több réteget helyeztek a lapokon el, amelyek közét az
alaplap szigetelő rétege tölt ki. Kezdetben bakelit , manapság már üvegszálas anyag adja
a szigetelő réteget.
|
|
2. Nyomtatott áramköri lap:
Hobbi viszonylatban a kész , a felületen vékony
rézfóliával borított lapokat használunk.
A mintázatot festékkel fedjük le. Erre
egyszerűbb esetben egy lakkfilc is megfelel.
A fedetlen felületen a fóliát lemaratjuk vaskloriddal,
vag sósav és hidrogénperoxid keverékével. A
lakkozott és kifúrt lemez alkalmas az áramkörök
összeszerelésére. A kétoldalas áramkörilapoknál
még a furatba helyezett szegecsekkel , vagy
galvanizálással összekötik villamosan a rétegeket
a szükséges pontokon. A furatgalvanizálást házilag
nehezebb jól kivitelezni, ezért forrasztásokat és
huzalátkötéseket használunk az összekötéshez.
|
A nyomtatott lap huzalozását meg kell tervezni. Ma már ritkán tervezünk kézzel, de érdemes először
megpróbálkozni a kézi tervezéssel egypár alkatrészes elhelyezésnél. Ez problémákat vet fel ugyan,
de a problémák megoldása egy gondolkodásmódot is ad a továbbiakhoz útravalónak. Ha kivesszük a
kapcsolási rajzból gondolatban a keresztező átkötéseket, és az szimbólumokat behelyettesítjük az
alkatrészekkel, akkor már az első vázlat elő is állt. Próbáld meg lerajzolni az elképzelt képet egy papírlapra.
Más színnel pótold bele a keresztező kötések vonalait. Már kész is egy előterv, amit a következő
rajzon tovább rendezgethetsz , csinosítgathatsz. Szerintem aki tud jól tervezni, az kézzel is tud!
Vagyis fordítva gondolom! Aki kézzel ( rászánva az időt és fáradságot ) jó elképzeléseket tud papírra
vetni, annak a kezét segíti, vezeti egy jó program, és az eredmény nem maradhat el!
A nyomtatott áramkör tervezőkkel az a helyzet, ki mit ismer, mit gyakorolt be, azzal tud csak igazán!
Ez hit kérdése, ki erre, ki arra esküszik! De a tervzési szabályok azért megegyezőek, csak a stílusok
különbözőek. A jobb tervezők stílusa , dolgozzon bármilyen programmal is feismerhető.
Válassz egy kézreálló programot és már kezdheted is.. Én az előzőekben megismert kapcsolásirajz
készítő program párján keresztül mutatom be az alapokat. Ez szintén szabályok nélküli tervezőprogram.
Gondolkodni neked kell, de cserébe azt csinálja amit szeretnél. Felrughatsz , vagy betarthatsz bármely
tervezési szabályt. Nagy tervekhez a későbbiekben azért nem ajánlom, mivel mindent fejben kell
tartanod, igy fárasztó és hosszadalmas a használata. De hobbi célra pár icés áramkörhöz kiváló.
|
|
3. Nyomtatott áramkör tevező:
Nyissuk meg a tervező programot!
Ez az esetünkben az Sprintlayout.exe program.
Kezdetben egy új rajzlapot ad a program.
Ha behívsz egy már létező rajzot, a képen
láthatóhoz hasonló ábra kerülhet elő.
A piros színnel a rézfóliák vonalvezetését mutatja.
A fehér vonalak az alkatrészek körvonalai.
Mivel a piros feiratok tükrözött állásúak, az alsó
forrasztási oldalt mutatják az alkatrész oldal felől
nézve. A fehér feliratok olvashatóak, tehát a lapot
az alkatrészek felől, fölülnézetben láthatjuk,
tervezhetjük . Jól érzékelhető, a fólia vezetékek
között legalább a vastagságukkal megegyező
szigetelő térköz van. Az alsó R jelű alkatrészeknél
nincs kiszedve a forrpontok közepe, ezek
felületszerelt alkatrészek. Ennyit talán gyakorlott
szemmel elsőre a képről.
|
A progamban a menü sor alatt szintén ikon sor található. A leggyakrabban használt funkciók jeleit
tartalmazza. A megszokottak mellett megtalálhatók még a csoport összekötés és a szétválasztás kis
lakatjai, valamint a rajz nagyítás, kicsinyítés ikonjai. Új funkció az újra rajzolás, és kép beillesztés.
A Makró függvénytár gomb egy másik panelt nyit meg. Ez a panel hasonló az alkatrész
szimbólumokéhoz, csak az alkatrészek tokozási rajzát tartalmazza. Ez a könyvtár is bővíthető. A két
programnak, a kapcsolási és áramkörilap rajzolónak nincs közvetlen kapcsolata egymással. A rajzok
egyeztetését neked kell megtenni. Ez jó is, rossz is, de szellemileg bizonyosan nem lustít el.
A bal oldal szimbólumai az áramkörök és a huzalozás rajzolási funkcióit mutatja. Mint a rajz alján látható
fül utal rá, több rajzlapot is megnyithatsz egy munkamenetben. A rács állítás segít a rajzelemek, vonalak
pontos és rendezett elhelyezésében. Alatta a vonalak és forrszemek közvetlen méretállítására vonatkozó
parancsok láthatók. Ezek a parancsok sikeresen használhatók összekapcsolt csoportok esetén is. Az alsó
státusz sorban a leglényegesebb kapcsoló a rétegek radiogombja. Ezzel váltogathatsz a két fóliázott és a
két felirati réteg között. A betűkre kattintva ki és bekapcsolhatod a rétegek láthatóságát is. Sok rétegnél
hasznos ez a funkció. Az 'Üres terület körbefolyatása' gombbal a fedetlen területek egyesíthetők,
árnyékoló réteg hozható létre használatával.
Ennyi az egész, kis gyakorlással már tudunk is tervezni! Vagy mégse? Van egy jó kis mondás: Akinek
kalapácsa van mindent szegnek néz! Nos! A gyors kis talpaló után azért lássuk a lényeget!
4. Nyomtatott áramkör tevezés:
A nyomtatott áramkör tervezés, a hiedelmekkel ellentétben, nagyon precíz szabályok sokasága. Aki sokat
nézeget áramköröket, esetleg javít, kialakíthat magában egy képet, mi a jó lap és a roszz lap. Aki gyárt
az egy másikat... A közhiedelem szerint az a jó áramkör amelyik szélsőséges körülmények között is
jól működik. Lehet még ragozni a végletekig. Azért megpróbálok néhány ökörszabályt ismertetni,
bizva abban, hogy haszonnal tudod kamatoztatni.
Az ábrán az előzőekben már megismert kapcsolási rajz ( ütemadó ) egyik nyomtatási rajza látható.
A nyomtatási rajzban az a jó hogy több változatot is készíthetünk akár kisebb nagyobb lapra, keskenyebb
és szélesebb változatban. De az, hogy a rajz nem csak működő, hanem jó is csak a használatban,
vagy a javításnál derül ki. Erre mindig gondolj a tervezésnél. Ha lehagysz egy pozíciószámot
kérdéses helyzetbe kerülhet aki esetleg javítani akarja az áramkörödet. A legszörnyűbb, hogy évek
távlatában te is elfelejted már mit is gondoltál a tervezéskor, és csak bambulsz a hiányos rajzaid felett.
Ezeket nem részletezem tovább, ugyis megtanulod majd saját károdon.
A fenti rajzon látható lényeges dolgok: A tervnek viszonylag arányosnak kell lennie! Nem árt ha a
rendezettség látszatát kelti! Kerüld a feleslegesen vékony vonalakat! A tűéles vezetékek egy kis hajlítás
következtében könnyen megpattanhatnak, és forrasztáskor a túlzó hőhatások könnyen leégethetik a
fóliát felületről. A forraszpöttyök átmérője ajánlott, hogy minimum a furatok átmérőjének legalább 1,5
szerese legyen. Ugyan a sűrű alkatrészelhelyezés miatt nincs rá mód, de érvényes, hogy minél nagyobb,
annál jobb. Ha csak egyirányba van hely használj ovál pöttyöket, ezzel is nő a felület, és stabilabb a
forrszem forrasztáskor. A szigetelési távolságokat se spórold el. Alaphelyzetben ( álatalánosan ) minimum
akkora szigetelési távot használj mint amekkora vonalvastagságot. Ezt 50V felett legalább 1mm re növelni
kell, a kúszóáramútak kialakulása végett! Ha az áramköri lapot szigetelőlakkal ( lötstopp ) kéred gyártani,
a kúszóáramút csökken, csökkentheted a szigetelési távolságokat is. Az alkatrészeket a helyére kell tudni
rakni, ezért ne tervezz szorosan összeérő mintázatot, inkább hagyj egy kis helyet közöttük. Kerüld a
vonalak éles hirtelen vonalvezetését, vagy vastagság állítását.
( Ja ÉS ha autóruter van, kezdetben NE használd! NEM ÉRI MEG ! )
A következőekben bemutatok egy képzeletbeli tervet a fentiek szemléltetésére:
Helytelen: 1. Túl közeli vonalak, 2. Forrszemhez közeli vonal, 3. Feleslegesen vékony
vonalvezetés, 4. Aránytalan vonalvezetés, 5. Hegyes vonal, 6. Pontatlan vonal bekötés.
Helyes : 1. Arányos vonalvezetés, 2. Kivágást jelölő határvonalak, 3. Kellő szigetelési
távolság, 4. Jó bekötés, a sűrű vonalvezetésű keresztezési helyeken átkötés használata.
5. A rétegek feliratozása onnan, ahonnan nézni kell. 6. Átkötések jelölése.
7. Markerek (réteg illesztési jelek) elhelyezése. 8. Kivágási méret feltüntetése.
Elsőre talán csak ennyit. A többi remélem majd a gyakorlatban kialakul.
Akkor most lássuk egy konkrét áramkör részleteit:
|
|
5. Egyoldalas hagyományos áramkörilap:
A tervezéskor a képernyőn a mixelt képet láthatod a tervezés
folyamata alatt. A különböző rétegeket layereknek nevezzük.
Kinyomtathatod ezt a képet is a dokumentációhoz, de a
gyártáshoz ez kevés. Ehhez a layerek feketére állított képét
szükséges kinyomtatni, vagy tárolni képi formátumban.
Az egyoldalas hagyományos rétegek:
BOTT alsó rézfólia rajza, forrasztási oldalnak is nevezik
SILK felső felirati réteg, alkatrész oldalnak is nevezik
LOTS Forrasztási védőlakk réteg
|
BOTT : bottom , alsó réz TOPSILK silkscreen, felső felirat BOTTLOTS lötstopp, alsó forrlakk.
|
|
A rétegek a gyártáskor filmre kerülnek, és a
mellékelt ábra szerint vetítődnek rá az
alaplemezre. A felirati réteg felülről, a másik
kettő alulról. Ez indokolja hogy a felülnézetben
tervezett áramköri lapok BOTT és LOTS rétegére
tükrözött irással kell ráírni a feliratokat.
Kék színű a rézfólia rétege, amely az alkatrészek
összeköttetését adja. A sárga réteg az
alkatrészek beültetését és a javítást segíti.
A zöld forrasztásvédő réteg védi a nyomtatott
vezetékeket a környezeti hatásoktól.
|
|
|
6.Egyoldalas felületszerelt SMD áramkörilap:
A tervezéskor a képernyőn a mixelt képet láthatod a tervezés
folyamata alatt. A különböző rétegeket layereknek nevezzük.
Kinyomtathatod ezt a képet is a dokumentációhoz, de a
gyártáshoz ez kevés. Ehhez a layerek feketére állított képét
szükséges kitányomtatni, vagy tárolni kép formátumban.
Az egyoldalas SMD rétegek:
TOP felső rézfólia rajza, felső SMD oldalnak is nevezik
SILK felső felirati réteg, alkatrész oldalnak is nevezik
TOPLOTS Felső Forrasztási védőlakk réteg
|
TOP : toplayer , felső réz TOPSILK silkscreen, felső feirat TOPLOTS lötstopp, felső forrlakk
|
|
A rétegek a gyártáskor filmre kerülnek, és a
mellékelt ábra szerint vetítődnek rá az
alaplemezre. A SMD alkatrészek esetén
mindhárom réteg egy oldalról vetítődik az
alaplemezre. Az összes felső rétegre olvashatóan
egyenes állásban kell ráirni a feliratokat.
7. Kétoldalas árakörilap:
A kétoldalas áromkörilap az ábrán jelölttől csak
annyiban tér el hogy a nyáklemez minkét
(alsó,felső) oldalán van a három , három réteg,
csak az alsó sorrendje fordított. Értelemszerűen
a két rézfóliás réteg van legközelebb az
alaplemezhez. Az alsó rétegeket
tükrözött feirattal kell ellátni !
|
8. Rétegek összejelölése:
A pontos gyártáshoz érdemes összejelölő jeleket is elhelyezni a fóliákon. A következő ábrán a
szokásos jelölő jeleket ismertetem. Természetesen a kétoldalas áromkörökön 6 jelölö jelet kell
alkalmazni, hogy minden réteget helyesen illeszteni lehessen.A illesztettséget is nyomon
követheted az ábra jobb oldalán.
8. Rétegek nyomtatása:
A tervezés sikeres befejezése után érdemes először tartalék adathordozóra arhíválni, és
kinyomtatni a terveket. Ezzel a későbbi felhasználást megkönnyítheted. Az arányokat is
könnyebben tudod ellenőrizni a nyomaton, mint a monitoron. A nyomtatás után a rétegeket
tedd ki képfilébe ( TIFF, JPG, vagy esetleg BMP formátumban) 600DPI-ben!
Ezt a nyomtatás menüpontban teheted meg:
A mérettorzítást lehetőleg hagyd meg 1:1 ben! A tükrözésre sincs szükséged, ha a feliratokat helyesen
írtad rá a rajzra. A 'Határvonalat' lehetőleg mindig kapcsold be. Felül bal oldalon a rétegeket
egyesével ki és be kapcsolhatod. A színeket állítsd az összes layer mellett feketére. A drillt, a furatozást,
nekem nem szükséges megküldened, mert minden furatot 0,6 mmel furunk elő. Az illesztés a nyomtatóra
vonatkozik. Ezt sem érdemes piszkálni, ha alapból jó, mert elmegy a méret. A saját dokumentációkra a
fejlécet is ráteheted. A rendeléskor inkább a rajz mellé a körvonalon kívül írd be a szükséges
információkat, vagy a mellékelt megrendelő levélbe is beteheted.
Layerek csatolása email-hez:
A layereket a 'Vágolapra' gombbal a vágólapra másolhatod. Egy másik hagyományos rajzoló programmal,
pl: GIMP vagy PHOTOSHOP, tovább viheted. A rajzolóprogramban nyiss egy 600 DPI-s megfelelő
méretű új oldalt, és 'Paste' menüponttal illeszd be a rajzot. Vágd a körvonal méretre és tárold le kép
formátumba! Egy nézegető programmal ellenőrizd le, hogy az látható e a képen, amit szeretnél! Esetleg
hiányzik e valami apróság róla? Azt még elküldés előtt pótolhatod. Ezután a levelezőben begépelt levél
mellé csatold a képeket és a küldés gombbal mehet a gyártónak! Már csak izgatottan várni kell az
eredményt! Sok sikert hozzá!
Nyomtatott áramköri lapok tervezése www.elektrolight.hu 2006.12
|
|
|
|
|
|
|
|
|
