PCB Art: De Complete Gids Voor Superieur Ontwerp, Kosten-Efficiëntie En Topprestaties

In grote mate zouden de meeste PCB-ingenieurs toegeven dat PCB-ontwerpen de lijnen trekken van nieuwe PCB-fabricagecompetities. Door het verbeteren van PCB-art-ontwerp, kunt u uw productiekosten minimaliseren, uw elektronica een avant-gardistische uitstraling geven en betere functionaliteiten bereiken. De kennis van PCB-kunsten is cruciaal voor alle PCB-ingenieurs.

Maar wat is "PCB-art"? Hoe kunt u het toepassen op uw projecten? Moet u het doen op het Gerber-bestand of tijdens PCB-assemblage? Deze editie graaft iets dieper in het onderwerp om de kunsten op te sporen die verkopen.

1. Wat Is PCB Art?

In een notendop is "PCB Art" een generieke term die een poging definieert om een artistieke indruk te creëren op een Printplaat (PCB). Zo'n afbeelding kan getekend worden tijdens het Gerber-ontwerp of uitgeknipt worden tijdens de fabricage.

Laten we het voorbeeld nemen van een polshorloge-PCB. Ik wed dat we allemaal de goede oude rechthoekige horloge-PCB's kennen met strikt utilitaire vierkante tekeningen die IC's en andere elektronische componenten verbinden. Vergelijk nu dat eenvoudige oude ontwerp met de moderne tijd van ingewikkelde printen met ingewikkelde en artistiek getekende interconnexies van onderdelen en meervoudige lagen.

Als we ervan uitgaan dat we uiteindelijk de twee PCB's fabriceren (de oude PCB zonder kunst en de nieuwe PCB met kunst) en ze op de horlogemarkt lanceren, zullen beide ontwerpen u de tijd tonen? Natuurlijk zouden ze dat. Waarom zou u dan een vermogen uitgeven om kunst op PCB's toe te voegen? Is het de moeite waard?

Het ontwerp maakt niet veel uit wanneer u een praktisch doel nastreeft, maar het wel wanneer u wilt verkopen of indruk maken. Als individu wilt u misschien de ontwerpen onderzoeken die indrukwekkend lijken, degenen die beter presteren, en de verbeterde technologie. Vaak zouden dergelijke ontwerpoverwegingen hogere marktverkopen beïnvloeden onder diverse concurrenten. PCB-kunst wordt vaak gebruikt om deze doelen van PCB-fabricage te bereiken.

Hoe gaat u dan te werk met het proces van het creëren van PCB-kunst? Wat moet u weten over PCB's als kunstwerk? In het volgende hoofdstuk zullen we de theorie van het creëren van PCB-kunstwerken en enkele van de technieken die u kunt overwegen verkennen.

2. PCB's Als Kunstwerk

2.1: Het Bereik Van PCB Art Ontwerp

De vaardigheid van PCB-art-ontwerp ontstond binnen de ingenieurs van technologisch geavanceerde elektronicafabrikanten. In moderne tijd heeft deze vaardigheid haar weg gevonden in de DIY (Doe-Het-Zelf) hobby-fabrikanten craftspakket. Het wordt momenteel toegepast in de productie van de eenvoudigste tot de meest geavanceerde PCB-producties. PCB-kunsten zijn overal. U zult ze verborgen tegenkomen in de elektrische scheermes terwijl u een ochtenddouche neemt, of u zult ze dragen als smartwatches wanneer u naar uw werk gaat.

Op de markt van vandaag werken elektronische bedrijven (vooral telefoons) en creatieve PCB-art-ontwerpers vaak samen om complexe, kleine PCB's te ontwerpen en te produceren met initieel onvoorstelbare functionaliteiten.

Naast het consumentenelektronica-publiek, hebben PCB-kunsten zich ook uitgebreid tot DIY-projecten zoals auxiliaire sieraden en cadeaus. Aan het einde van deze editie zullen we diverse andere opkomende toepassingen van PCB-kunst in de industrie verkennen.

Maar voordat we diep in het daadwerkelijke proces van het ontwerpen van onze PCB-kunstwerken duiken, laten we eerst de verschillende typen PCB-kunstwerken begrijpen, afhankelijk van de typen PCB's.

2.2: Verschillende Typen PCB-Kunstwerken

Denk hierover na: een flexibel apparaat kan niet hetzelfde PCB-materiaal hebben als een vast apparaat als een telefoon. De samenstelling van de print definieert vaak het type kunst dat u op de print kunt implementeren.

Vanwege het brede bereik van PCB-toepassingen, bestaan er verschillende typen PCB-printen voor verschillende doeleinden. Deze variaties van PCB's omvatten:

Enkelzijdige PCB's

Dit zijn de oudste vormen van PCB's op de markt. Ze omvatten een enkele laag substraat die bedekt is met een metaallaag. Koper omhuld met een beschermend soldeermasker is vaak de ideale metaaldekking voor enkelzijdige PCB's.

De vorming van PCB-kunst op dergelijke PCB's is natuurlijk en vaak goedkoper dan andere PCB-printen. Echter, zo'n print kan niet nuttig zijn bij het fabriceren van meervoudige kunst.

2.2.1: Dubbelzijdige PCB's

Dubbelzijdige PCB's zijn het meest populair gebruikte type PCB's op de huidige markt. Ze hebben een enkel substraat met twee van zijn kanten gelaagd met metaal. Bij het verbinden van componenten aan verschillende kanten van het substraat, worden gaten gemaakt om elementen van de ene kant van het substraat te verbinden met details aan de andere kant van het substraat.

Kunst creëren op een dubbelzijdige PCB is relatief goedkoper en comfortabler dan het produceren ervan op een meervoudige PCB. Toch is het beperkt tot een enkele laag kunst.

2.2.2: Meervoudige PCB's

De meeste moderne PCB's gebruiken de benadering van meerdere substraten en metaallagen in de PCB-productie. In deze benadering worden diverse metaallagen met isolerende materialen (4, 6, 8, of tien lagen) op elkaar gestapeld, en worden verbindingen gemaakt tussen de lagen bij het fabriceren van een enkele PCB. We gebruiken dergelijke typen apparatuur vaak bij het produceren van medische apparatuur, computers en andere slimme apparaten.

Productie van kunst in een meervoudige PCB is vaak duurder en neemt meer tijd in beslag in vergelijking met enkelvoudige PCB's. Echter, deze printen accommoderen meerdere lagen kunst.

2.2.3: Flex PCB's

Wij gebruiken flexibel plastic als substraat bij het produceren van flex PCB's. Deze PCB's worden vaak toegepast bij het fabriceren van elektrische apparaten die flexibiliteit in ontwerp of gebruik vereisen, zoals vouwbare schermen. Ze zijn vaak duurder te produceren, maar hebben meer toepassingen dan starre PCB's.

Het produceren van kunst op WellPCB biedt DC-motorcontrollers op zowel de binnen- als buitenlandse markt. We hebben flexibele PCB's is complex. Het omvat vastgestelde regels en richtlijnen waaraan een ontwerper moet voldoen bij het produceren van de kunstwerken. We zullen enkele van deze essentiële richtlijnen later in deze editie onderzoeken.

Nou, nou, laten we nu onze handen vuil maken met wat PCB-kunstwerk!

3. Hoe Een PCB Art In Ontwerp Te Doen

3.1: Top Vijf Software Applicatie Tools Voor PCB Art Ontwerpen

Ontwerpen is soms een uitdagende taak. Maar u hoeft het niet op de verkeerde manier te beginnen; daarom heeft u enkele ontwerptools nodig.

Bij het ontwerpen van een PCB hebt u een goede software-applicatie nodig voor het creëren van de Gerber- of vectorbestanden voor uw PCB. Dankzij het internet zult u vaak honderden dergelijke tools beschikbaar vinden voor download. En die variëteit aan keuze is soms een "gezegende vloek", omdat u moeite kunt hebben het beste van de rest te onderscheiden. Deze sectie zal kort enkele populaire ontwerptools verkennen, vooral de "gratis-voor-allen" applicaties, om u te helpen aan de slag te gaan. Laten we beginnen met.

3.1.1: The Eagle Design Tool

Eagle is een PCB-ontwerpsoftwareproduct in eigendom van Autodesk. Het is geen open-source-applicatie. Toch is het de populairste software voor het ontwerpen van PCB's. Eagle heeft de volgende uitstekende kenmerken:

Belangrijkste Kenmerken

• Een multicolored schematic PCB-editor

• Verschillende bibliotheken beschikbaar voor hergebruik

• Verbeterde foutdetectors

Het valt op door zijn enorme ondersteunende gemeenschap en brede ontwerpkenmerken. Toch is deze software duur om te verkrijgen en te onderhouden. Vanwege de kosten is het aanbevelenswaardig voor commercieel gebruik.

3.1.2: KiCad EDA

KiCad EDA is een Open-Source PCB-ontwerpsoftware. Het is ontwikkeld om zowel commercieel als leerdoeleinden te bedienen. Enkele van de uitstekende kenmerken zijn:

Belangrijkste Kenmerken

• Het ondersteunt tot 32 koperlagen

• Het geeft ontwerpfoutmeldingen die u waarschuwen tijdens het ontwerpen

• Heeft een eenvoudig te gebruiken footprint-editor

KiCad gebruikt een 3D-viewer voor eenvoudig bekijken van lagen en foutcontrole. Het is ook een gratis cross-platform tool. Zowel beginners als professionele gebruikers zullen het nuttig vinden.

3.1.3: EasyEDA

EasyEDA creëert een ander paradigma voor PCB-ontwerp door zijn tool een online-gebaseerde PCB-ontwerp-tool te maken. Ik (persoonlijk) vind het intrigerend bij het creëren van ontwerpen die collaboratieve inspanningen vereisen; vooral bij het ontwerpen of werken met fysiek onbereikbare ingenieurs.

EasyEDA is een beter tool voor DIY-projecten omdat het goedkoop is, minder middelen vereist, maar essentiële taken uitvoert. Het wordt aanbevolen vanwege de grote ondersteuning van ontwerpen van andere ontwerptools, gebruiksgemak en open-source-aard. Bovendien hoeft u het niet te installeren; u kunt snel beginnen als u het in een browser kunt openen.

3.1.4: Proteus

Net als Eagle is Proteus een vendor-off-the-shelf PCB-ontwerpsoftwareapplicatie ontwikkeld en in eigendom van LabCenter Electronics. Het is een krachtig tool met meer dan 800 microcontroller-opties om te kiezen bij het ontwerpen van uw circuit.

Toch is Proteus duur om te verkrijgen. Het is een uitstekend tool voor professioneel gebruik. Maar als u werkt met een knappig budget als hobbyist, voel u zich vrij om het over te slaan.

3.1.5: TinyCAD

Nu is TinyCAD de "platte en simpele" PCB-ontwerp-tool. Dit product van Sourceforge is gratis te gebruiken, maar het ontwerp is hoogst vereenvoudigd. Ik raad het ten zeerste aan bij het tekenen van schema's.

Het is een uitstekend tool voor experimenten en een perfect tool voor hobbyist DIY-projecten. Toch mist het de juiste testtools voor professioneel gebruik.

LET OP

PCB-kunsten vereisen kunstideeën. Na het kiezen van een ideaal tool, moet u zorgvuldig overwegen wat het concept is achter de kunst die u zult ontwikkelen en of het gemakkelijk en betaalbaar zal zijn om te produceren. Eenmaal uw idee gevestigd, is het proces van ontwerpen ervan simpel. Het volgt vaak de onderstaande stappen.

3.2: Stappen Voor Het Ontwerpen Van Een PCB-Kunstwerk

Stap 1: Alle PCB-Kunstwerk-Ontwerpen Beginnen Met Schema's

Voordat u begint met het ontwikkelen van enige PCB-kunst, is het aan te bevelen om het circuitschema van de PCB die u van plan bent te produceren, uit te werken. Een schematisch diagram stelt u in staat om het aantal componenten dat u voor een PCB nodig hebt met hun verbindingen vast te leggen. De PCB-ontwerptools (hierboven beschreven) kunnen dan alle benodigde details, draden en voetafdrukken importeren om uw ontwerpproces te vergemakkelijken.

Bij het tekenen van schematische diagrammen, moet u scherp zijn en de componenten onafhankelijk importeren en selectief hun parameters wijzigen (bijv. weerstand, capaciteit, etc.). Een fout in het schema zal waarschijnlijk het eindproduct van een PCB kosten.

Tip

Op dit moment moet u (niet noodzakelijk) streven naar het creëren van uw verbindingen en componentenplaatsing om de kunst die u van plan bent te maken levendig weer te geven.

Stap 2: PCB-Ontwerpoptimalisatie

Hier is waar u de verschillende interacterende modules van uw PCB-project en hoe ze met elkaar verbonden zijn, isoleert. U moet alle onnodige componenten, ongewensde interconnecties en onnodige kosten uitsnijden.

U moet beginnen met het uitlijnen van uw schematische componenten in de gewenste kunst die u van plan bent te produceren in deze fase.

Tip

Een belangrijke PCB-ontwerprichtlijn die u moet volgen bij het optimaliseren en tekenen van de PCB-kunst in deze stap is om de bron/unit van uw PCB zo dicht mogelijk bij de modules van uw circuit te houden.

Stap 3: Maak De Conceptuele Vorm(en) Fysiek

Zodra u het proces van het creëren van het schema hebt voltooid, zal het nodig zijn om uiteindelijk de daadwerkelijke vorm en ontwerp van uw PCB uit te hakken. Hier hoeft u alleen de afmetingen van uw ontwerp te weten (vanuit het schema), en dan een afbeeldingsontwerpsoftware te gebruiken om een vorm of laag voor uw PCB te ontwerpen.

Alle authentieke kunst op een PCB moet in SVG-formaat worden opgeslagen om veilige verwerking op andere afbeeldingsverwerkingsapplicaties te mogelijk maken.

Tips

Overweeg het gebruik van gespecialiseerde afbeeldingsverwerkingssoftwaretools zoals Photoshop (als u kunt) en exporteer ze vervolgens voor gebruik in uw PCB-ontwerptool.

Boor gaten en voeg koper artistieke laagtoevoegingen toe om ontwerpen aantrekkelijk en makkelijk te maken. Wees echter alert om de fysieke verbindingen van een ontwerp niet te beïnvloeden.

Voeg een soldeermasker toe op de toegevoegde koper artistieke effecten of koper geschriften om de verbindingen van de kunst te isoleren.

3.3: PCB Art & PCB-Ontwerpoverwegingen

Grootte

Zorg ervoor dat u universeel geaccepteerde maatcalibraties gebruikt zoals "in" of "mm" bij het ontwerpen van de vorm.

Gebruikersinterface & Perifere Locaties

Perifere poorten zoals stroompinnen, audio-jacks, LED-indicatoren, of aanpassingsknoppen moeten zorgvuldig worden overwogen tijdens het ontwerpen om productiefouten te minimaliseren. Om een betere gebruikerservaring te bereiken, kunt u overwegen een deel van uw kunst in te boeten voor een betere gebruikerservaring, vooral voor consumentenelektronica.

PCB-Lagen

De dikte van een laag bepaalt de hoeveelheid stroom die door een laag kan passeren zonder de coating te beschadigen. De standaardlaagdikte wordt gemeten in ounces (oz). Dikkere lagen hebben lagere weerstand en kunnen meer stroom doorlaten dan dunne lagen.

PCB-Sporen

Voor de meeste professioneel ontworpen PCB's worden randen of buigingen van verbindingen gedaan op 45 graden in plaats van 90 graden. De hoof reden voor dit fenomeen is dat bij 45 graden minder signalen worden gereflecteerd dan bij een reflectie van signalen bij 90 graden.

Verbindingsroutering

Wanneer u het ontwerpen voltooid heeft, kunt u de routering handmatig of automatisch implementeren. In het geval van een simpel circuit, kan automatische routering het beste doen. Echter, als de verbinding uitgebreid en gecompliceerd is, overweeg dan de routering handmatig uit te lijnen.

Testen En "Design Rule Checking"

Een "Design Rule Check" is een populaire accessoire geïntegreerd in de meeste PCB-ontwerptools om ontwerpfouten te controleren. Met dit tool kunt u specifieke eisen instellen (bijv. laagdikte) die op uw gehele PCB van toepassing moeten zijn, en de ontwerpsoftware controleert het ontwerp als geheel en markeert de delen die niet voldoen.

Nou, ja, er zijn ontwerpcases die speciale ontwerpvaardigheden vereisen… en zijn er andere betere ontwerpcases die kunnen verschillen? Laten we de mogelijkheid van 4-laags PCB-kunst hieronder overwegen.

Bij Het Ontwerpen Van Een PCB Art Met Een 4-Lagen Print

PCB Art Ontwerpen wordt interessanter naarmate lagen opstapelen. Dergelijke kunsten zijn meer behagen om te bezien, omdat u een breder perspectief krijgt van het gebruik van meer lagen om meer "achtergrond" tekeningen toe te voegen. In deze sectie zullen we kort de primaire overwegingen van tekenen op een 4-laags PCB verkennen.

4.1: Twee Sleuteloverwegingen

4.1.1: Laag Substraat:

Afhankelijk van het doel/intentie van uw kunst, moet u misschien een wit substraat gebruiken en de kunst tekenen met koper gemaskerd met een isolerende laag. Een wit doorschijnend substraat stelt u in staat om verbindingen en kunst verborgen in de lagen te bekijken.

Opvallend is dat lagere-laag grafieken bleker zullen lijken dan hogere-laag grafieken.

4.1.2: Kunstprecisie En Metingen:

De metingen van de lagen moeten gelijk zijn, en het ontwerp van grafieken moet coherent zijn. Om betere afbeeldingen te bereiken, zorg ervoor dat u vergelijkbare eenheden van kwantisering voor lengte en dikte gebruikt.

Voordat we onze editie afsluiten, zullen we u nu een paar kant-en-klare ideeën aanbieden die u aan uw PCB's kunt toevoegen om ze aantrekkelijk te maken.

5. Top Drie Eenvoudige Maar Mooie PCB Art Ideeën

Idee 1: "Geboorte van Adam" Contactpads

Deze contactpads die vingers lijken, zijn eenvoudig te ontwerpen maar mooi om te bezien. U kunt ze gebruiken bij het ontwerpen van elke generieke PCB.

Idee 2: De Kerstboom Kunst

Kerstmis is vaak een seizoen van cadeaus geven. In moderne tijd beschouwen de meeste mensen elektronica als cadeaus voor feestseizoenen zoals Kerstmis. Dus, als u denkt aan het produceren van elektronica die als cadeaus kunnen verkopen, waarom zou u dan geen kerstboomkunst toevoegen? Niet noodzakelijk om het de moeite waard te maken, maar gewoon omdat u kunt.

Idee 3: De "Breinachtige" PCB Kunst

Bij het ontwerpen van consumentenelektronica, kunt u overwegen een ander ontwerp voor de microprocessor in te stellen. Een beter idee zal zijn om een "hersenen" kunst te gebruiken om de processor te differentiëren van andere componenten. Het zou er aantrekkelijker uitzien en gemakkelijker te troubleshooten worden.

Conclusie

PCB-kunstwerken geven een artistiek leven aan een levendeloze PCB. Met betere investering in PCB-kunstontwerpen, kunt u de kwaliteit van uw PCB's verbeteren en hun prestaties verhogen. Als teruggave zult u hogere marktverkopen bereiken en authenticiteit behouden bij uw klantenbasis.

Zoals u misschien heeft opgemerkt, is een goede PCB-kunst een activum; een slecht ontworpen kan de grootste verplichting worden. Daarom hebt u professionele begeleiding nodig in het ontwerp en de fabricage van uw PCB's. Als WellPCB hebben we onze reputatie opgebouwd op het produceren van kwaliteits-PCB's met precisie in de printkunst. Overweeg een offerte aan te vragen voor uw PCB's (met kunst), en we zullen u door de paar stappen van het realiseren ervan leiden.