プリント回路基板

で最も重要な要素電子回路機器はプリント回路基板（PCB）です。ブレッドボードとゼロボードで電子回路を構築することも可能ですが、この方法は低レベルで効率が低く、設計回路が損傷しやすく、設計には回路のコンポーネントを配置する複雑なプロセスが含まれます。

“16進数から7セグメントデコーダの真理値表 ”

しかし、物理的な電子部品とその表面実装銅トラックを介した配線をサポートするPCBの発明は非常に注目に値します。携帯電話からコンピューターに至るまで、あらゆる電子機器で少なくとも1つのPCBを観察できます。

プリント回路基板とは何ですか？

エンジニアリングおよび産業における電子回路は、通常、プリント回路基板（PCB）を使用して製造されます。これらのボードは、繊維やガラスなどの電気を通さない特殊な材料でできています。回路は、電子部品間の電気の伝導のために、ワイヤーの代わりに銅のトラックを備えたボード上に設計されています。

ザ・電子部品ボードに穴を開け、コンポーネントを配置し、適切な位置にはんだ付けして、銅のトラックとコンポーネントが一緒に回路を形成するようにすることで、それぞれの位置に固定されます。自動車、無線機器などのすべての電子製品に使用されているプリント回路基板、ロボットアプリケーションなどは、他の配線方法ベースのデバイスと比較した場合、迅速な機能、アクセス、制御、監視、および正確で正確な結果を提供します。次の図は、銅層を備えたPCB上に回路がどのように配置されているかを示しています。

555タイマーPCB回路

555タイマープリント回路基板

PCBの設計プロセス

プリント回路基板の製造元によっては、PCBの設計に利用できる方法が多数あります。この回路基板の設計は、高度に自動化された機械で実行される穴あけ、パンチング、メッキ、最終製造プロセスなど、PCB製造業界の複数の機械を使用してバルクとして製造できます。 CNCマシン、自動メッキマシン、ストリップエッチングマシンを使用したレーザー穴あけ、および光学検査装置の使用、プリント回路基板プロセスの電気的テスト用のフライングプローブテスターにより、高品質のPCBが得られます（生産歩留まりが向上します）。

読者がプリント回路基板設計の基本レベルでこの概念を理解するために、さまざまなレベルでPCB基板を設計する次のステップバイステップの手順は、熱心に役立ち、ガイドします。

ステップ1：ソフトウェアを使用してPCB回路を設計する

CADソフトウェア、Eagle、MultisimソフトウェアなどのPCBレイアウトソフトウェアを使用して回路図を描画します。このタイプの PCB設計ソフトウェア回路の構築に使用できるコンポーネントのライブラリが含まれています。回路設計の位置を変更してから、都合や要件に応じて変更することもできます。ここでは、回路を設計するためにEagleソフトウェアを選択しました。その手順は、次のとおりです。

Eagle回路基板設計ソフトウェアを開きます。
メニューバーのあるウィンドウが表示されます。
ファイルメニューをクリックします。
ドロップダウンメニューから[新しいデザイン]を選択します。
ライブラリメニューをクリックします。
ドロップダウンメニューから[デバイス/記号を選択]を選択します。
コンポーネントがウィンドウに表示されるように、コメントをダブルクリックして関連するコメントを選択します。
図に示すように、すべてのコンポーネントを追加し、適切な接続で回路を描画します。

ソフトウェアを備えたPCB回路

“学生のための再生可能エネルギープロジェクト ”

要件に応じて、各コンポーネントの定格を入力します。
コマンドツールバーに移動し、[テキストエディタのバリエーション]をクリックし、[バリエーション]をクリックして、ウィンドウを閉じます。
次に、下図のような回路のレイアウトまたはフィルム図の黒い画面が表示され、画像形式で保存します。

プリント回路レイアウト

ステップ2：フィルムの生成

フィルムは完成したものから生成されます回路基板ネガ画像またはマスクがプラスチックシートに印刷される製造ユニットに送信されるPCBレイアウトソフトウェアの図。

回路のフィルム

ステップ3：原材料を選択する

プリント回路基板の大部分は、基板の片面または両面に銅箔が接着された壊れにくいガラスまたはグラスファイバーで作られています。したがって、銅箔が接着された壊れにくい紙フェノールから作られたPCBは安価であり、家庭用電気機器でよく使用されます。
ほとんどの場合、0.059の業界標準の厚さの銅クラッドラミネートで、片面または両面のボードが必要です。パネルは、異なるサイズのメイボードを含むようにせん断される場合があります。

銅張積層板

ステップ4：ドリル穴の準備

プリント回路基板に穴を開けるには、機械と超硬ドリルが使用されます。 PCBの穴あけに使用できる機械には、ハンドマシンとCNCマシンの2種類があります。ハンドマシンは、穴を開けるために人間の介入または努力を必要としますが、CNCマシンは、自動と手動の両方で実行されるマシンのタイムテーブルまたはプログラムに基づいて動作するコンピュータベースのマシンです。ドリルされたパターンは、ドリルビットサイズ、パネルごとの穴の数、ドリルされたスタック、負荷ごとのドリル時間などのようにコンピュータに保存されます。PCBボードはCNCマシンに配置され、決定されたパターンに従って穴が開けられます。印刷回路基板のコンポーネントを配置します。

ドリル穴の準備

ステップ5：画像を適用する

プリント回路レイアウトは、手動ペン、乾式転写、ペンプロッター、プリンターなど、さまざまな方法でPCBに印刷できます。レーザープリンタは、プリント回路基板にレイアウトを印刷するためのより良い方法です。次の手順は、レーザープリンタを介してPCBレイアウトを印刷するために使用されます。

画像を適用する

清潔できちんとした銅紙を取り、レーザープリンターに置きます。
次に、デザインしたレイアウトフィルムをコンピューターに保存します。
レーザープリンターは、コンピューターから印刷コマンドを受け取るたびに、設計された回路レイアウトを銅紙に印刷します。

ステップ6：ストリッピングとエッチング

このプロセスでは、塩化第二鉄、過硫酸アンモニウムなどのさまざまな種類の化学物質を使用して、PCB上の未配線の銅を除去します。1％の水酸化ナトリウムと10グラムの水酸化ナトリウムペレットを1リットルの水に混合して溶媒を作成します。すべてが溶けるまで混ぜます。次に、PCBをケミカルボウルに置き、ブラシでクリーンアップします。このプロセス中に、ヒマワリやシードオイルを塗布したためにPCBがまだ脂っこい場合は、現像プロセスに約1分かかることがあります。

ストリッピングとエッチング

“プルアップ抵抗とプルダウン抵抗の違い ”

ステップ7：テスト

プリント回路基板の製造プロセスが終了した後、ボードはPCBが正しく機能しているかどうかを確認するためのテストプロセスを実行します。現在、PCBの大量試験には、多くの自動試験装置が利用できます。

回路基板をテストするために現在利用可能な2種類のテスト機器には、フライングプローブであるATGテストマシン、フィクスチャレステスター、およびユニバーサルグリッドテスト機能が含まれます。

テスト

これはすべて、関連する画像を使用したPCBアセンブリプロセスに関するものです。世界中で、実施している非常に多くの組織がありますデザインコンテスト初心者や愛好家のために。このトピックの基本的なアイデアを、ステップ1から実行し、ステップバイステップの設計プロセスをカバーすることで理解できたと思います。さらに、このトピックに関する疑問やエレクトロニクス分野の技術支援については、以下にコメントしてお問い合わせください。

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