Home - Blog

แผงวงจรแบบกำหนดเอง: สุดยอดคำแนะนำในการออกแบบ

แผงวงจรแบบกำหนดเอง

บนแผงวงจรแบบกำหนดเอง, ในทุกๆวันผู้คนต้องพึ่งพาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างมาก ในการทำสิ่งต่างๆ ทั้งที่บ้านและที่ทำงาน อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้เราทำอาหาร ทำความสะอาด และทำกิจกรรมอื่น ๆ ที่อาจเป็นเรื่องยาก หรือเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำหากไม่มีอุปกรณ์เหล่านี้

หัวใจสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้นคือ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่ง PCB เป็นแผงวงจรที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆในแต่ละอุปกรณ์ แล้วคุณจะเลือก PCB ที่ตรงกับความต้องการเฉพาะของคุณได้อย่างไรล่ะ?

คำแนะนำที่เป็นมิตรนี้มีทุกสิ่งที่คุณต้องทราบเกี่ยวกับแผงวงจรไฟฟ้าแบบกำหนดเอง และที่ที่คุณจะได้แผงวงจรไฟฟ้าที่ดีที่สุด และตรงต่อความต้องการ

https://youtu.be/tXfra-da1ME

พื้นฐานที่คุณควรทราบเกี่ยวกับแผงวงจรแบบกำหนดเอง

1.1: แผงวงจรต้นแบบ PCB

ในช่วงแรกของการพัฒนาแผงวงจรแบบกำหนดเอง การใช้แผงที่ออกแบบมาสำหรับการสร้างต้นแบบนั้นง่ายกว่ามาก โปรดจำไว้ว่าการประดิษฐ์และการออกแบบ PCB จะต้องใช้ในการเพิ่มสัมผัสสุดท้ายให้กับผลิตภัณฑ์

1.2: วัสดุที่ใช้สร้าง PCB

วัสดุบางอย่างที่จำเป็นสำหรับการสร้างแผงวงจรแบบกำหนดเอง ได้แก่ แผงหุ้มทองแดง และสารไวแสงชนิดบวก ซึ่งทองแดงจะรวมตัวกันบนฐานที่เรียกว่าสารตั้งต้น นักออกแบบสามารถเลือกระหว่างทองแดงหนึ่งถึงสองชั้น ขึ้นอยู่กับประเภทของแผงวงจรที่ใช้งานอยู่ มีซิลค์สกรีนที่ช่วยให้อ่าน PCB ได้ พื้นผิวที่มักเรียกกันว่า FR4 (Fire Retardant) หรือสารเคมีหน่วงไฟ จะใช้เป็นฐานรองพื้นแบบหนาสำหรับ PCB และด้านบนของฟอยล์ทองแดงคือชั้นที่เรียกว่าหน้ากากประสาน ซึ่งโดยปกติจะมีสีเขียว

อย่างไรก็ตาม PCB บางตัวอาจไม่ใช้วัสดุเหล่านี้ แต่ใช้อีพ็อกซี่แทน ซึ่งมีข้อเสียคือค่อนข้างไวต่อความร้อน

1.3: ประเภทของ PCB

PCB มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน แผงวงจรแบบกำหนดเองที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด ได้แก่:

1.  แผงวงจรพิมพ์ด้านเดียว

2.  PCB แบบสองด้าน

3.  PCB แบบหลายชั้น

4. PCB แบบแข็ง

5. PCB แบบยืดหยุ่น

6. PCB แบบผสม แข็ง-ยืดหยุ่น

1.4: ส่วนประกอบของแผงวงจรพิมพ์

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด หากไม่คำนึงถึงหน้าที่แล้ว จะมีส่วนประกอบแต่ละอย่างที่จำเป็นสำหรับวงจรต่างๆ มากมาย ซึ่งส่วนประกอบเหล่านี้ ได้แก่ LED ตัวต้านทาน แบตเตอรี่ ทรานซิสเตอร์ สวิตช์ ไดโอด และตัวเหนี่ยวนำ

LED ตัวต้านทาน แบตเตอรี่ ทรานซิสเตอร์ สวิตช์ ไดโอด และตัวเหนี่ยวนำ

แผงวงจรแบบกำหนดเองออกแบบอย่างไร?

2.1: พื้นฐานการออกแบบ

ก่อนที่เราจะเริ่มต้นเกี่ยวกับพื้นฐานของการออกแบบแผงวงจรแบบกำหนดเอง เราต้องทำความคุ้นเคยกับคำศัพท์บางคำ ซึ่งรวมถึง:

2.1.1 โปรแกรม Schematic Capture 

เป็นโปรแกรมที่ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถสร้างแผนผังของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ รวมทั้งคุณสมบัติอื่น ๆ ได้ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือการแสดงองค์ประกอบแบบกราฟิกนั่นเอง

2.1.2 ไฟล์ Gerber

ไฟล์เหล่านี้เป็นไฟล์การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ ไฟล์จะถูกส่งไปยังผู้ผลิตแผงวงจรแบบกำหนดเอง เพื่อช่วยในการสร้างโครงสร้าง PCB

แผงวงจรแบบกำหนดเอง

2.1.3 เครื่องมือเค้าโครง PCB 

เป็นโปรแกรมที่อนุญาตให้ใช้กับโครงสร้างการเชื่อมต่อสายไฟแบบหลายโครงสร้าง เมื่อการก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ ผู้ปฏิบัติงานสามารถสร้างไฟล์ CAD เพื่อใช้ในการสร้างแผงวงจรแบบกำหนดเองได้

2.2: ขั้นตอนของการออกแบบ PCB

ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ต่าง ๆ ใช้แนวทางที่แตกต่างกันในการออกแบบแผงวงจรแบบกำหนดเอง เราได้ระบุขั้นตอนสำคัญไว้ด้านล่างดังนี้:

ขั้นตอนที่ 1: การใช้ซอฟต์แวร์

ผู้ออกแบบเลือกใช้ซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมเพื่อสร้างแผงวงจรที่กำหนดเอง หนึ่งในซอฟต์แวร์ดังกล่าวคือ EAGLE

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างฟิล์ม

การใช้แผนภาพ PCB ที่สรุปมาแล้ว ให้ผู้ดำเนินงานสร้างเป็นฟิล์มขึ้นมา

ขั้นตอนที่ 3: การเลือกวัสดุ

ในกรณีที่ตั้งใจจะออกแบบอุปกรณ์ที่เรียบง่าย นักออกแบบสามารถใช้วัสดุที่ราคาเป็นมิตร เช่น ฟีนอลิกกระดาษที่ประกบด้วยฟอยล์ทองแดง

ขั้นตอนที่ 4: การเจาะรู

ใช้เครื่องจักรและดอกสว่านช่วยในการเจาะรูในขั้นตอนนี้ สามารถใช้ได้ทั้งเครื่องมือแบบใช้มือและเครื่อง CNC

ขั้นตอนที่ 5: แก้ไขภาพ

นักออกแบบจะวางชั้นทองแดงที่สะอาดบนเครื่องพิมพ์ และจัดเก็บฟิล์มเค้าโครงที่ออกแบบไว้ในคอมพิวเตอร์ ก่อนที่จะพิมพ์คำสั่งจากคอมพิวเตอร์โดยใช้เครื่องพิมพ์เลเซอร์

ขั้นตอนที่ 6: การกัดและการลอก

ในขั้นตอนนี้จะมีทองแดงที่เราไม่ต้องการซึ่งติดอยู่กับแผงวงจรแบบกำหนดเอง และจะต้องนำออกไปโดยใช้สารเคมีชนิดต่างๆ

ขั้นตอนที่ 7: การทดสอบ

เป็นขั้นตอนสุดท้าย และมีขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าแผงวงจรแบบกำหนดเองนั้นทำงานได้อย่างสมบูรณ์

คุณรู้จักซอฟต์แวร์แผงวงจรไฟฟ้าแบบกำหนดเองหรือไม่?

ปัจจุบันมีซอฟต์แวร์มากมายในตลาด เพื่อช่วยในการออกแบบแผงวงจรไฟฟ้าแบบกำหนดเอง ยกตัวอย่างซอฟต์แวร์ชั้นนำ ได้แก่: PCB Artist, Altium Designer 17, Ultiboard, DipTrace, SOLIDWORKS PCB, PCBWeb, BSch3V, Gerbv, XCircuit, Eagle PCBs, KiCad EDA, CircuitMaker, DesignSpark PCB, Pad2pad, ZenitPCB, OrCAD, CircuitStudio, PCB123, FreePCB และ CUSPICE

3.1 การเปรียบเทียบโปรแกรมออกแบบ PCB ต่างๆ

อย่างที่คุณเห็น รายการซอฟต์แวร์ที่ใช้สำหรับการออกแบบ PCB นั้นมีมากมาย เราจึงเลือกสองโปรแกรมจากแคตตาล็อกเพื่อทำการเปรียบเทียบ แน่นอนว่าเราสุ่มแอปพลิเคชั่นสองตัวนี้ได้ มาดู DIPTrace และ EAGLE CAD กัน

3.1.1 DipTrace

ซอฟต์แวร์นี้มีความสามารถที่น่าประทับใจมากมาย โปรแกรมสามารถดำเนินการจำลองแบบแผนผังวงจรที่เชื่อมโยงกับข้อมูลในระบบ ซอฟต์แวร์ยังสามารถสร้างรูปแบบโดยใช้โปรแกรมแก้ไขข้อมูลในระบบที่เหมาะสม ผู้ใช้โปรแกรมนี้สามารถเข้าถึงบทแนะนำและความช่วยเหลือได้ นอกจากนี้ซอฟต์แวร์ยังมีราคาที่สมเหตุสมผลและมีสีสันที่สวยงามดึงดูดสายตา โดยทั่วไปซอฟต์แวร์นี้เหมาะสำหรับแผงวงจรไฟฟ้าแบบกำหนดเองที่มีขนาดเล็กและเรียบง่าย

3.1.2 EAGLE CAD

ซอฟต์แวร์นี้สามารถตรวจสอบกฎไฟฟ้า และเลื่อนคำอธิบายประกอบระหว่าง PCB และแผนผังไปข้างหน้าและถอยหลังได้

3.2. ซอฟต์แวร์ออกแบบแผงวงจรไฟฟ้าแบบกำหนดเองที่ดีที่สุดคืออะไร?

มันพูดได้ง่ายกว่าทำ เนื่องจากมีซอฟต์แวร์ออกแบบแผงวงจรมากมายในตลาด อย่างไรก็ตามโปรแกรมการออกแบบบางโปรแกรมก็เป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดี เนื่องจากมีฟังก์ชันการทำงานที่น่าประทับใจ หนึ่งในนั้นคือ EAGLE ซึ่งซอฟต์แวร์นี้ใช้งานได้ง่ายอย่างน่าทึ่งและมีราคาปานกลาง ซอฟต์แวร์สามารถดำเนินการแบตช์ไฟล์ได้เช่นเดียวกับการหุ้มทองแดง

การออกแบบเค้าโครงแผงวงจรแบบกำหนดเอง

4.1: การออกแบบเค้าโครง PCB

การออกแบบเค้าโครงของแผงวงจรพิมพ์ คุณต้องมีความรู้ทางเทคนิคและรความรู้เกี่ยวกับซอฟต์แวร์ที่ใช้ทำ PCB นอกจากนี้คุณยังต้องคุ้นเคยกับระบบคอมพิวเตอร์ช่วยที่ใช้ในการสร้าง PCB รวมถึงมีทักษะที่จำเป็นสำหรับการถ่ายโอนการออกแบบ PCB พื้นฐาน ไปยังแผงวงจรแบบกำหนดเองขั้นสุดท้าย

4.2: การเปรียบเทียบเค้าโครง PCB

เมื่อต้องการเปรียบเทียบการออกแบบแผงวงจรแบบกำหนดเองต่างๆ เราจะพิจารณาปัจจัยดังต่อไปนี้:

1. ขนาดแผงวงจร

2.  จำนวนชั้นที่มีอยู่

3.  เครือข่ายการส่งกำลัง

4.  การสร้างแบบจำลอง 3 มิติ

5.  การกำหนดเส้นทางคู่ที่แตกต่างกัน

4.3: บทแนะนำเค้าโครง PCB

ขั้นตอนที่ 1: การแปลงแผนผังเป็น PCB

เมื่อคุณทำแผนผังเสร็จเรียบร้อยแล้ว ให้คลิกที่ “convert to PCB” บนตัวแก้ไขที่คุณใช้ เพื่อแปลงแผนผังให้เป็น PCB

https://youtu.be/_3jFsNffzxQ

ขั้นตอนที่ 2: การลากและวางส่วนประกอบ

คุณจะวางเอกสารในตำแหน่งที่คุณต้องการ หากคุณต้องการแผงวงจรแบบกำหนดเองที่ดูเรียบร้อยขึ้น คุณสามารถตั้งค่าส่วนประกอบที่มีฟังก์ชันคล้ายกันได้

ขั้นตอนที่ 3: ร่างโครงร่างที่กำหนดเอง

คุณต้องไปที่เมนูชั้น (Layer) และเลือกชั้นโครงร่างแผงวงจร จากนั้นคุณคลิกที่โครงร่างและลบออก จากนั้นสร้างรูปร่างที่คุณต้องการโดยใช้เครื่องมือแผงวงจรพิมพ์

ขั้นตอนที่ 4: พื้นที่ทองแดง

ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อส่วนต่างๆเข้ากับสัญญาณหนึ่ง คุณสามารถสร้างพื้นที่ทองแดงได้ด้วยเมนูเครื่องมือ

ขั้นตอนที่ 5: การกำหนดเส้นทาง

มีวิธีการ 2 วิธีที่จะทำให้เส้นทางเสร็จสมบูรณ์ได้ ในกรณีที่มีกระแสไฟฟ้าต่ำและคุณต้องการสร้างแผงวงจรแบบกำหนดเอง ให้ใช้ฟังก์ชันเราเตอร์อัตโนมัติที่ด้านบนของหน้าเพื่อดำเนินการ หากต้องการขนาดแทร็กที่แตกต่างกัน ควรกำหนดเส้นทางด้วยตนเอง

ขั้นตอนที่ 6: รู

ไม่ว่าคุณจะออกแบบแผงวงจรแบบกำหนดเองเพื่ออะไร คุณก็ต้องติดตั้งกับอุปกรณ์บางอย่าง ในการสร้างรูบน PCB สำหรับฟังก์ชันนี้ให้ใช้เครื่องมือ Hole บนเมนูเครื่องมือ

ขั้นตอนที่ 7: การเพิ่มรูปภาพและข้อความ

ในการเพิ่มรูปภาพและข้อความลงใน PCB ให้ไปที่เมนูเครื่องมือ แล้วหาเครื่องมือข้อความหรือรูปภาพ วางตำแหน่งหนังสือที่คุณต้องการ หรือเปลี่ยนแปลงตามที่คุณต้องการ

ขั้นตอนที่ 8: ดูภาพถ่าย

ทันทีที่คุณทำตามขั้นตอนข้างต้นแล้วก็ถึงเวลาดูผลลัพธ์ ในกรณีที่คุณไม่พอใจกับสีหรือคุณสมบัติอื่น ๆ คุณสามารถปรับเปลี่ยนได้ หากคุณพอใจกับผลลัพธ์สุดท้าย ให้คลิกที่ “fabrication output” หรือผลผลิตการประดิษฐ์ ที่ช่วยให้คุณซื้อแผงวงจรแบบกำหนดเองได้

วิศวกรรมย้อนกลับของแผงวงจรพิมพ์

บางครั้งแผนผังอาจไม่พร้อมใช้งาน ในกรณีเช่นนี้คุณสามารถผลิตชิ้นส่วนทดแทนได้ โดยใช้ข้อมูลที่สร้างขึ้นจากวิศวกรรมย้อนกลับ PCB การทำวิศวกรรมย้อนกลับแผงวงจรแบบกำหนดเองอาจเป็นเรื่องที่น่าเบื่อและมีกระบวนการที่ท้าทาย แต่ก็จำเป็นต้องทำในบางครั้ง

5.1 ทำไมเรามีการทำวิศวกรรมย้อนกลับ PCB

เหตุใดเราจึงต้องกังวลกับการทำวิศวกรรมย้อนกลับแผงวงจร เพราะเรื่องเวลาและความพยายามที่เกี่ยวข้อง? นี่เป็นสาเหตุหลักบางประการ:

  • เพื่อเปลี่ยนส่วนประกอบบน PCB ที่ล้าสมัย
  • เพื่อเปลี่ยนตำแหน่งส่วนประกอบของแผงบางส่วน
  • เพื่อปรับปรุงการทำงานของแผงวงจร
  • เพื่อวิเคราะห์และปรับปรุงข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

บทสรุป

เนื่องจากแผงวงจรพิมพ์มีบทบาทอย่างมากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้น PCB ที่คุณเลือกจะต้องเหมาะสมกับความต้องการของคุณ ในตอนต้นของบทความนี้ เราได้อธิบายว่ามีสิ่งใดที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแผงวงจรแบบกำหนดเองบ้าง ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะช่วยคุณได้ไม่มากก็น้อย นอกจากนี้เรายังสัญญาว่าจะช่วยคุณค้นหาผู้ขายที่เหมาะสมสำหรับคุณ นั่นคือสิ่งที่ WellPCB ทำได้ เมื่อพูดถึงผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้ คุ้มค่า และทนทาน คุณสามารถไว้วางใจเราได้ทุกครั้งไป ด้วยโซลูชันเกี่ยวกับ PCB ของเรา ที่สามารถปรับแต่งให้เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะของคุณได้

คุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงของเราหรือไม่? โทรหาเราเพียงครั้งเดียวคุณก็จะได้คำตอบเลย! เรามีสิ่งที่ดีที่สุดและทั้งหมดนี้ก็เพื่อคุณเท่านั้น

Services