Back in 2010, Bob Pease sent me a couple pictures of some prototype printed circuit boards (PCBs) he had made in the early 1960s. Pease got to be a great analog engineer because he would hack away at circuits, working with his hands and real parts, instead of computer simulations. Pease wrote:
“第一张照片(图。1)看起来像典型P45-type离散组件Philbrick1963 - 1970年时代的操作AMP。我们在小包装中表现出色。如果您没有可疑的眼睛,您会说,好的,这是一个公平的布局。
1. Bob Pease made this prototype of the Philbrick P45 op amp back in the 1960s. The top-side of the board looks like a production PCB.
“第二张照片中的反面视图(图2)展示了我们如何做到这一点,这是一种古典伪PCB布局。有许多小箔纸,还有几辆长途巴士。这就是我们喜欢这样做的方式。我们做到了代表that this was a feasible circuit,andwe could plug it in and evaluate the circuit in a user's system. Yet from the最佳,看起来就像真正的PCB布局。如果我们很着急,我们可以从伪PCB的布局前进到real PC board几天后。/说唱”
2. Pease原型的底部显示了导线如何连接以用作痕迹。可以更改和返工组件,但并不容易。
我喜欢与P45 OP放大器的链接,因为它显示了实际的生产板。您可以看到与Pease原型的相似之处。Pease以其“赛车”原型;他在空中焊接了铅组件。低频电路还可以。
“弹药”不太有利于将事情投入生产。我总是更喜欢尽快获得真实的电路板。即使它只是为芯片带来了动力,它也可以牢固地安装它们,您也可以像“弹药”原型一样切开,跳跃并入侵它们。你也可以 ”死虫”在PCB上,您可以将芯片粘合到其引线向上,然后用电线和离散组件连接到导线。所谓的“曼哈顿风格的”死亡甚至可以让您原型RF电路。
3. Harley发电机电压调节器的原型使用PEGBOARD(顶部)和家庭蚀刻(底部)原型方法。
看着我的旧原型抽屉,我发现了两次早期尝试,用于我的Harley Sportsters的发电机安装的电压调节器(图3)。I started out using plated “pegboard” PCB material. It has holes on tenth-inch centers, with a solder pad on both sides. The holes are plated-though like a production PCB. It worked pretty well in the days of leaded components and DIP (dual-inline plastic) ICs with tenth-inch centers. I definitely prefer it to originalVectorBord®, which has the holes but no solder pads. Vector also sells the plated-through boards, as well as boards with pads on one or both sides but with unplated holes.
DIY PCBs
在尝试将钉板上的所有潜在客户连接起来后,我开始蚀刻自己的PCB。首先,您购买一块或两侧具有光陶器的铜材料。接下来的设计布局向后设计,线条正在创建铜岛,类似于什么PCB铣床必须做。我为此使用了Autocad。然后在透明透明胶片上打印出布局。您可以使用它掩盖PCB并将其暴露在光线下。然后将PCB放入氯化铁蚀刻盘中,最好在热板上加热。
您可以在预敏的PCB材料中钻一些孔,以作为透明膜的注册标记。这样,您可以在家制作双面PCB。不幸的是,这些孔不会铺设。您很快就会学会永远不要将VIA放在组件下。这使得很难在通过孔中焊接跳线。
4. Harley电压调节器原型的顶部固定组件等生产PCB。两种方法都允许侵入更改和新组件。
Like the Pease prototypes, these methods look similar to a production PCB from the top(图4)。这些方法为您提供的内容与生产PCB相同。这可以帮助您检查间隙,尤其是向上清除。在执行2D CAD(计算机辅助设计)程序时,很容易忘记Z轴。
Pegboard原型可以使紧凑型电路在整个孔组件的日子中重新恢复(图5)。It also could serve as a way to mount a little prototype on one of those DIP-style prototyping component carriers. This allows you to make a whole series of circuits that are in easily replaceable modules. Those can go in aWireWrap母板。您也可以使用较大的钉板来安装插座来吸收模块。
5. Pegboard construction allowed tight circuit layout back in the through-hole component days (top). You can solder a pegboard prototype into a component carrier to make a little module (bottom).
除了预先敏感的光丝剂铜钉外,您还可以使用碳粉转移方法to put traces on plain copper-clad PCB material. Your printer toner becomes the PCB traces when you print it on special toner-transfer film. You heat the film as you press it to the copper-clad. The toner then transfers off the film and onto the PCB. It is slick, but shares the problem of no plated-through holes. Still, one nice thing about both home-brew methods is that you can make boards with large copper areas that serve as ground planes(图6)。
6. Home-etched PCBs can have large ground planes on one side. These switching power-supply prototypes have better performance and lower noise than airball prototypes. They also let you evaluate creepage and clearance distances before going into production.
处理这些表面座
现代组件是表面安装的。这可能使它们难以原型。一种解决方案是使用适配器板和演示板(Fig. 7)。适配器板安装了微小的表面安装组件,并将它们带到更大的销售间距,通常是钉板和传统的通孔PCB的第十英寸间距。
7.适配器板和演示板可让您使用表面安装组件。Schmartboard制作具有超厚的焊盘(顶部)的PCB。这使得在没有显微镜或精美焊接铁的微小表面安装组件中焊接变得易于焊接。德州仪器的艾伦·马丁(Alan Martin)组成了适配器板,以倾斜为小组(中间)。人们在Circuits@Home将吉姆·威廉姆斯(Jim Williams)设计成PCB(底部)。您可以独立使用它或将其焊接到更大的面包板中。
演示板可以用作巨大的电路元件,您可以将其杀死或入侵原型PCB。一些演示板被设计为插入标准系统,例如Arduino Shield PCBs。我有工程师的朋友,他们设计了自己的原型PCB,他们可以用来快速破解试验电路(Fig. 8)。
8.乔恩·杜特拉(Jon Dutra),线性技术,国家半导体,马克西姆(Maxim),微软和现在的苹果公司(Apple)制造了这个Soic原型板。它允许您向下焊接SOIC芯片,然后将芯片连接到电源轨和零部件中的空气线。给定一些计划,您甚至可以使用表面安装组件。
我不认可的一种原型方法是旧的跳线面包板。我开始时用它们(Fig. 9),并认为它们是一种不适合工程原型的“业余爱好者”方法。您很快就会了解到,如果将较大的铅组件(例如5-W电阻器)塞入孔中,它将延伸到内部的终端。跳线板上的那个位置再也不会与常规尺寸的线索建立良好的联系。如果您通过它们运行过多的电流,它会燃烧终端并融化塑料。更多的位置。在每个节点上,带有未连接的存根的传播布局意味着您无法将它们用于几兆赫的任何东西。您肯定不能在它们上进行RF原型。我在跳蚤市场上出售了我所有的东西。遇到您的设计概念的问题已经足够糟糕了 - 您在组件连接中不需要它们。
9.跳线面包板很诱人,但通常会引起问题。对于这个旧电池供电的,变压器耦合的吉他放大器,它的工作正常,但是跳线的原型通常比其价值更大。
那焊盘或丝网屏幕呢?
One problem all of these methods share is that there is no silkscreen or soldermask. The silkscreen helps you build and troubleshoot your prototypes. The soldermask prevents solder-bridging and gives the same high-frequency impedance as your production boards.
有许多廉价的PCB原型商店。我用了原始表达,因为他们在我居住的硅谷。我也用过高级电路在科罗拉多州,太阳石在俄勒冈州。我有朋友很高兴PCB池在爱尔兰之外。我也听到了很棒的事情PCBCART在中国和奥什公园。在原型工厂的所有竞争中,要获得真正的设计电路板可能非常经济。
此外,功能丰富的PCB CAD程序越来越便宜。基于altium电路策划来自纽瓦克(Newark)695美元进行有竞争力的升级。它的$ 995购买,我今年早些时候做了。虽然您需要知道如何像图片中的快速原型焊接快速原型,但能够刷出真正的PCB设计也很重要。您一天可以在一天中获得双面板,并且拥有便宜的4层板意味着您可以进行一些非常复杂的高性能设计。最好的是,一旦您拥有真实的原型PCB,将设计投入生产要容易得多。