▼
第一章 簡介
在本章中,您將會學到如何安裝EAGLETM這套簡易的電路板設計軟體,並且認識組成一個EAGLE專案的各種視點與畫面。EAGLE(Easily Applicable Graphical Layout Editor)本是德國Cadsoft公司的一項產品,目前則是Premier Farnel旗下的一家子公司。Premier Farnell同時也擁有美國的Newark Electronics以及英國的CPC公司。 這套軟體已經有多年的歷史,儘管它的介面對新手來說不算太親切,它仍然是一款強大且靈活度很高的產品。因為它有免費的版本、大量的元件庫,還有受到像是Sparkfun和Adafruit硬體開放原始碼(OSH)供應商列為標準工具,使得業餘愛好者廣泛運用此一軟體。一般來說,您會發現EAGLE設計好的檔案可以用在它們的OSH產品,以及像是Arduino系列高規格的電路板。 印刷電路板 正在閱讀本書的您,大概是想自己動手做印刷電路板(PCB),並且對於PCB究竟是什麼,以及它如何運作已經有基本的瞭解。然而,PCB有其自己的一套專門用語,因此需要正確認識,例如:導孔(via)、導線(track)、墊(pad)與層(layer)等,這些名詞。 這本書主要會聚焦在製作具專業水準的雙面電路板,並假設您會設計電路板,將設計檔以電子郵件寄給真正能夠製作電路板的低成本PCB製造服務商(便宜到製作10片板子只要10美金),以此方式完成PCB的製作。原因在於,目前在家製作PCB已經沒什麼必要了,因為家用的PCB蝕刻技術,不但成本製作較高,而且無法符合更高的標準,包含有毒化學物質的處理或是昂貴的銑床需求等,所有延伸問題。 圖1-1是一塊PCB雙面板的內部構造。在本書後面的章節中會用它來當作例子,您將清楚地瞭解到這塊PCB是如何設計出來的。現在先來簡單地說明一下這塊PCB的構造。
●墊(pads):元件焊接在PCB上的地方。 ●導線(tracks):連接墊與墊之間的銅導線。 ●導孔(vias):穿過板子的小洞,可將底面與頂面兩面的導線以電氣方式連結。同一層的導線不能交錯,所以通常當您設計好PCB時,您需要一個從這一層跳到另一層的訊號。 ●絹印面(silk-screening):將任何要出現在最終板子上的文字刻印出來。一般用來標註零件和它們的配置,以便於在焊接到板子上時,能夠很容易地看出所有零件的位置。 ●停止遮罩(stop mask):覆蓋在二邊面板上的一層絕緣漆,不包括有墊的地方。
表面安裝和通孔 墊或是通孔,可讓帶有引腳的元件從頂面穿過後,在背面焊接,然後將多餘的引腳剪除;或是以表面安裝的方式將元件焊接在墊的頂面。圖1-2是一塊有著表面安裝和通孔元件的板子。 表面安裝元件通常稱為「表面安裝裝置」(SMDs,surface-mount devices),在大部份的商業產品中,取代了通孔元件。這是因為SMD元件與對應的通孔元件相比來得更小且便宜,板子也較容易製造。您也會看到另一個術語「表面接著技術」來代表同一件事。 在表面安裝PCB板的商業量產中,有愈來愈多的業餘愛好者藉由建立遮罩來焊接電路板。它可以讓錫膏沈積在墊上,再將元件精準地放在墊上,最後將整塊板子拿去烤箱烘烤來熔解錫膏,這樣輕輕鬆鬆就可以把每個元件都焊接完成了。
對大部份的業餘愛好者來說,SMD烤箱仍然太昂貴,但許多人已成功改造了烤麵包機,並將溫度恰好控制在需要的高溫。像這樣的實驗通常得把烤麵包機的安全機制關閉,也因此常被當成「起火點」的代名詞。然而,就像生活中的許多事情一樣,保持小心、具備常識,像這類的實驗就能很安全地運作。 對於只想對特定專案做個一兩片板子的業餘愛好者來說,選擇表面安裝比通孔會比較少剪和烤的過程。對於不打算進行商業生產的單一專案而言,通孔設計會比手工焊接更簡便。通孔元件的導線間隔至少都會有0.1英吋,而有的表面安裝晶片的接腳間隔只有0.5毫米。雖然許多的SMD用手焊接還算容易,但大部份的都不太容易。
|