ด้วยความสำคัญ แผงวงจรพิมพ์ เราอ้างถึงชิ้นส่วนที่เห็นได้มากที่สุดในโลกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แผงที่ติดตั้งวงจรของส่วนประกอบต่างๆ ซึ่งรวมถึงฮาร์ดแวร์ของพีซีของเราด้วย แต่ลักษณะของพวกเขาคืออะไรและออกแบบและผลิตอย่างไร?
วงจรรวม ไม่ว่าจะเป็นโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ หรือส่วนประกอบต่างๆ จะถูกติดตั้งไว้บนแผ่นวงจรพิมพ์ซึ่งมีลักษณะของบอร์ด ซึ่งสำหรับผู้ที่ไม่ดูฮาร์ดแวร์และสินค้าอิเล็คทรอนิคส์สำหรับผู้บริโภค รองรับการวางชิป แต่เป็นมากกว่านั้นและเป็นองค์ประกอบพื้นฐานในการสร้างส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ของเรา
แผงวงจรพิมพ์คืออะไร?
เมื่อเรามองดูสิ่งใดๆ เมนบอร์ด หรือกราฟิกการ์ด เราสามารถเห็นได้ว่าส่วนประกอบทั้งหมดถูกบัดกรีและจัดเรียงบนพื้นผิวได้ดีเพียงใด ซึ่งเราเรียกว่า แผงวงจรพิมพ์ หรือที่รู้จักกันในชื่อย่อ: PCB ประโยชน์ของมันไม่ได้เป็นเพียงการวางชิปประมวลผลและหน่วยความจำที่แตกต่างกันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเดินสายสำหรับการสื่อสารระหว่างกันซึ่งเป็นรางที่สามารถมองเห็นได้บนพื้นผิวของมัน
เมื่อดำเนินการสร้างต้นแบบ สิ่งที่มักจะทำคือการใช้เพลตเหล่านั้นโดยวางหมุดของชิปแต่ละตัวในแต่ละรู และใช้สายเคเบิลเพื่อเชื่อมต่อชิปดังกล่าวกับพื้นผิว บอร์ดประเภทนี้เรียกว่า Breadboards และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับระบบการสร้างต้นแบบด้วยชิปที่ทำขึ้นแล้ว แต่สำหรับผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย คุณจะไม่ต้องการสายเคเบิลที่ยุ่งเหยิง นอกนั้นคุณจะต้องการทุกอย่างให้เข้าที่
และแผงวงจรพิมพ์ทำงานอย่างไร? พวกเขาไม่มีอะไรมากไปกว่าซีรีส์ของ รางทองแดง หรือองค์ประกอบนำไฟฟ้าอื่นรวมกับ ชั้นของวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า . เราสามารถมีวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าได้หลายชั้น และในแต่ละชั้นจะมีกลุ่มของรางทองแดงที่ใช้เป็นสายไฟเพื่อสื่อสารชิป แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะมองไม่เห็นและอ่านยากมาก
พวกเขาเป็นอย่างไรบ้าง
แผงวงจรพิมพ์สามารถผลิตได้ด้วยสารต่างๆ จำนวนมาก แม้ว่าจะใช้กันอย่างแพร่หลายคือสารประกอบที่เรียกว่า FR-4 . ซึ่งประกอบด้วยไฟเบอร์กลาสและเรซินประเภทอีพ็อกซี่ซึ่งมีความโดดเด่นในเรื่องความสามารถในการหน่วงไฟและเป็นส่วนที่ไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของ PCB ดังนั้นจึงเป็นส่วนที่ไม่ยอมให้ไฟฟ้าผ่าน จึงหลีกเลี่ยงปัญหาสัญญาณ
แผงวงจรพิมพ์ยังมีชั้นทองแดงที่สมบูรณ์หรือวัสดุนำไฟฟ้าอื่นๆ ระหว่างชั้น FR-4 ทั้งสองชั้น และใช้สารเคมีเพื่อแสดงส่วนของทองแดงที่สอดคล้องกับราง เพื่อให้พอดีกับพินของชิปและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ สำหรับการจัดวาง รูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่แน่นอนจะถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ชิปต่างๆ เชื่อมต่อกันสำหรับการบัดกรีแต่ละชิ้นในภายหลัง ในกรณีที่ใช้ซ็อกเก็ตนี้จะเป็นซ็อกเก็ตที่จะบัดกรีโดยตรงกับแผงวงจรพิมพ์
ในกรณีของการออกแบบที่มีหลายชั้น แต่ละชั้นจะต้องบางกว่าแบบจำลองที่มีชั้นเดียวมากและเมื่อเพิ่มจำนวน ชั้นจะต้องลดความหนาลง โดยปกติแล้ววิธีการระบายความร้อนจะใช้เชื่อมเข้าด้วยกัน แต่วิธีนี้มีปัญหา เนื่องจากทำให้การผลิตเพลตฐานมีความละเอียดอ่อนมากขึ้น วิธีการทำงานแบบนี้ด้วย
พวกเขาได้รับการออกแบบอย่างไร?
ในการออกแบบวันนี้ โปรแกรมคอมพิวเตอร์เฉพาะทาง ใช้ที่ช่วยให้เราสามารถวาด PCB และแม้กระทั่ง จำลองการทำงาน ของแต่ละการเชื่อมต่อเพื่อตรวจสอบว่าสัญญาณถูกส่งอย่างถูกต้อง ตัวอย่างการใช้งานประเภทนี้ ได้แก่ ออโตเดสก์ อีเกิล , เครื่องทำวงจร ฯลฯ แน่นอน เรากำลังพูดถึงวงจรที่รวมเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แอนะล็อกและดิจิตอลเข้าด้วยกัน ดังนั้นการออกแบบจึงต้องมีความรู้เกี่ยวกับวินัยนี้
เมื่อเห็นว่าวงจรทำงานในการจำลอง มีสองตัวเลือก:
- ในอีกด้านหนึ่ง คุณสามารถจ้างบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านการก่อสร้างเพื่อผลิตงานออกแบบของคุณสองสามเวอร์ชัน ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่จำเป็นที่บ้านเพื่อทำสิ่งนี้ และคุณสามารถใช้เวลาของคุณกับงานอื่นหรือในเวลาว่างของคุณได้ แต่คุณจะต้องรอให้พร้อมก่อน
- อีกทางเลือกหนึ่งคือการสร้าง PCB ของคุณเองจากที่บ้าน เรามีบทช่วยสอนที่สมบูรณ์ในกรณีที่คุณสนใจและต้องการทราบวิธีการทำ
สำหรับแฟน ๆ ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เน้นคอมพิวเตอร์ การออกแบบและการสร้างแผ่นวงจรพิมพ์เป็นอีกส่วนหนึ่งในกระบวนการสร้าง ไม่ว่าจะเป็นการสร้างโครงการตั้งแต่เริ่มต้น หรือแม้แต่การคืนค่าระบบเก่าซึ่งเกิดจากสภาพของส่วนประกอบที่ไม่ดี ทำงานได้นานขึ้นอย่างถูกต้อง
มันคุ้มค่าที่จะสร้าง PCB ของตัวเองหรือไม่?
นี่เป็นคำถามที่พวกคุณบางคนจะถามตัวเองเมื่ออ่านบทความนี้ และจากมุมมองของผู้เขียนบทความนี้ บอกเลยว่าคุ้มมาก และเป็นงานครุ่นคิดที่คุ้มค่ามาก และจำเป็นอย่างยิ่งหากคุณกำลังมองหา เพื่อฟื้นฟูระบบเก่า ยิ่งไปกว่านั้น หากคุณสร้างโซลูชันของคุณเองซึ่งประกอบด้วย FPGA, CPLD และส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งในระดับมือสมัครเล่นและระดับมืออาชีพ คุณจะต้องมีแผงวงจรพิมพ์ของคุณเอง
น่าเสียดายที่ผลิตภัณฑ์ร่วมสมัยจำนวนมากที่ใช้แผงวงจรพิมพ์แบบหลายแทร็กซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะวิศวกรรมย้อนกลับโดยดูที่หนึ่งในบอร์ดเหล่านี้และสร้างแบบจำลอง แต่เมื่อกู้คืนระบบเก่าหรือสร้างการปรับปรุงเล็กน้อยสำหรับพวกเขา เป็นไปได้
แน่นอน มันจะไม่ให้คุณกู้คืนองค์ประกอบฮาร์ดแวร์ขั้นสูง เช่น การ์ดกราฟิกปัจจุบัน เนื่องจากการประกอบนั้นดำเนินการโดยเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงมากซึ่งสร้างแทร็กด้วยวิธีที่ซับซ้อนอย่างยิ่งและใช้ประโยชน์จาก PCB หลายชั้น
ดังนั้นในท้ายที่สุด มันขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันที่คุณจะใช้ในการออกแบบของคุณ แต่คุณสามารถให้มันเป็นร้านค้าเชิงพาณิชย์ได้เสมอ ไม่ว่าจะด้วยการสร้างสรรค์ใหม่หรือโดยการทำให้ระบบเก่ากลับมามีชีวิตอีกครั้ง ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด มันเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการสร้างฮาร์ดแวร์ใหม่
