วิธีอ่านแผงวงจร?

แผงวงจรพิมพ์ (PCB)เป็นกระดูกสันหลังของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด ตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงเครื่องจักรในโรงงาน แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นกระดูกสันหลังทางเทคโนโลยี เปรียบได้กับโครงข่ายประสาทของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา ผู้เชี่ยวชาญด้านอิเล็กทรอนิกส์จำเป็นต้องเข้าใจวิธีการอ่านแผงวงจรพิมพ์ การอ่านแผงวงจรพิมพ์ช่วยให้พวกเขาสามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้ปรับปรุงการออกแบบ และส่งเสริมการสร้างนวัตกรรมในการพัฒนาระบบอิเล็กทรอนิกส์ บทความนี้จะอธิบายทักษะสำคัญที่จำเป็นต่อการอ่านแผงวงจร โดยผ่านการถอดรหัสสัญลักษณ์ การติดตามวงจร การศึกษาวิธีการที่ซับซ้อน และการรู้จักองค์ประกอบระดับมหภาคที่สำคัญในแผงวงจรพิมพ์

แมโครของแผงวงจรพิมพ์

ชั้นและวัสดุรองรับ

เหตุผลที่ทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ คือความซับซ้อนในลักษณะการซ้อนทับของวัสดุ ซึ่งแต่ละชั้นมีบทบาทของตนเอง แผงวงจรพิมพ์มาตรฐานประกอบด้วยชั้นทองแดงนำไฟฟ้าและชั้นฉนวนที่สลับกันไป โดยทั่วไปวัสดุฉนวนจะทำจากFR-4เป็นวัสดุผสมที่ทำจากผ้าผิวไฟเบอร์กลาสถักทอและเรซินอีพ็อกซี วัสดุชนิดนี้ถูกนำมาใช้เนื่องจากมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี มีความแข็งแรงทางกล ทนต่อสารเคมีและความชื้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งาน โดยโพลีอิไมด์จะถูกใช้สำหรับงานที่ต้องทนต่ออุณหภูมิสูง หรือใช้เซรามิกสำหรับงานที่ต้องการการทำงานที่ความถี่สูง

ชั้นทองแดงบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นเส้นทางของสัญญาณไฟฟ้า ในแผงวงจรแบบสองชั้นอย่างง่าย แผ่นฟอยล์ทองแดงจะถูกยึดติดกับทั้งสองด้านของวัสดุฐาน ในการออกแบบระดับสูง แผงวงจรหลายชั้นจะถูกสร้างขึ้นโดยการซ้อนชั้นทองแดงและชั้นวัสดุฐานเพิ่มเติม วิธีนี้ช่วยให้สามารถสร้างสถาปัตยกรรมวงจรระดับสูงได้ ชั้นทองแดงทำหน้าที่ลำเลียงสัญญาณไฟฟ้าและพลังงานไปทั่วทั้งแผงวงจร

Theหน้ากากบัดกรีโดยทั่วไปจะมีสีเขียว เป็นชั้นเคลือบบางพิเศษบนผิวหน้าที่ทำจากชั้นทองแดง มีหน้าที่หลักเพื่อป้องกันไม่ให้ลายทองแดงสัมผัสกับวัตถุโลหะอื่นที่ไม่ต้องการ ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดสะพานบัดกรีระหว่างแผ่นบัดกรีที่อยู่ใกล้กัน และยังช่วยป้องกันทองแดงจากการเกิดออกซิเดชันด้วย ส่วนซิลค์สกรีนเป็นชั้นด้านนอก โดยทั่วไปจะมีสีขาว และมีข้อมูลสำคัญ เช่น สัญลักษณ์กำกับอุปกรณ์ เครื่องหมายขั้ว และตัวชี้อ้างอิงอื่น ๆ ที่มีประโยชน์ในขั้นตอนการประกอบ การทดสอบ และการซ่อมแซม

แผงวงจรพิมพ์ขั้นสูง (Advanced PCBs) สามารถมีเลเยอร์พิเศษเพื่อเพิ่มฟังก์ชันการทำงานได้ ซึ่งอาจรวมถึงเลเยอร์ความจุไฟฟ้าแบบฝังตัวเพื่อปรับปรุงการจ่ายพลังงาน หรือระนาบกราวด์พิเศษที่ช่วยให้ได้ความสมบูรณ์ของสัญญาณที่เหนือกว่าและมีภูมิต้านทานต่อสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)

ส่วนประกอบหลักของแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

การทำความเข้าใจประเภทของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบอยู่บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการอ่านและตีความบอร์ดได้อย่างรวดเร็ว อุปกรณ์แต่ละชิ้นเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบวงจร:

ตัวต้านทาน:อุปกรณ์แบบพาสซีฟที่จำกัดการไหลของกระแสไฟฟ้า มีแถบสีระบุค่าความต้านทาน ตัวต้านทานถูกใช้สำหรับการจำกัดกระแส การแบ่งแรงดัน และการไบอัส

ตัวเก็บประจุ:อุปกรณ์ที่เก็บและปลดปล่อยพลังงานไฟฟ้า มีให้เลือกในรูปทรงและขนาดที่หลากหลาย ตัวเก็บประจุถูกใช้ในวงจรกรอง การคัปปลิง และการดีคัปปลิง

ตัวเหนี่ยวนำ:ส่วนประกอบที่กักเก็บพลังงานไว้ในสนามแม่เหล็กเมื่อมีกระแสไหลผ่าน ขดลวดเหนี่ยวนำถูกใช้ในวงจรกรองความถี่ วงจรออสซิลเลเตอร์ และแหล่งจ่ายไฟ

ไดโอด:อนุญาตให้กระแสไฟฟ้าไหลได้เพียงทิศทางเดียว ไดโอดเปล่งแสง (LED) ถูกใช้งานอย่างแพร่หลายเป็นตัวบ่งชี้แสง ไดโอดยังสามารถใช้เป็นสวิตช์ ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า และวงจรเรียงกระแสได้

ทรานซิสเตอร์:อุปกรณ์กึ่งตัวนำที่ใช้ขยายหรือสวิตช์สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ ใช้งานอย่างแพร่หลายในวงจรขยายสัญญาณและเกตลอจิก และในทรานซิสเตอร์รอยต่อแบบไบโพลาร์ (BJT) และทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม (FET)

วงจรรวม (ICs):ส่วนประกอบขั้นสูงที่มีวงจรครบถ้วนในแพ็กเกจเดียว ตั้งแต่แอมพลิฟายเออร์เชิงปฏิบัติการแบบง่ายไปจนถึงไมโครโปรเซสเซอร์ขั้นสูง วงจรรวม (IC) เป็นพื้นฐานของอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ทำหน้าที่หลากหลายเป็นอย่างมาก

ส่วนประกอบแต่ละชิ้นมีสัญลักษณ์เฉพาะที่บ่งบอกสเปกและค่าของมันให้แตกต่างกัน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการอ่านแผงวงจรและการประเมินการทำงานภายในระบบอิเล็กทรอนิกส์

รอยลายและวิอา

รอยทองแดงเป็นส่วนสำคัญพื้นฐานของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่งเป็นเส้นทางนำไฟฟ้าที่ช่วยให้สัญญาณไฟฟ้าถูกส่งผ่านจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง การรู้จักรอยทองแดงและประเภทของ via ต่าง ๆ เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการอ่านเลย์เอาต์และการแก้ปัญหาให้สำเร็จ

ร่องรอยสัญญาณส่งสัญญาณข้อมูลระหว่างคอมโพเนนต์ โดยต้องมีการจัดเส้นทางอย่างรอบคอบเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณและไม่ก่อให้เกิดสัญญาณรบกวน

ร่องรอยกำลังไฟรอยทางไฟฟ้ากำลังทำหน้าที่ส่งพลังงานจากแหล่งจ่ายไปยังอุปกรณ์ต่าง ๆ รอยทางไฟฟ้ากำลังมักจะมีความกว้างมากกว่ารอยทางสัญญาณเพื่อรองรับกระแสที่สูงกว่า ช่วยลดแรงดันตกคร่อมและการเกิดความร้อน

ร่องรอยบนพื้นต่อจุดกราวด์ทั้งหมดในวงจรเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ศักย์อ้างอิงร่วมกัน การทำเช่นนี้มีความจำเป็นเพื่อลดสัญญาณรบกวนและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของวงจร

ในแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น,viasถูกใช้เพื่อเชื่อมต่อรอยวงจรระหว่างชั้นต่าง ๆ วีอาเป็นรูขนาดเล็กที่บรรจุด้วยวัสดุนำไฟฟ้า ซึ่งช่วยให้สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านระหว่างสองชั้นได้ สิ่งนี้ช่วยให้สามารถจัดเส้นทางการเชื่อมต่อระหว่างหลายชั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้พื้นที่บอร์ดเพิ่มเติม

การรู้วัตถุประสงค์และประเภทของเวีย—แบบทะลุผ่านบอร์ด (through-hole), แบบบลายด์ (blind) และแบบฝัง (buried)—ก็เป็นสิ่งจำเป็นในการตีความเลย์เอาต์ของแผงวงจรด้วยเช่นกัน เวียแบบทะลุผ่านบอร์ดใช้เชื่อมต่อเลเยอร์ด้านนอกกับเลเยอร์ด้านใน เวียแบบบลายด์เชื่อมต่อเลเยอร์ด้านนอกกับหนึ่งเลเยอร์ด้านในหรือมากกว่า แต่จะไม่ทะลุผ่านตลอดทั้งบอร์ด และเวียแบบฝังจะเชื่อมต่อเฉพาะเลเยอร์ด้านในเท่านั้น

การถอดรหัสสัญลักษณ์บนแผงวงจร

เครื่องหมายและค่าของคอมโพเนนต์

การอ่านแผงวงจรได้ดีขึ้นอยู่กับความสามารถในการอ่านสัญลักษณ์และค่าของอุปกรณ์ประกอบ

รหัสสีของตัวต้านทาน:ตัวต้านทานมักใช้แถบสีเพื่อระบุค่าความต้านทานและค่าความคลาดเคลื่อน ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทานที่มีแถบสีน้ำตาล ดำ ส้ม และทอง จะมีค่าความต้านทาน 10,000 โอห์ม (10k) และค่าความคลาดเคลื่อน 5%

สัญลักษณ์บนตัวเก็บประจุ:ตัวเก็บประจุมักจะมีค่าความจุไฟฟ้าระบุไว้บนตัวมันเองในหน่วยฟารัด (F), พิโกฟารัด (pF), นาโนฟารัด (nF) หรือไมโครฟารัด (μF)

ตัวเหนี่ยวนำ:โดยส่วนมากจะมีการระบุค่าความเหนี่ยวนำไว้บนตัวมันเองในหน่วยไมโครเฮนรี (μH) หรือมิลลิเฮนรี (mH)

ไดโอดและทรานซิสเตอร์สิ่งเหล่านี้มักถูกระบุด้วยตัวกำหนดประเภทหรือหมายเลขชิ้นส่วน รหัสตัวอักษรและตัวเลขสามารถอ้างอิงไขว้ในแผ่นข้อมูลเพื่อยืนยันข้อกำหนดของพวกมัน

วงจรรวม (ICs):บนตัว IC จะมีการระบุหมายเลขชิ้นส่วนซึ่งบอกถึงตัวชิปและหน้าที่การทำงาน การระบุเช่นนี้อาจมีการใส่รหัสวันที่การผลิตและหมายเลขล็อตเพิ่มเติมด้วย

การอ่านสัญลักษณ์ดังกล่าวช่วยให้วิศวกรและช่างเทคนิคสามารถระบุตำแหน่งและทดสอบชิ้นส่วนบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ได้อย่างง่ายดายเพื่อการวินิจฉัยและการออกแบบ

แม้สัญลักษณ์เชิงสเกแมติกและฟุตพริ้นต์บนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) จะใช้แทนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดเดียวกัน แต่ก็มีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน สัญลักษณ์เชิงสเกแมติกเป็นการแสดงผลแบบกราฟิกที่ได้มาตรฐานซึ่งใช้ในแผนผังวงจร และเน้นให้เห็นถึงหน้าที่ทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ ไม่ใช่ลักษณะทางกายภาพของมัน

ในทางกลับกัน ฟุตพรินต์ของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) คือพื้นที่ทางกายภาพและจุดสัมผัสที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้บนแผงวงจรพิมพ์ ฟุตพรินต์เป็นภาพแทนขนาด รูปร่าง และการจัดเรียงขาของอุปกรณ์อย่างแม่นยำ เพื่อช่วยให้การวางตำแหน่งและการบัดกรีในกระบวนการผลิตเป็นไปอย่างถูกต้อง

ทักษะในการแปลจากสัญลักษณ์เชิงสคีเมติกในเชิงนามธรรมไปเป็นรูปแบบทางกายภาพบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) นั้นมีคุณค่ามหาศาลต่อทั้งวิศวกรและช่างเทคนิค เพราะช่วยให้สามารถสลับไปมาระหว่างการออกแบบเชิงแนวคิดกับการนำไปใช้จริงทางกายภาพได้อย่างฉับไว ทำให้การวิเคราะห์วงจรมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น และช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสารระหว่างฝ่ายออกแบบ ฝ่ายผลิต และฝ่ายประกอบอีกด้วย

คำอธิบายซิลค์สกรีน

ซิลค์สกรีนคำอธิบายประกอบให้ตัวบ่งชี้เชิงภาพที่เป็นประโยชน์สำหรับตำแหน่ง ทิศทาง และการติดฉลากของชิ้นส่วนบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยทั่วไปคำอธิบายประกอบจะพิมพ์ด้วยสีที่มีความเปรียบต่างชัดเจน เช่น สีขาวหรือสีเหลือง บนผิวด้านบนของแผงวงจรพิมพ์เพื่อให้มองเห็นได้ชัดเจน

โครงร่างส่วนประกอบและสัญลักษณ์อ้างอิงของอุปกรณ์ตัวระบุแบบอักษรและตัวเลข (เช่น R1 สำหรับตัวต้านทานตัวที่ 1) ช่วยในการระบุและจัดวางตำแหน่งของชิ้นส่วนบนแผงประกอบได้อย่างแม่นยำ

ตัวบ่งชี้ขั้วสัญลักษณ์หรือเครื่องหมายบนซิลค์สกรีนจะแสดงทิศทางที่ถูกต้องสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบมีขั้ว เช่น ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์หรือไดโอด

ตัวบ่งชี้ขา 1:จุดหรือรอยบากที่ระบุขาของพินแรกบนวงจรรวม หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีหลายพิน ช่วยให้มั่นใจได้ถึงทิศทางที่ถูกต้องขณะทำการเสียบใช้งาน

จุดทดสอบจุดพิเศษบนบอร์ดสำหรับการโพรบระหว่างการควบคุมคุณภาพหรือการดีบัก

ด้วยความรู้และการใช้ข้อมูลซิลค์สกรีน ช่างเทคนิคและวิศวกรได้รับประโยชน์อย่างมากในด้านประสิทธิภาพการทำงานระหว่างการทดสอบ การประกอบ และการแก้ไขปัญหาของแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

ด้วยการเรียนรู้การอ่านแผงวงจรพิมพ์ (PCB) บุคคลจะได้รับความสามารถในการทำความเข้าใจและถอดรหัสชั้นต่าง ๆ ส่วนประกอบ และสัญลักษณ์มากมายที่ถูกรวมกันเพื่อสร้างบอร์ดที่ซับซ้อนเหล่านี้ การเรียนรู้ให้คุ้นเคยกับเทคนิคการอ่านเลย์เอาต์ของแผงวงจรและการถอดรหัสตัวอักษรซิลค์สกรีน จะทำให้คุณเปิดโอกาสให้ตนเองสามารถคิดค้นนวัตกรรมและปรับปรุงการออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ทักษะนี้ไม่เพียงเป็นสิ่งล้ำค่าในด้านการซ่อมแซมและการแก้ไขปัญหาเท่านั้น แต่ยังเป็นพื้นฐานสำคัญต่อการพัฒนาเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้งานต่าง ๆ ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ที่หลงใหลในงานอิเล็กทรอนิกส์ วิศวกร หรือช่างเทคนิค การเปลี่ยนความรู้เหล่านี้ให้กลายเป็นชุดทักษะที่ใช้งานได้จริงจะผลักดันให้คุณก้าวสู่การเป็นผู้เชี่ยวชาญในสาขาอิเล็กทรอนิกส์

โดยสรุปแล้ว ทักษะการอ่านแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นทักษะที่มีประโยชน์อย่างยิ่ง ซึ่งเปิดโอกาสมากมายในด้านการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ การแก้ปัญหา และความคิดสร้างสรรค์ การทำความเข้าใจเลเยอร์ของ PCB ส่วนประกอบ และสัญลักษณ์ต่าง ๆ อย่างถ่องแท้ จะช่วยยกระดับทักษะของคุณอย่างมากเมื่อทำงานกับระบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งเพื่อโครงการส่วนตัวหรือทางธุรกิจ เมื่อโปรเจกต์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณก้าวหน้า ขั้นตอนถัดไปคือการทำให้ไอเดียกลายเป็นความจริง PCBCart มอบบริการคุณภาพสูงบริการประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)ซึ่งมุ่งเน้นการปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรมระดับสูงเพื่อส่งมอบโครงการของคุณด้วยความถูกต้องและแม่นยำ การขอใบเสนอราคาจาก PCBCart สามารถช่วยให้คุณเข้าใจได้ว่าทักษะและความรู้ของพวกเขาสามารถช่วยสนับสนุนและยกระดับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของคุณได้อย่างไร

ขอใบเสนอราคาทันทีสำหรับการประกอบ PCB และการผลิต PCB

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์:
•ข้อกำหนดไฟล์ออกแบบ PCB สำหรับการขอใบเสนอราคาและการผลิต PCB แบบเร่งด่วน
•บริการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ครบทุกฟังก์ชัน เริ่มต้นตั้งแต่ 1 แผ่น
•บริการประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบเทิร์นคีย์ขั้นสูง - ตัวเลือกเสริมมูลค่าหลากหลาย
•เคล็ดลับการออกแบบ PCB เพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถในการประกอบของ PCBCart ให้ดียิ่งขึ้นและประหยัดต้นทุน
•ออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถในการผลิตของ PCBCart ให้ได้ดียิ่งขึ้น