Nyomtatott áramkör prototípusgyártás, sorozatgyártás és specifikációk 1. rész

    MinnerX - vendég poszt

    Nyomtatott áramkör prototípusgyártás, sorozatgyártás és specifikációk 1. rész

    Cikk szerzője: Nagy Márton, MDelta Electronics Hardware Design

    Gondolkodtál már valamilyen hardver fejlesztésben? Okoseszköz, IoT megoldásban? Akkor ez a cikk jó támpontot fog adni neked!

    Örömmel tölt el, hogy Milán ötlete és a korábbi konzultációs beszélgetésünk eredményeképpen végül írhatok nektek egy kis technikai betekintést az elektronika bugyraiba, mellyel a vállalkozásom – MDelta – Electronics Hardware Design –  foglalkozik.

    Az elektronika mint fogalom, rendkívül szerteágazó szakterületekből tevődik össze, így egy villamosmérnöknek területtől függően (energetika, automatika, mikroelektronika, HF) tisztában kell lennie a gépészettel, kémiával, hőtannal és persze egy kicsit a kvantummechanikával is. Így most a teljesség igénye nélkül adnék nektek egy kis betekintést, egyfajta „érdeklődés felkeltés” képpen.

    Mint ahogyan azt tapasztaljuk a mindennapjainkban, behálóz mindent az elektronika. Tíz éve – ami tulajdonképpen nem sok idő – szinte elképzelhetetlen volt a mai eszközök/áramkörök integráltsági szintje vagyis, hogy egy IC (integrált áramkör) tokozásba mennyi mindent belezsúfolnak. Mindez még kisebb, kompaktabb, gyorsabb, kisebb fogyasztású eszközökhöz vezetett. Anélkül, hogy messzemenően részletezném – a cikk terjedelme miatt – a különbözőféle, fajta elektronikai alkatrészeket, az nyilvánvaló mindenki számára, hogy ezeket általában előre meghatározott módon (kapcsolási rajz) össze kell kötni egymással, „valamilyen vezetékekkel”.

    Bizonyára a legtöbben találkoztatok már nyomtatott áramköri (NYÁK) lapokkal, ha másként nem is, mikor kicsi voltál, tuti szétszedtél egy rádiót ! J (Engem pont ez varázsolt el, kíváncsi voltam mire jók azok a tekercsek, meg színes apró kütyük).
    A legtöbben biztosan feltették magukban a kérdést, hogy WOW, ez komoly, de vajon hogyan készül egy ilyen ?
    Menjünk vissza kicsit a múltba kb az 1970 es évekbe, amikor az egyetlen cél az volt, hogy ezeket a soklábú „apró” alkatrészeket, összekössék egymással. Nemes egyszerűséggel KÉZZEL megrajzolták a szűz bakelitalapú (hordozó) NYÁK lemezre a sávokat valamilyen saválló festékkel, minden mást ami nem volt lefestve lemart a sav. Az akkori korban ez tökéletesen megfelelt, hiszen minden áramkör nagyon lassú volt.

    Akkoriban zömmel 1 illetve 2 rétegű nyomtatott áramköröket gyártottak. Ez azt jelenti, hogy hány egymástól elektromosan független rézfólia réteg van a hordozón. Egy kétrétegűnél ez értelemszerűen felül illetve alul (továbbiakban: top és bottom). Illetve ún.: furatszerelt alkatrészeket (THT vagy THD) használtak kizárólag. Ez annyit takar, hogy az alkatrészek kivezetéseit a NYÁK on lévő furatokon átvezetve forrasztották hozzá azokat.

    Aztán eltelt pár évtized és egyre gyorsabb, nagyobb tranzisztorszámú, nagyobb teljesítményű integrált áramkört fejlesztettek. Ép ésszel szinte felfoghatatlan sűrűségű, hogy érezzétek: az AMD Epyc ben 2017 ben 20 Milliárd (!!!) tranzisztor volt. Ez még csak nem is a csúcsok csúcsa !
    Nyilván ezzel együtt a nyomtatott áramköri technológiáknak is jelentősen korszerűsödnie kellett, hogy képesek legyenek lépést tartani a GHz es órajelekkel és a pikoszekundumos feszültség/áram emelkedési meredekségekkel, nagyobb hőterheléssel stb.
    Magyarul: egy nyomtatott áramkör már nem csak egy sima vezetékezés, hanem egy áramköri alkatrész.

    Ezek alapján összefoglalva, egy nyomtatott áramköri lap feladatai:

    • Az elektronikus alkatrészek mechanikai hordozója.
    • Megfelelő mechanikai szilárdság biztosítása (kivéve a flexibilis NYÁK okat)
    • Alkalmazási területtől függő magas hőtűrő képesség/kis alakváltozás
    • Természetesen az elektromos összeköttetés létesítése az alkatrészek között
    • Az anyagától (hordozó) függően eltérő elektromos tulajdonságok (nagyfrekvenciás technika)
    • Alkatrészek hőelvezetése
    • És hogy mindezek a tulajdonságok a teljes élettartamára nézve ne változzanak meg jelentősen.

    Okos mérnökök megalkották az úgynevezett felületszerelt alkatrész technológiát (SMT vagy SMD). Így már egyre nagyobb alkatrészsűrűséggel lehetett a panelokat szerelni, aminek több vonzata is lett:
    egy modern, nagy alkatrész sűrűségű és nagy sebességű áramkörön, minden egyes alkatrész egymáshoz képesti elhelyezésének hatalmas jelentősége lett, továbbá nem volt már elég a kétrétegű panel….egy átlag okostelefonban 12 rétegű (jól olvasod) panelek vannak, melyek általában 1,6mm vastagságúak.

    Tehát nézzük csak, foglaljuk össze, hogy mit tudunk ezekről az „új” NYÁK okról:
    – Nem mindegy hogyan helyezed el egymáshoz képest az alkatrészeket (interferenciát, de akár működésképtelenséget is előidézhet)
    – Nem mindegy, hogyan kötöd össze az alkatrészeket. Itt az áramköri rajzolatra gondolok, nem a kapcsolási rajzra. (szintén interferenciát és működésképtelenséget okozhat)
    – Egy több rétegű panelnél a rétegek megfelelő használata, vagyis melyik rétegen mit vezetek. Kritikus fontosságú (sorrend).
    – A panel anyaga, hőtűrés, hővezetés, dielektrikum veszteség szempontjából.

    Rendkívül sok tényező van amit figyelembe kell venni egy áramkör tervezésénél. Nyilvánvalóan ezt az adott alkalmazás is megszabja illetve a megrendelő specifikációi az eszközzel kapcsolatban. A hardverfejlesztés tehát mint látjátok egy rendkívül komplex folyamat így ha olyan projektben gondolkozol ami esetleg egy egyedileg tervezett prototípus vagy sorozatgyártott áramkört kell hogy tartalmazzon, érdemes szakértő segítséget kérni.

    Hogyan néz ki a tervezés folyamata ?!

    Ha megvan a koncepció, amit vagy az ügyfél dolgoz ki vagy mi vele közösen, akkor a következő lépés egy MINDENRE kiterjedő specifikáció írása. Hogy ez pontosan mit tartalmaz, az attól függ, hogy az adott eszköz milyen felhasználási területre kell hogy készüljön, pl.: Consumer, Industrial, Medical stb. nyilván minél kritikusabb a működési megbízhatóság szempontjából, annál részletesebbnek kell lennie egy specifikációnak.
    Ahhoz hogy értsd, hogy ez mit is kell hogy tartalmazzon, ahhoz fel kell tenned magadban a kérdést: Az eszköz mely tulajdonságait akarom az irányításom alatt tartani ?

    Itt fontos megjegyezni egyfajta ökölszabályként: minél kevesebb a kompromisszum, annál drágább lesz. (Mondjuk szerintem ez az élet legtöbb területén így van.)
    Pl.:
    – villamos jellemzők (áram, feszültség, frekvencia, jelalak, átviteli függvény, SNR stb..)
    – mechanikai jellemzők (méret, anyag, furatok – kivágások, csatlakozók típusa, elhelyezése stb.)
    – termikus jellemzők (anyag, hővezetés, üzemi hőfok)
    – kémiai jellemzők (ólommentes technológia, felületkezelés, forrasztásgátló lakk stb.)
    – darabszám és ár
     Fogok majd írni egy másik cikket konkrét (fiktív) példával, hogy jobban megértsétek.

    Amennyiben megvannak az ügyféllel közösen kidolgozott specifikációk, kap egy árajánlatot. Ha ez megfelel az elképzeléseinek, akkor kezdődhet a kapcsolási rajz tervezése és az alkatrészek kiválasztása, áramköri szimulációk, számítások és árak összehasonlítása. Az alkatrészek kiválasztásánál az adatlapban foglaltak a mérvadóak az adott eszköz elektromos jellemzőire vonatkozóan. Bár hozzátenném, hogy találkoztam már olyan speciális vezérlő IC vel egy projektemnél, ahol az adatlap hibás volt így két hét e-mailezés az USA mérnökökkel és véget nem érő mérések után kiderült, hogy ők hibáztak. Látjátok, itt is előfordulnak hibák, hiába a magasan képzett és tapasztalt szakemberek és a rengeteg szabvány, ezért is készülnek prototípusok. A valóság mindig picit más mint az elmélet.

    Ha kész a kapcsolási rajz, akkor jöhet a nyomtatott áramkör tervezése – ó dehogy, előbb még frissíteni kell az alkatrész könyvtárakat! J Csak ezek után jön a NYÁK tervezés, amit személy szerint imádok. Rendszerint ez tart a legtovább, hiszen mint feljebb láthattátok, rengeteg tényezőt kell figyelembe venni és egy panelon ritkán van 100 alkatrésznél kevesebb.

    Amennyiben kész a nyákterv, ellenőrzés után mehet a prototípus gyártónak. Mi bérgyártásban készíttetjük a paneleket és prototípusoknál legtöbbször kézzel kerülnek beforrasztásra az alkatrészek.
    Nagyon körültekintően kell eljárni, hiszen ha itt hibázunk, nagyon drága alkatrészek tudnak nagyon hamar füstté válni. Éppen ezért többször ellenőrizzük a kész prototípusokat és az első üzembe helyezésnél megtesszük a kellő óvintézkedéseket ha netán valami mégsem a tervek szerint alakulna, ne tegyük tönkre a panelt.
    Ebben a fázisban még van lehetősége az ügyfélnek változtatni a működésből szerzett tapasztalatok alapján – ez a célja egy prototípusnak – és akár több prototípus kört is lefuttatni, mielőtt egy több ezres, tízezres, netán százezres darabszámú sorozatgyártást megindítanánk. Erre mindig felhívom az ügyfelek figyelmét, hogy ne a prototípusokon próbáljanak spórolni, hiszen sorozatgyártásnál ez sokszorosan megbosszulja magát.

    Köszönöm a figyelmet és hamarosan folytatom a 2. résszel!

    Írta:
    Nagy Márton
    E.V. / Villamosmérnök
    MDelta – Electronics Hardware Design

    Fotó: Envato License

    Mi ez a MinnerX? Én is beküldenék ilyen posztot!

    Legfrissebb MinnerX posztokhoz

    MinnerX

    Cikk szerzője: Nagy Márton, MDelta Electronics Hardware Design

    Gondolkodtál már valamilyen hardver fejlesztésben? Okoseszköz, IoT megoldásban? Akkor ez a cikk jó támpontot fog adni neked!

    Örömmel tölt el, hogy Milán ötlete és a korábbi konzultációs beszélgetésünk eredményeképpen végül írhatok nektek egy kis technikai betekintést az elektronika bugyraiba, mellyel a vállalkozásom – MDelta – Electronics Hardware Design –  foglalkozik.

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX

    Cikk szerzője: Háromfai Balázs, Semmiszemét

    Tudod, én vagyok az, akivel korábban a Milán a bérgyártásos podcastot készítette. Egy új terméket dobtunk piacra, amiben az a különleges, hogy újratöltjük a flakonokat. Azóta sok víz lefolyt a Dunán! A start megvolt szeptember elején, óriási kilövéssel. Az első 5 nap alatt már 15 vásárlónál és 200 000 forgalomnál jártunk. Legutóbb pedig itt a MinnerX-ben arról írtam, hogy várjuk a viszonteladók jelentkezését. Azt hiszem nagy fába vágtuk a fejszénket… Több mint 55 jelentkező várja a találkozót, nagyon motiváltak, amit felemelő érzés tapasztalni.

    Éles váltás a piaci visszajelzések alapján

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX

    Cikk szerzője: Nagy Richárd, Fratelli Dekor

    Magyarországon sajnos sokszor abba a hibába futunk bele, hogy a dekorfesték hallatán az emberek nem arra gondolnak, amit ebben a formában valójában jelent. Pedig nem úri huncutság!

    Ez a kis rövid történet induljon Olaszországból…
    Cégünk egyik alapítója idestova 20 éve él és dolgozik Olaszországban mint vállalkozó. A vállalkozása a belsőépítészetre koncentrálódik (festés, gipszkartonszerelés). A „megrendelők” között rengeteg olyan ügyfél van, aki a lakását, irodáját, üzlethelyiségét szeretné egy szép dekorral egyedibbé, hangulatosabbá, otthonosabbá varázsolni.

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX
    VR játékterem Győr

    A cikk szerzője: Kóbor Tamás, VR PLANET

    Egy jó ideje olvasom a Minnert. Nemcsak a cikkeket, hanem a vállalkozási ötleteket is. Az ötletek többszöri átolvasása után jött az ötlet, hogy nyissunk VR játéktermet Győrben (28. üzleti ötlet).

    Aztán sorjában jöttek a lépések: rengeteg információ gyűjtés, élőben kipróbálni (tapasztalat szerzés), meeting egy működő játékteremmel, informatikussal egyeztetni, aki végül üzlettársam lett. Ezek mind nagyon jó dolgok voltak és ennek is köszönhetjük, hogy nagyobb motivációval vágtunk bele. Ahogy szereztük be a különböző információkat, számoltunk, az egyre jobban hajtott minket előre. Csinálni kell!

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX

    A cikk szerzője: Bánki Tamás

    Remélem sokatoknak motivációt ad a vállalkozásom indulása! Tudjátok, ez még az az időszak, amikor minden olyan idegen, izgalmas. Érzed, hogy az álom megvalósul.

    Bánki Tamás vagyok, és 21 éve foglalkozom zenével. Kezdetben gitározni tanultam, majd a későbbiekben több hangszerrel is megismerkedtem és belekóstoltam a zeneszerzés világába is.  A zene iránti szenvedélyemet és tiszteletemet a zeneszerzésben tudom a leginkább kifejezni, és mindig is az volt az álmom, hogy a zeneiparban érvényesülni tudjak valamilyen formában. A jelenlegi gazdasági helyzet nem kecsegtetett túl sok jóval, mint feltörekvő zenész-előadó, viszont rengeteg aspektusa van ennek a műfajnak, így jött az ötlet, hogy olyan zenei anyagokat készítsek, amiket vállalatok, cégek tudnak felhasználni különböző marketing anyagaikhoz és reklámblokkjaikhoz. Az ötletnek az alapjait le is fektettem, és a kidolgozáskor láttam, hogy egyedül nem fogok tudni annyi anyagot gyártani, ami ki tudná szolgálni az igényeket. Ekkor Minneren szinte megtalált egy cikk, valahogy pont jókor (40. üzleti ötlet). Amiben nagyon jól volt feltárva az, hogy mekkora igény lehet egy zenei szignálokat értékesítő portálra. Ez újabb lendületet adott és sok inspirációt arra, hogy hogyan tudjak együtt dolgozni zeneszerzőkkel.

    Ez oly annyira jól sikerült, hogy kevesebb, mint egy hónap alatt már két szerzővel dolgozom együtt, akikkel már megkezdtük a stúdiómunkálatokat, valamint a bemutatkozó oldalunk el is indult. Itt többek között létrehoztunk egy akadémiát, ahova a zenét hozzánk hasonló szenvedéllyel szerető oktatók és dalszerzők tudnak regisztrálni, ezzel is elősegítve a zenei igényeket kielégítését. Arra törekedtünk, hogy mindkét oldalon győztes helyzet alakuljon ki, így az értékesített zenei anyagok után minden szerző jutalékot kap. Webáruházunk február 15-én kap zöld jelzést, amit egy megnyitóünnepség keretein belül tárunk a publikum elé. A rendezvénynek egy kiváló helyszín, az Ínyenc Kert étterem és kávézó ad majd otthon. Ugye! Azok a Minner tartalmak! Gondolom te is így vagy vele, ebben a megnyitó buliban inspirált a síkölcsönző vállalkozás megnyitóünnepsége (arról szóló cikk).

    Viszont addig sem lustálkodunk, hiszen az oldalunk megismertetése már folyamatban van, és a Facebookon igyekszünk minél több embert elérni. A számok nem hazudnak, így az első posztok után 24 óra alatt közel 3000 elérést magasabb, mint 36%-os interakció – és átkattintási arányt értünk el. Ezeknek a kidolgozásában Milán (Minner) is sokat segített precizitásával és hozzáértésével, amikor is egy üzleti tanácsadás keretein belül beszéltük át, hogy milyen eszközök is lennének megfelelők.  A közösen kidolgozott terveket igyekszünk tartani és bízunk a hasonlóan pozitív előrehaladásban.

    Még jelentkezem, hogy haladunk! Addig is kövesd a Facebook oldalunkat!

    Fotó: Jacek Dylag / Unsplash

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX

    Cikk szerzője: Winter Ádám, TanfolyamOKJ.hu

    A munkaerőpiac folyamatos változása miatt nehéz előre megmondani, milyen szakmákra lesz leginkább kereslet a jövőben, de az általános munkaerő-piaci trendekből és a törvényi változásokból következtethetünk arra, mely szakmákra mutatkozik majd nagyobb igény 2020-ban.

    Minden ember életében eljöhet az a pillanat, amikor gyorsan kell pályát módosítania, azonban a legtöbbeknek munka és család mellett nincs lehetőségük évekig koptatni az iskolapadot. Az OKJ-s képzések azonban lehetőséget biztosítanak arra, hogy rövid idő – felnőttképzésben akár néhány hónap – alatt keresett szakmát szerezzünk.

    Az OKJ-s szakmai végzettséget jelenleg felnőttképző intézményekben is meg lehet szerezni, az iskolarendszerű képzéseknél rövidebb idő alatt.

    A felnőttképzések nem ingyenesek, nem jár a jelentkezőknek diákigazolvány, de a szervező iskolák számos más előnyt nyújtanak a tanulóknak. Például többféle ütemezésben indulnak tanfolyamok, hogy munka mellett is be tudjanak járni a tanulók. Mivel ezek piaci alapon működő iskolák, így jobb körülmények közt, modernebb eszközökön sajátíthatják el a diákok a választott szakmát.

    A TanfolyamOKJ.hu összegyűjtötte, milyen képzéseket érdemes választaniuk azoknak, akik rövid idő alatt megszerezhető, keresett szakmát szeretnének 2020-ban.

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX

    Cikk szerzője: Rovó Viktor, warnedbros.com

    Több érzékszervre hat egyszerre, történetet mesél, érzelmeket generál, könnyen fogyasztható. Hát persze, hogy a marketingvideókról van szó, és te is biztosan végignéztél ma már néhányat.

    Nem csoda, hiszen mára az online marketingkampányok közel 90%-ában fordulnak elő videók, így ha reklámoznád a branded, enélkül nehéz dolgod lesz. Az internetfelhasználók több mint fele néz videókat minden nap, mindez a világ mobilinternet forgalmának csaknem háromnegyedét teszi ki.

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX

    Szerző: Dávid Ádám, a Hypestyle.hu webshop tulajdonosa és szabadúszó marketinges

    Sziasztok! Ádám vagyok, januártól időm nyílik Facebook és Instagram oldalak kezelését végezni.

    A story-m röviden:

    Van egy saját dropshipping webshopom, aminek a marketingjét én készítem. Egyetem mellett építettem fel. Most végeztem az egyetemen, felszabadult annyi időm, hogy másoknak is elvégezzem ezt, az olykor kényelmetlen és nehéz feladatot. Ha felmerült benned már, hogy: “Mit posztoljak?” akkor van értelme egyeztetnünk!

    Képzettségem, elvégzett tanfolyamok:

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    MinnerX

    Cikk szerzője: Szabó Péter a Reklámanimáció.hu -tól.

    A Reklám Animációnál rengeteg kabala figurát tervezünk és mivel tombol a Black Friday-láz, úgy gondoltuk, hogy nincs is ennél jobb alkalom elemezni a különböző reklám animációs figurákat. Ha nem barlangban éltél, minden bizonnyal te is találkoztál már az Alza kabalájával, Alzakkal, aki “szerethető, fülbemászó hangjával”, sokak szívébe lopta be magát. Miért sikeres? Mi kell ahhoz, hogy egy ilyen kabala forgalmat generáljon? Vajon megismételhető-e az Alza sikere? Ezeket szedtük össze a blogunkban.

    Ismerős ez a figura? Egészen biztosan megjegyezted már. Nem csak az Alza, hanem más márkák is előszeretettel használnak animációs figurákat. Nem meglepő, hogy Black Friday alatt is behozta a figurát. Ha nem működne, szerinted használnák? Erről írunk részletesebben a cikkünkben, olvasd el a Reklámanimáció blogjában!

    Ő tesz azért, hogy sikeres legyen! Képzi magát. Tegyél te is így! Üzleti képzések a MinnerAkadémián. Vágj bele most, utána pedig várunk ide a MinnerX-be! Kattints ide!

    Cikk szerzője: Nagy Márton, MDelta Electronics Hardware Design

    Gondolkodtál már valamilyen hardver fejlesztésben? Okoseszköz, IoT megoldásban? Akkor ez a cikk jó támpontot fog adni neked!

    Örömmel tölt el, hogy Milán ötlete és a korábbi konzultációs beszélgetésünk eredményeképpen végül írhatok nektek egy kis technikai betekintést az elektronika bugyraiba, mellyel a vállalkozásom – MDelta – Electronics Hardware Design –  foglalkozik.

    Az elektronika mint fogalom, rendkívül szerteágazó szakterületekből tevődik össze, így egy villamosmérnöknek területtől függően (energetika, automatika, mikroelektronika, HF) tisztában kell lennie a gépészettel, kémiával, hőtannal és persze egy kicsit a kvantummechanikával is. Így most a teljesség igénye nélkül adnék nektek egy kis betekintést, egyfajta „érdeklődés felkeltés” képpen.

    Mint ahogyan azt tapasztaljuk a mindennapjainkban, behálóz mindent az elektronika. Tíz éve – ami tulajdonképpen nem sok idő – szinte elképzelhetetlen volt a mai eszközök/áramkörök integráltsági szintje vagyis, hogy egy IC (integrált áramkör) tokozásba mennyi mindent belezsúfolnak. Mindez még kisebb, kompaktabb, gyorsabb, kisebb fogyasztású eszközökhöz vezetett. Anélkül, hogy messzemenően részletezném – a cikk terjedelme miatt – a különbözőféle, fajta elektronikai alkatrészeket, az nyilvánvaló mindenki számára, hogy ezeket általában előre meghatározott módon (kapcsolási rajz) össze kell kötni egymással, „valamilyen vezetékekkel”.

    Bizonyára a legtöbben találkoztatok már nyomtatott áramköri (NYÁK) lapokkal, ha másként nem is, mikor kicsi voltál, tuti szétszedtél egy rádiót ! J (Engem pont ez varázsolt el, kíváncsi voltam mire jók azok a tekercsek, meg színes apró kütyük).
    A legtöbben biztosan feltették magukban a kérdést, hogy WOW, ez komoly, de vajon hogyan készül egy ilyen ?
    Menjünk vissza kicsit a múltba kb az 1970 es évekbe, amikor az egyetlen cél az volt, hogy ezeket a soklábú „apró” alkatrészeket, összekössék egymással. Nemes egyszerűséggel KÉZZEL megrajzolták a szűz bakelitalapú (hordozó) NYÁK lemezre a sávokat valamilyen saválló festékkel, minden mást ami nem volt lefestve lemart a sav. Az akkori korban ez tökéletesen megfelelt, hiszen minden áramkör nagyon lassú volt.

    Akkoriban zömmel 1 illetve 2 rétegű nyomtatott áramköröket gyártottak. Ez azt jelenti, hogy hány egymástól elektromosan független rézfólia réteg van a hordozón. Egy kétrétegűnél ez értelemszerűen felül illetve alul (továbbiakban: top és bottom). Illetve ún.: furatszerelt alkatrészeket (THT vagy THD) használtak kizárólag. Ez annyit takar, hogy az alkatrészek kivezetéseit a NYÁK on lévő furatokon átvezetve forrasztották hozzá azokat.

    Aztán eltelt pár évtized és egyre gyorsabb, nagyobb tranzisztorszámú, nagyobb teljesítményű integrált áramkört fejlesztettek. Ép ésszel szinte felfoghatatlan sűrűségű, hogy érezzétek: az AMD Epyc ben 2017 ben 20 Milliárd (!!!) tranzisztor volt. Ez még csak nem is a csúcsok csúcsa !
    Nyilván ezzel együtt a nyomtatott áramköri technológiáknak is jelentősen korszerűsödnie kellett, hogy képesek legyenek lépést tartani a GHz es órajelekkel és a pikoszekundumos feszültség/áram emelkedési meredekségekkel, nagyobb hőterheléssel stb.
    Magyarul: egy nyomtatott áramkör már nem csak egy sima vezetékezés, hanem egy áramköri alkatrész.

    Ezek alapján összefoglalva, egy nyomtatott áramköri lap feladatai:

    • Az elektronikus alkatrészek mechanikai hordozója.
    • Megfelelő mechanikai szilárdság biztosítása (kivéve a flexibilis NYÁK okat)
    • Alkalmazási területtől függő magas hőtűrő képesség/kis alakváltozás
    • Természetesen az elektromos összeköttetés létesítése az alkatrészek között
    • Az anyagától (hordozó) függően eltérő elektromos tulajdonságok (nagyfrekvenciás technika)
    • Alkatrészek hőelvezetése
    • És hogy mindezek a tulajdonságok a teljes élettartamára nézve ne változzanak meg jelentősen.

    Okos mérnökök megalkották az úgynevezett felületszerelt alkatrész technológiát (SMT vagy SMD). Így már egyre nagyobb alkatrészsűrűséggel lehetett a panelokat szerelni, aminek több vonzata is lett:
    egy modern, nagy alkatrész sűrűségű és nagy sebességű áramkörön, minden egyes alkatrész egymáshoz képesti elhelyezésének hatalmas jelentősége lett, továbbá nem volt már elég a kétrétegű panel….egy átlag okostelefonban 12 rétegű (jól olvasod) panelek vannak, melyek általában 1,6mm vastagságúak.

    Tehát nézzük csak, foglaljuk össze, hogy mit tudunk ezekről az „új” NYÁK okról:
    – Nem mindegy hogyan helyezed el egymáshoz képest az alkatrészeket (interferenciát, de akár működésképtelenséget is előidézhet)
    – Nem mindegy, hogyan kötöd össze az alkatrészeket. Itt az áramköri rajzolatra gondolok, nem a kapcsolási rajzra. (szintén interferenciát és működésképtelenséget okozhat)
    – Egy több rétegű panelnél a rétegek megfelelő használata, vagyis melyik rétegen mit vezetek. Kritikus fontosságú (sorrend).
    – A panel anyaga, hőtűrés, hővezetés, dielektrikum veszteség szempontjából.

    Rendkívül sok tényező van amit figyelembe kell venni egy áramkör tervezésénél. Nyilvánvalóan ezt az adott alkalmazás is megszabja illetve a megrendelő specifikációi az eszközzel kapcsolatban. A hardverfejlesztés tehát mint látjátok egy rendkívül komplex folyamat így ha olyan projektben gondolkozol ami esetleg egy egyedileg tervezett prototípus vagy sorozatgyártott áramkört kell hogy tartalmazzon, érdemes szakértő segítséget kérni.

    Hogyan néz ki a tervezés folyamata ?!

    Ha megvan a koncepció, amit vagy az ügyfél dolgoz ki vagy mi vele közösen, akkor a következő lépés egy MINDENRE kiterjedő specifikáció írása. Hogy ez pontosan mit tartalmaz, az attól függ, hogy az adott eszköz milyen felhasználási területre kell hogy készüljön, pl.: Consumer, Industrial, Medical stb. nyilván minél kritikusabb a működési megbízhatóság szempontjából, annál részletesebbnek kell lennie egy specifikációnak.
    Ahhoz hogy értsd, hogy ez mit is kell hogy tartalmazzon, ahhoz fel kell tenned magadban a kérdést: Az eszköz mely tulajdonságait akarom az irányításom alatt tartani ?

    Itt fontos megjegyezni egyfajta ökölszabályként: minél kevesebb a kompromisszum, annál drágább lesz. (Mondjuk szerintem ez az élet legtöbb területén így van.)
    Pl.:
    – villamos jellemzők (áram, feszültség, frekvencia, jelalak, átviteli függvény, SNR stb..)
    – mechanikai jellemzők (méret, anyag, furatok – kivágások, csatlakozók típusa, elhelyezése stb.)
    – termikus jellemzők (anyag, hővezetés, üzemi hőfok)
    – kémiai jellemzők (ólommentes technológia, felületkezelés, forrasztásgátló lakk stb.)
    – darabszám és ár
     Fogok majd írni egy másik cikket konkrét (fiktív) példával, hogy jobban megértsétek.

    Amennyiben megvannak az ügyféllel közösen kidolgozott specifikációk, kap egy árajánlatot. Ha ez megfelel az elképzeléseinek, akkor kezdődhet a kapcsolási rajz tervezése és az alkatrészek kiválasztása, áramköri szimulációk, számítások és árak összehasonlítása. Az alkatrészek kiválasztásánál az adatlapban foglaltak a mérvadóak az adott eszköz elektromos jellemzőire vonatkozóan. Bár hozzátenném, hogy találkoztam már olyan speciális vezérlő IC vel egy projektemnél, ahol az adatlap hibás volt így két hét e-mailezés az USA mérnökökkel és véget nem érő mérések után kiderült, hogy ők hibáztak. Látjátok, itt is előfordulnak hibák, hiába a magasan képzett és tapasztalt szakemberek és a rengeteg szabvány, ezért is készülnek prototípusok. A valóság mindig picit más mint az elmélet.

    Ha kész a kapcsolási rajz, akkor jöhet a nyomtatott áramkör tervezése – ó dehogy, előbb még frissíteni kell az alkatrész könyvtárakat! J Csak ezek után jön a NYÁK tervezés, amit személy szerint imádok. Rendszerint ez tart a legtovább, hiszen mint feljebb láthattátok, rengeteg tényezőt kell figyelembe venni és egy panelon ritkán van 100 alkatrésznél kevesebb.

    Amennyiben kész a nyákterv, ellenőrzés után mehet a prototípus gyártónak. Mi bérgyártásban készíttetjük a paneleket és prototípusoknál legtöbbször kézzel kerülnek beforrasztásra az alkatrészek.
    Nagyon körültekintően kell eljárni, hiszen ha itt hibázunk, nagyon drága alkatrészek tudnak nagyon hamar füstté válni. Éppen ezért többször ellenőrizzük a kész prototípusokat és az első üzembe helyezésnél megtesszük a kellő óvintézkedéseket ha netán valami mégsem a tervek szerint alakulna, ne tegyük tönkre a panelt.
    Ebben a fázisban még van lehetősége az ügyfélnek változtatni a működésből szerzett tapasztalatok alapján – ez a célja egy prototípusnak – és akár több prototípus kört is lefuttatni, mielőtt egy több ezres, tízezres, netán százezres darabszámú sorozatgyártást megindítanánk. Erre mindig felhívom az ügyfelek figyelmét, hogy ne a prototípusokon próbáljanak spórolni, hiszen sorozatgyártásnál ez sokszorosan megbosszulja magát.

    Köszönöm a figyelmet és hamarosan folytatom a 2. résszel!

    Írta:
    Nagy Márton
    E.V. / Villamosmérnök
    MDelta – Electronics Hardware Design

    Fotó: Envato License

    Köszi, hogy olvasol! Gyere vissza többször is! Sikeres 2020-at!