十個使用印刷電路板的最高指導原則

九月 7, 2016
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很多初接觸電子設備的新手會覺得焊接及操作印刷電路板(printed circuit board,PCB)很困難,但其實沒那麼難。電路板不像表面上看起來那麼脆弱、高端和複雜。只要你遵循一些簡單的準備過程、操作步驟及預防措施,操作PCB的過程可以是非常直覺的。
我們已經在《MAKE》中說明焊接的基本概念無數次了,所以今天不會著墨這塊。以下的教學不只是將元件焊接(又稱「設置」)到電路板上而已,而是一系列操作PCB的訣竅。有些訣竅雖然簡單但容易被忽視,另外有些訣竅則比較進階,希望這些對於新手或老手都能有所幫助。

組織、分類和計畫遠比你想像得更重要

剛開始接觸電子設備並開始嘗試組合套件時,那些套件通常會附上一張元件列表及組合步驟,讓你可以在過程中逐一打勾確認。最好的做法,是能在開始前先清點套組中所有元件,並在每個步驟完成後做確認記號。這會是個幫助你工作更順利的好習慣。很多電路板之所以看起來複雜,是因為有太多小零件和更多的焊點需要集中在一塊又小又擠的PCB上。但只要你夠細心有條理,你就能省去很多麻煩。試著花點時間建立PCB計畫、清點元件並把它們暫時分類到不同的箱子或袋子,徹底讀過所有指示後,稍微在腦中構思藍圖,只要你能做到上述步驟,就能輕鬆地完成工作。

清潔你的電路板

對新手來說,清潔電路板可能是個很詭異的行為,但這絕對有益無害,而且非常重要。設置電路板前及完成設置後都需要清潔。《MAKE》的投稿作者Ross Hershberger就這麼寫道:「清潔和焊接是相輔相成的。擦洗過的銅會使焊接的溫度降低,也能潤濕得更徹底,所以擦洗是必須步驟,否則你就得在焊接前將電路板去氧化。我使用的是異丙醇和較好的磨料,例如Scotch Brite,或是擦拭酒精前先用磨砂橡皮擦擦拭過也可以。腐蝕較嚴重的部分,就用玻璃纖維筆處理。不要使用鋼絲絨清潔,因為可能會留下纖維,造成短路。」在Maker.io有個簡單的說明,介紹可用的電路板清潔用具,不過大多數的人最後還是會選擇用酒精和前女/男友的牙刷來清潔。

從最低處設置到最高

PCB可以密集地設置到電路板上,並且很快就會變得擁擠,讓你沒什麼空間分配元件、烙鐵和焊料的位置。讓焊接電路板擁有良好配置的其中一個方法,就是事先計畫你要如何設置電路板。從整塊電路板的最低處(通常是電阻)開始焊接你的元件,然後再往上設置。如此一來,較大的元件就不會在你設置低處元件時阻擋在周圍。

使用鑷子

準備一支鑷子。即使你不太會用到小到需要使用鑷子的表面安裝元件,設置通孔插裝元件時,用鑷子操作也會比你肥肥的手指容易。

使用電子元件折腳器

電子元件折腳器經常被供應商烙上品牌後隨意發送。你可以將它收進你的電子工具箱,小巧又實用。只要你可以事先計畫、組織,使電路保持整潔並緊貼電路板,就能更輕鬆地完成工作。精準的彎折元件接腳可讓接腳有適當寬度,幫助你維持整齊的電路。

使用放大鏡

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放大鏡等工具可以幫助你順利完成PCB作品,特別是遇到冷焊或錫橋等焊接的疑難排解時。你的手邊最好備有珠寶商的擴大鏡或放大鏡,以便隨時查看你的作品狀況。

使用萬用黏土做為輔助工具

萬用黏土最被人低估的用途之一,就是做為操作小型元件時的輔助架,可以用來代替一般的輔助夾座。你可以把PCB壓進黏土中也不會留下殘土。儘管你之後會清潔電路板,但使用萬用黏土依然不失為一個好方法。
一旦你開始將這種材料納入你的工作流程中,你很可能會發現自己很常在各種狀況用到它。[來自五個萬用黏土的超強用處

將排針固定在麵包板上

這是個很棒的秘訣,確保排針能夠方正地焊入PCB。將排針焊入PCB時,你可以利用麵包板將排針固定好位置。首先將排針插入麵包板,然後讓你的電路板在上方對齊,再將排針插入PCB的洞,接著進行一般的焊接就行了。

製作底座

我們很愛這個來自《MAKE》投稿作者Matt Mets的創意小玩意兒。將鋁合金六角管支架用熱熔膠黏在你的專題盒內,如此就可為你的PCB專題製作一個快速、可拆式的底座。首先,用螺絲將支架固定在PCB上。至於支架的另一端,不需要在盒子上鑽洞用螺絲固定到專題盒上,只要直接將支架黏在盒子的底部即可。如果你需要換盒子,只要把螺絲旋開就可以了。熱熔膠的牢固程度,對於非高振動的應用來說已經很足夠,而且如果你想要讓盒子另作他途,支架也可以拿掉,用酒精磨擦即可移除熱熔膠。

用熱熔膠絕緣和其他作用

[出自Darbin Orvar的熱熔膠絕妙好點子
熱熔膠可以應用在PCB和很多其他電子元件上作為絕緣體,不過應該避免讓熱熔膠接觸釋放很多熱能的熱敏感元件上。你可以使用具隔絕性質的元件並適時使用安全線,以達到有密封、防水效果的張力緩衝效果。

好康加碼!

以下這些額外的秘訣,是我在臉書的討論區中,向好友們徵求的一些有關PCB的建議。

先規劃好方向

[來自Chris Akiba Wang]很多人直接從做PCB開始,但我在開始做PCB前,第一件事是考慮最後的完成情況。任何你想要完美或專業呈現的成品,都需要先想到完成後的模樣。你設想的方向包含使用對象,以及使用者將如何使用你的產品。產品可攜帶嗎?需要有防水功能嗎?有成本考量嗎?等都是你可以思考的問題。決定方向之後,PCB的尺寸和形狀也將有一定的範圍,然後你就可以著手做PCB了。

PCB玻璃纖維的裁切

[來自Windell Oskay]如果你需要裁切玻璃纖維(FR4)電路板,避免使用鋸子或刻模機等這類的工具。玻璃纖維很堅硬,而且切割過程中會產生有害的粉塵。大型剪切工具才是正確的選擇。堅固的鐵皮剪或是螺栓割刀都行,可以讓你更省力而且裁切得更精準。
很顯然有其他很多關於PCB的方面我們還未提及。SparkFun對於PCB有很棒的介紹,包含更多基礎觀念和其他的小訣竅。
[感謝在我的臉書專頁加入討論的朋友]
(譯:王婉倩)
原文
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