Panduan Pindah dari Prototipe PCB Breadboard ke Produk Lengkap

Penskalaan dari prototipe PCB papan tempat memotong roti adalah proses rumit yang menggabungkan kreativitas dan prosedur. Garis waktu untuk pengembangan adalah sebagai individu sebagai orang yang menjalankan proyek, dan semuanya selalu di tangan pencipta. Namun, ada beberapa tonggak yang harus dicari di sepanjang jalan. PCB papan tempat memotong roti

https://youtu.be/HAOvEPh8hms

Memulai Membuat Prototipe PCB Anda

Jadi sekarang Anda mendapatkan ide fantastis ini atau, lebih baik lagi, PoC (Proof of Concept), tetapi Anda perlu menskalakan ke sesuatu yang layak diproduksi massal atau setidaknya dapat dibuat oleh beberapa produsen untuk tujuan demo; bagaimana Anda memulai membuat prototipe PCB Anda?

Dalam desain perangkat keras, prototipe PCB adalah model "buatan tangan" yang mewakili produk yang diproduksi (mudah direplikasi) cukup bagi desainer untuk memvisualisasikan dan menguji desain. Kata prototipe berasal dari kata Latin proto, yang berarti asli, dan tipe, yang berarti bentuk atau model.

Dengan semua tutorial di luar sana dan jumlah sumber daya gratis yang tersedia, hampir semua orang dapat membuat prototipe PCB cepat dalam beberapa jam. Membawa prototipe PCB Anda ke tempat di mana mereka dapat dikomersialkan membutuhkan banyak usaha, perencanaan, dan beberapa keahlian. Anda harus membuat sejumlah keputusan tentang perangkat keras, yang pada akhirnya mendorong keputusan tentang perangkat lunak perangkat. PCB papan tempat memotong roti

Sangat mudah untuk membangun dengan Raspberry Pi atau bahkan Arduino yang populer, tetapi kemungkinan Anda dapat memproduksi massal dengan itu sebagian besar terbatas. Tentu saja, ini tidak berarti Anda tidak mungkin membuat papan di papan Arduino seperti Arduino Pro Mini atau Arduino tanpa kepala yang dapat dicolokkan dan kemudian terus membuat sesuatu seperti itu. Namun, mereka bisa menjadi sangat mahal dan bahkan bisa lebih kuat dari yang Anda butuhkan.

Banyak startup perangkat keras saat ini telah membuat prototipe PCB pertama mereka dengan Arduino . Arduino mudah dipelajari, bahkan tanpa latar belakang teknik elektro atau hanya keterampilan pemrograman yang diperlukan. Bahkan seorang anak pun dapat melakukannya, dan banyak dari mereka melakukannya.

1.1 PCB papan tempat memotong roti —Pemilihan Komponen

Langkah pertama dalam memulai membangun prototipe PCB Anda adalah mengetahui komponen apa yang Anda perlukan. Anda dapat dengan cepat mendapatkan ide berdasarkan diagram blok Anda atau PoC yang ada, dan bahkan fungsi yang diinginkan perangkat dapat segera mengetahuinya. Misalnya, membuat sesuatu seperti monitor detak jantung yang dapat dipakai akan memerlukan beberapa hal berikut:

1. Unit Mikrokontroler – Atmega, ARM, PIC, dan lainnya

2. Sensor pulsa – Sensor pulsa khusus mungkin berfungsi, atau kombinasi LED dan detektor Cahaya juga bisa berfungsi.

3. Unit Daya

4. Antarmuka tampilan – LCD, LED, OLED, TFT, atau lainnya.

Seseorang dapat dengan mudah melakukan outsourcing sebagian besar dan jika tidak semua suku cadang yang dibutuhkan dari satu pemasok elektronik dan, dalam beberapa kasus, dari beberapa pemasok. Berikut ini adalah beberapa pemasok tempat Anda dapat membeli detail Anda – AliExpress, Digi Key, Arrow, Mouser, Adafruit, dan beberapa lainnya.

1.2 Desain Skema

Langkah selanjutnya adalah membuat diagram desain elektronik, biasanya disebut diagram skema atau diagram sirkuit. Gambar skematis menunjukkan bagaimana setiap komponen terhubung, dan ini bukan sesuatu yang akan Anda lakukan dengan tangan tetapi alat unik yang dirancang untuk tujuan ini.

Membuat skema adalah langkah inti dalam membangun perangkat akhir Anda, dan Anda tidak dapat melewatkannya. Memulai dengan skema Anda sangat mudah; Anda perlu mengetahui alat yang tepat untuk membuat. Beberapa software desain sirkuit dapat digunakan untuk desain skematik, ada yang gratis, dan ada juga yang versi berbayar. Sebagian besar software desain dapat digunakan untuk menggambar skema dan juga untuk membuat tata letak PCB Anda.

Di bawah ini adalah beberapa software yang akan digunakan:

1. KiCAD – Gratis untuk digunakan.

2. Eagle CAD – Premium tetapi dengan opsi gratis terbatas

3. Altium – Premium

4. DipTrace – Premium

5. OrCAD – Premium tetapi menawarkan uji coba gratis.

Setelah memutuskan perangkat lunak desain yang akan digunakan, seseorang dapat membiasakan diri dengan lingkungan perangkat lunak karena setiap perangkat lunak mungkin memiliki tampilan dan nuansa yang berbeda.

Saat membuat skema pada perangkat lunak pilihan Anda, seseorang harus mengikuti beberapa praktik standar dalam desain skematik.

Beberapa metode konvensional disorot di bawah ini –

1. Menggunakan titik persimpangan untuk menunjukkan lebih dari satu koneksi yang terhubung dalam sebuah persimpangan.

2. Menggunakan nama net untuk pin daripada menggambar ratusan koneksi. Melakukan hal ini akan meningkatkan keterbacaan skema tanpa menambahkan kekacauan yang tidak perlu.

3. Selalu menggunakan simbol yang sama untuk perangkat yang sama

4. Memisahkan skema Anda menjadi blok-blok logis, terutama saat merancang beberapa sirkuit yang kompleks.

Ketika Anda selesai dengan desain skema Anda dan telah sepenuhnya memeriksa silang, langkah selanjutnya adalah mengubah desain sirkuit menjadi pembuatan PCB; ada kemungkinan besar kegagalan tata letak, yang dapat berdampak negatif pada fungsionalitas produk akhir. Beberapa tata letak PCB akan digunakan untuk membuat papan Anda.

Di bab berikutnya, kita akan membahas tentang membuat papan sirkuit tercetak untuk prototipe PCB Anda.

Membuat Papan Sirkuit Cetak untuk Prototipe PCB Anda

Membuat Papan Sirkuit Tercetak untuk Prototipe PCB Anda, pertama, memiliki diagram skematik adalah salah satu langkah dari proses memiliki papan profesional yang lengkap.

Tahap proses selanjutnya, yang tidak dapat dilewati, adalah mendesain tata letak papan sirkuit tercetak Anda. Namun, apa itu Papan Sirkuit Tercetak?

Papan Sirkuit Cetak , atau dikenal sebagai PCB, adalah papan fisik yang menampung dan menghubungkan semua komponen elektronik di satu tempat. Desain skema biasanya ditransfer ke PCB menggunakan beberapa metode. Desain PCB mempengaruhi beberapa faktor seperti

1. Biaya – Semakin signifikan papan, semakin mahal biaya pembuatannya.

2. Kinerja – Desain papan dan jenis komponen yang digunakan akan memengaruhi kinerja perangkat secara keseluruhan. Papan yang dirancang dengan buruk mungkin rentan terhadap kebisingan yang pada gilirannya menurunkan kinerja perangkat.

3. Daya Tahan,

4. Dan masih banyak lagi.

Setelah skema siap, kita pindah untuk membuat PCB.

PCB dirancang dalam perangkat lunak yang sama yang digunakan untuk membuat diagram skematik.

Perangkat lunak akan bertanggung jawab untuk menghasilkan tata letak dan jejak PCB berdasarkan komponen dan diagram skematik yang diberikan; tanpa diagram skematik, perangkat lunak tidak akan membuat tata letak PCB dasar.

Memulai membuat tata letak PCB mungkin memakan waktu dan membosankan bagi pengguna pertama kali. Namun, untungnya, ada beberapa tutorial dan sumber daya online yang berguna untuk sebagian besar perangkat lunak PCB dalam mempelajari cara membuatnya.

Tergantung pada perangkat lunak pilihan, biasanya ada cara bagi pengguna untuk beralih dari tampilan skematis ke tampilan tata letak PCB tempat PCB akan dirancang.

Rancang PCB Anda saat Anda membayangkan model perangkat akhir Anda; juga, perangkat lunak yang digunakan akan memiliki berbagai alat verifikasi untuk memastikan tata letak PCB memenuhi aturan desain untuk proses PCB yang digunakan dan bahwa PCB cocok dengan skema. Anda dapat dengan cepat menguji apakah desain Anda akan merusak perangkat Anda atau tidak.

Semakin kecil produk dan semakin rapat komponen yang harus dikemas bersama, semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk membuat tata letak PCB. Jika produk Anda menyalurkan daya dalam jumlah besar atau menawarkan konektivitas nirkabel, tata letak PCB menjadi lebih penting dan memakan waktu.

Sebagian besar bagian penting desain prototipe PCB adalah perutean daya, sinyal berkecepatan tinggi (jam kristal, dll.), dan sirkuit nirkabel.

Setelah melengkapi dengan desain prototipe PCB Anda, Anda harus melanjutkan pembuatan papan sirkuit tercetak Anda, dan ada beberapa cara untuk menyelesaikannya. Buat sendiri di rumah atau kirim desain ke produsen yang mengkhususkan diri dalam pembuatan PCB.

Meskipun ada teknik untuk memproduksi PCB di rumah, teknik tersebut terbatas pada desain sederhana. Jadi, kemungkinan besar Anda perlu mengalihdayakan produksi prototipe PCB Anda.

Di bab berikutnya, kita akan membahas tentang pembuatan papan sirkuit tercetak Anda dari produsen pihak ketiga.

Membuat Papan Sirkuit Tercetak Anda menggunakan WellPCB

Setelah berhasil mengembangkan tata letak sirkuit tercetak untuk perangkat Anda, yang perlu Anda lakukan selanjutnya adalah membuat papan. Sebelum memulai pembuatan, selalu ada baiknya untuk melihat bagaimana produk akhir akan terlihat. Beberapa perangkat lunak seperti Proteus atau Altium memiliki penampil tata letak 3D yang memungkinkan seseorang untuk melihat papan dalam 3D untuk merasakan bagaimana papan akan terlihat.

Sebelum mengirim desain Anda untuk diproduksi, Anda harus terlebih dahulu membuat format file yang akan digunakan oleh pabrikan dan memutuskan apa yang akan digunakan. WellPCB adalah pemimpin di bidang manufaktur.

Papan Sirkuit Cetak dan pilihan terbaik untuk pekerjaan pembuatan PCB Anda.

Desain PCB harus dikonversi ke file Gerber yang digunakan sebagian besar profesional, standar untuk industri PCB. File Gerber berisi semua file desain yang diperlukan untuk digunakan dalam produksi PCB. WellPCB menerima empat format file (format file Gerber, pcb, pcbdoc, atau cam).

WellPCB mencetak sablon di kedua sisi, dan hadir tanpa biaya tambahan. Akan sangat membantu untuk menyertakan nomor bagian pada lapisan sablon yang dicetak. Ada baiknya juga untuk mengetahui spesifikasi rumah dewan. WellPCB memiliki minimal 3mil untuk lebar dan ruang jalur/trek. Pastikan desain Anda tidak melebihi itu. Gunakan pemeriksaan aturan desain perangkat lunak untuk memastikan papan Anda tidak melebihi kemampuan produksi pabrikan.

Persyaratan Silkscreen menyatakan warna yang diinginkan pada PCB, dan sebagian besar adalah tinta tahan UV dan sesuai dengan RoHS.

1. Putih

2. Kuning

3. Hitam

Itu adalah warna yang paling banyak digunakan; yang lain juga tersedia, dan warna dapat menambah waktu dan biaya proses.

Untuk memesan PCB di WellPCB, ikuti langkah-langkah mudah berikut:

4. Kunjungi Bagian Penawaran Online PCB WellPCB – https://www.wellpcb.com/pcb-quote

5. Isi detail papan Anda dan klik tambahkan ke troli. Perlu tahu tentang memesan papan Sirkuit PCB khusus secara online. UNTUK papan PCB yang anda butuhkan, anda bisa menghubungi kami di WellPCB jumlah minimal 5 unitBreadboard PCB

6. Daftarkan akun baru.

7. Unggah PCB Gerber atau. File brd.

8. Pesan barang Anda dan tunggu sampai barang dikirim.

WellPCB juga membantu melakukan pemeriksaan DRC penuh terhadap semua file klien, yang sangat membantu, terutama jika desain memiliki beberapa masalah atau kesalahan. Pengguna akan diberitahu tentang masalah untuk menghindari membuang-buang waktu dan uang selama produksi papan.

Sekarang Anda duduk dan menunggu papan sirkuit tercetak Anda tiba. Lead time fabrikasi PCB untuk layanan PCB-nya setidaknya 24 jam dan waktu minimum sekitar 120 jam untuk PCB 8 – 12 lapis.

Di bab berikutnya, kita akan membahas beberapa istilah PCB dan kemampuan WELLPCB.

Kemampuan PCB WellPCB dan Beberapa Istilah Umum PCB

WellPCB adalah produsen papan sirkuit tercetak terkemuka dan menawarkan perakitan papan sirkuit tercetak untuk melengkapi prototipe PCB-nya.

This makes WellPCB your go-to manufacturer for your entire product development. Also, they provide Turnkey services for outsourcing the components for your electronic board. Breadboard PCB

WellPCB is focused on offering PCB prototypes services and not just large-scale manufacturing. Their PCB prototypes services go at a minimum of 5 units. Not only are they offering prototyping services but also packaged at some meager prices.

A promotional price of $3.99 for users looking for 1-2 layers, 10pcs PCB prototypes, and a board of less than 10cm*10cm.

WELLPCB is capable of producing 100,000 square feet of 2-32-layer PCBs and delivering over 5000 varieties monthly.

With a quick turn to meet 24-hour delivery for double-sided PCBs, 48-hour for 4 to 8 layers, and 120-hour for ten layers or higher PCBs. Their standard lead time is about 5 – 6 days and an Expedited time of 24 – 48 hours.

4.1 The following are WellPCB PCB manufacturing capabilities

1. Support Material:FR4, High TG FR4, Halogen Free material, CEM-3, Rogers HF material.

2. Layer counts 1-32 layers.

3. Finished Copper Thickness:0.5-5 oz.

4. Finished Board Thickness:0.2-6.0mm.

5. Min. Line/Track Width:4mil.

6. Min. Line/Track Space:4mil.

7. Min. Contour Tolerance:+/-0.1mm.

8. Min. Finished Diameter of PTH Hole:0.1mm.

9. Max. Board Thickness/Hole Ratio:12:1.

10. Min. Solder Mask Bridge:4mil (Min. SMT Pad Space 8mil).

11. Min. Legend(Silkscreen) Track Width:5mil.

      12. Solder mask color:green, black, blue, white, yellow, matt, etc.

13. Solder mask hardness:6H.

14. Legend/Silkscreen Color:white, yellow, black, etc.

15. Surface Treatment:HAL, Lead-Free HAL, Immersion gold, OSP, Immersion Tin, Immersion silver, etc.

      16. Other Technology:Gold finger, peelable mask, Non-across blinded vias, characteristic impedance control, Rigid-flex board, etc.

17. Reliability Test:flying probe test/fixture test, impedance test, solderability test, thermal shock test, hole resistance test.

18. Flammability:94V-0.

4.2 Breadboard PCB —Surface Finish

A PCB surface finish is a coating between a component and a bare board PCB. It is applied for two primary reasons:to ensure solderability and to protect the exposed copper circuitry.

Standard surface finishes preference – Non-RoHS or RoHS compliant.

1. HASL (Hot Air Solder Level) – Contains Lead non-RoHS, cheaper and quite popular.

2. ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) – Most popular finish and lead-free, but expensive

3. Immersion Silver – RoHS compliant will tarnish like any silver product

4. OSP – Organic Solderability Preservative

5. LF-HASL (Lead-Free Hot Air Solder Level）

6. Immersion Tin – Used the least of all finishes

4.3 Soldermask

Soldermask is the color to be used for the PCB prototypes finish. Any color can be used. However, sticking to standard colors is the best and more professional. The most popular are:

1. Green

2. Blue

3. Black

4. Red

5. White

6. Yellow

Mask can be in either Matte or Gloss in those above colors. Matte is less readily available due to Gloss is most widely used. Processing Matte for specific colors may add time due to equipment change and processing cleans up and application.

4.4 Breadboard PCB —Silkscreen

Silkscreen is the printing done on the PCB for identification. It is used on the component side to identify components, test points, PCBA part numbers, warning symbols, company logos, and manufacturer names. The following are some of the colors being used:

1. Black

2. White

3. Yellow

Those are the most widely used colors; others are available; however, colors can add to process time and cost like MASK. Ask if you have special requirements for your product.

In the next chapter, we will talk about how to move your PCBA mode.

Breadboard PCB–Moving from PCB Prototypes to PCBA

So, what’s PCB Rapid Prototyping. PCB assembly. Directly speaking, PCB Rapid Prototyping. PCB assembly. Directly speaking, PCB Rapid Prototyping. 3D PCB Printing makes the PCB and does the Printed Circuit Board Assembly (PCBA, an abbreviation for printed circuit board assembly, which refers to the combination of PCB prototypes manufacture, components sourcing, and B3D PCB Printing makes the PCB and does the Printed Circuit Board Assembly PCBA is the PCB with components assembled）.

So now you have your printed circuit board available and ready to populate the board with the needed components. You might be tempted to solder this manually yourself. This might be a good option, especially when the number of panels is less than five or, worst case, ten units; anything more than that might not be a good idea but going the route of PCB Rapid Prototyping. 3D PCB Printing not only makes the PCB but also does the Printed Circuit Board Assembly PCBA.

5.1 Breadboard PCB —Assembly Types of PCBA

The main assembly types of PCBA are shown below:

Those are the commonly used PCB Rapid Prototyping. 3D PCB Printing makes the PCB and does the Printed Circuit Board Assembly (PCBA assembly types. SMD  means Surface Mount Devices, and THC implies Through Hole Components）.

PCBA helps engineers, product developers, hobbyist and others to self-populate the board with needed components by a manufacturing firm.

It is usually faster and cheaper on bulk orders. Getting started with PCB Rapid Prototyping. 3D PCB Printing makes the PCB, and does the Printed Circuit Board Assembly (PCBA is also relatively simple as far you have the necessary resources）.

Just like, WellPCB is capable of handling all your possible PCB prototypes works, they also offer an accompanying production film work that you require to manufacture PCBs. In the case of PCBA service to help one streamline the whole board development process. It does not cost much more to have the PCB populated unless you tack on additional steps in the process, such as burning a program to the MCU or running 100% test on the finished boards.

To get started with PCBA, you need to have all the required documents.

Aside from your PCB prototypes design file, you will need a design specification if there are special needs for your work, a bill of the material (BoM) list for the number of components on your board and also can be generated from the software being used, and part placements made from the software used.

When starting your PCB Assembly, one crucial take note is the sourcing of the components for the board.

The board owner can decide to source for the parts alone and send them to WELLPCB for assembly or let WellPCB handle the integral components sourcing, which I feel is better. Of course, partial supply can also be agreed upon.

Go to PCB Assembly on WellPCB here and fill the Request for Quotation (RFQ) form. Input as many details as possible and send it. WellPCB will get in touch if they need more information from you and continue the assembly process order.

The WellPCB Bill Of Materials (BOM) of a PCB gets fitted onto aboard. PCB Assembly process can take up to around 25 days for large volume manufacturing, which is an excellent time for large volume PCB assembly compared to other PCB Assembly manufacturers. This will make it easy for a pick and place machine to easily pick and place the components on the PCB Assembly capabilities:

More information about WellPCB SMT). This will make it easy for a pick and place machine to easily pick and place the components on the PCB Assembly capability can be found here.

At this point, all you have to do is to sit down and wait for your populated PCB to be available and sent to you. This concludes the end of this chapter, and the next chapter will discuss how to save money when doing PCB and PCBA.

Saving Money in PCB Prototypes and PCBA Manufacturing

Now congratulation, you have your fully developed hardware PCB prototypes or, better still, hardware board. For newbies, this will have been a good experience, and also a lot of money must have been sent which could have been avoided.

Some of the money spent could have been avoided due to unnecessary complexity and errors in the PCB and circuit design.

This chapter will show some of the handy tips and tricks that can help you save even millions when doing large volume manufacturing.

6.1 Breadboard PCB —Keep Your Board Size at a Minimum

Keeping your board size at a minimum is crucial in saving costs and making your final product as portable as possible. The bigger it gets, so do the prices. If the board becomes smaller, so does the cost.

Also, making your board too small might not save you cost since assembling and preparing your board might require specialized equipment.

6.2 Using Surface Mount Components as Much as Possible

You might be tempted to use DIP (dual in-line) package, commonly known as Through-hole components, because it’s possible to easy to use but might not be the best cost-saving option.

      1. Using surface mount components will reduce the number of holes that need to be drilled on your board typically used for through-hole parts.

2. Using surface mount components will also reduce the board size.

3. Using surface mount components will make the board assembly faster and lesser equipment used.

6.3 Set Your Design Up for Penalization

By going on board penalization, you can save yourself a ton of money. Getting all of your boards on one panel means that a rapid-fire pick and place machine can get all your parts placed in one go without requiring any additional setup time.

6.4 Silk Screening Help You Reduce Your PCB prototypes Costs?

Requesting silk screening on one side will cut your artwork costs in half. Sticking with standard colors and larger geometries will also prove beneficial. Understanding these constraints can help you to better PCB prototypes pricing and cost savings.

6.5 Breadboard PCB —Use the Right Via for the Job

There are three types of vias – through-hole vias, blind vias, and buried vias. The last two are only going to be used for high-density and high-frequency PCBs. So, this one is simple, if your design doesn’t need these types of vias, leave them out to avoid any extra manufacturing costs.

This concludes the end of this chapter and the end of this guide. Using standard materials and several of these tips mentioned above can save you several thousand to millions of dollars when embarking on large volume manufacturing.

Breadboard PCB–Conclusion

When building and launching your products to market, some other things also need to be considered.

      1. Certifications – Every wireless-based product needs to go through some certification process to be clear of any hazards or issues and be permitted to the market.

       2.  Enclosure – Depending on the type of product you are building, you might need some enclosure around your board to give it some artistic look or for some reason.

3. Quality Control – Quality control issues a formal inspection report for review and shipment approval. You should expect each shipment to be inspected and approved before being released. Such a protocol creates a closed-loop process that builds in continuous improvement for consecutive production runs.

This guide should give you enough head start in launching your following product. Taking an idea from concept to production is not for the faint of heart.

You have to withstand failures, criticism, mishaps, and managing the whole manufacture process can be very challenging. Still, a manufacturer like WellPCB is in the business to help you succeed. Breadboard PCB