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3D 打印用于电子实验室组织 3D 打印用于电子实验室组织 1 min Blog PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 PCB 设计工程师 3D打印技术为电子设计师提供了改善其开发流程、制作产品模型乃至为生产设备创建定制部件的绝佳机会。然而，3D打印机的好处不止于此；它们在设计过程中还可以扮演另一个同等重要的角色，即帮助你组织电子实验室空间，让你能够更聪明地工作。 实验室空间问题 典型的 电子实验室空间将充满工具、半成品项目、备用零件、随机组件以及大量的电缆和线材。虽然这些都是必需品，需要放在那里，但往往很难找到放置所有东西的地方，以便下次需要时能够再次找到。对于一个偶然的观察者来说，可能看起来是一团杂乱无章的混乱，但这实际上是一种遵循熵的科学原理，慢慢演变而成的高度有序的混乱。 从混乱中创造秩序的关键是拥有放置一切的地方，一个适合您特定需求的存储解决方案，且这个解决方案能够随着您的实验室发展而进化。您开始的每一个新项目都将不可避免地带来新的组件，有时还有新的工具。随着您启动更多项目，您的存储和组织需求将会更快地增长。答案是一个您可以随时添加新元素的定制存储解决方案。答案是利用您的3D打印机的力量；您已经拥有解决组织问题的能力，那么为什么不充分利用呢？本文将分享一些技巧和资源，帮助您开始。 使用3D打印机进行存储解决方案 3D打印机现在是电子开发常用的资源，得益于它们的多功能性、实用性，以及近年来的负担得起的价格。3D打印机现在购买起来相对便宜，同样重要的是，它们消耗的原材料容易获得且价格合理。这些优势使得从业余爱好者到小企业和制造商都能使用它们。 如果您还没有购买您的第一台3D打印机，有几种流行的类型非常适合任何电子实验室。最常见的类型是丝材打印机，本质上是受计算机控制的热熔胶枪。这些打印机通过吸入连续的塑料丝材，丝材在打印头处熔化，允许精确放置以堆积材料层，这些材料层在沉积后固化。层从底部向上堆积，形成3D对象。丝材打印机的一个关键优势是可用材料的范围，这些材料为用户提供不同的机械属性和颜色。这允许您在不同的工作之间或甚至在打印过程中中途更换材料，以改变颜色或生产具有不同属性的对象。 第二种最常见的打印机类型使用液态树脂，通过紫外线（UV）光固化打印材料。这些打印机类型可以使用UV激光束在精确点选择性地固化树脂，或使用光罩仅将树脂槽的选定区域暴露于广域UV光下。 基于粉末的3D打印机 使用粉末的各种打印机，通过使用单独的打印头施加粘合剂或激光源的热量来使粉末在所需区域固化，是可获得的。虽然这些类型的打印机在材料类型的灵活性上具有最大的优势，以优化机械性能和表面完成度，但它们属于成本较高的范畴，通常不会在业余爱好者和小型企业的小型实验室环境中找到。 丝材3D打印机 过去12年的个人经验发现，丝材打印机在小型实验室环境中提供最佳性能。使用树脂打印机时，遇到的问题包括打印物体在后固化过程中略微翘曲，以及最终产品过于脆弱。丝材打印机生产的产品质量更高，机械性能更好，适用于设备控制和此处讨论的定制存储设备等组件的应用。然而，最近在材料方面的进步使树脂打印机变得更具吸引力。它们可能在不久的将来在实验室工作的适用性上与丝材打印机相当，甚至超越。请关注此处的更新，了解3D打印技术的最新发展。 如果在实验室工作中使用丝材打印机，推荐的打印材料是聚乙烯对苯二甲酸乙二醇改性，简称PETG。PET是一种常用的热塑性聚合物树脂，属于聚酯家族，广泛用于从服装到食品容器和水瓶的制造。PETG变种的熔点较低，使其非常适合于注塑和片材挤出。这些属性也使其非常适合用于3D打印机中的丝材挤出。 PETG丝材以小卷形式供应，可送入打印机头部。 这种材料非常适合实验室打印的关键原因是它具有非常低的热膨胀系数，意味着打印部件在冷却过程中尺寸保持稳定，维持正确大小。额外的好处是，该材料相对便宜，并且在固化时保持机械灵活性，使其对于不需要极度刚性的应用非常耐用。这种耐用性非常适合实验室空间组织，因为材料可以处理日常操作，当你取出工具和组件并希望完成后记得放回时。 3D打印存储部件的想法 3D打印机可以生产您需要的任何存储部件；您只需要有想象力来构思您需要的东西，以及将这些想法转换成打印机能理解的设计文件的应用程序。我在我的存储解决方案中使用以下部件，并将其作为改善实验室空间组织的建议提供。所有3D打印元素的设计文件都可以在 Thingiverse和 Printables资源上找到，因此您可以按原样使用这些文件，或根据自己的需要进行调整。如果您使用了设计文件，别忘了告诉我您的使用情况以及有关如何改进设计的任何建议。 阅读文章
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PCB阻焊层扩展 您应该使用什么阻焊层扩展值？ 1 min Blog 阻焊层可以封住PCB，并在表面层的铜上提供一层保护膜。阻焊层需要从表面层的着陆焊盘拉回，这样您可以有一个可供安装和焊接元件的表面。从顶层焊盘上移除阻焊层，应该会围绕焊盘边缘延伸一定距离，从而为您的元件创建NSMD或SMD焊盘。 应该将阻焊层扩展拉回多远，以防止装配缺陷并确保有足够的焊接区域？事实证明，随着越来越小的元件和更高密度的布局成为常态，阻焊层扩展会产生小的阻焊层碎片，这些碎片将留在表面层上。在某些时候，最小的可允许阻焊层碎片和所需的阻焊层扩展成为竞争性设计规则；您可能无法同时满足这两个规则。 平衡阻焊层扩展与碎片 周边焊盘尺寸与错位公差 这是应用正阻焊层扩展的主要原因，它会创建一个非阻焊层定义（NSMD）焊盘。这样做的理由与铜蚀刻过程有关；铜蚀刻是一种湿化学过程，具有比阻焊应用更高的精度。因此，为确保始终暴露整个焊盘区域，我们在焊盘周围应用了足够大的阻焊层扩展。 阻焊剂应用过程的精度较低，会造成错位问题，阻焊层与PCB布局中定义的位置不完全匹配。然而，如果阻焊层扩展足够大，它将补偿错位，焊盘仍然可以通过阻焊层完全可见。我见过的关于 阻焊层扩展的最小建议是在焊盘的所有侧面上增加3密耳，这将补偿大约2密耳的错位。 如果您的焊盘已经足够大，会怎么样？在该背景下，您可以证明使用较小的阻焊层扩展值是合理的。在这种情况下，如果您使用带有较大焊盘的较小扩展，仍然可以确保有足够大的暴露焊盘区域，即使存在一些错位问题。无论如何，您还必须考虑附近的焊盘/过孔之间是否需要设置焊接屏障。 最小焊料屏障尺寸 最小阻焊碎片尺寸将限制您可以应用于给定引线间距的阻焊层扩展开口。如果引线间距足够大，那么您始终可以应用较大的阻焊层扩展，而不必担心达到阻焊屏障限制。当引线间距变小时，或者当元件靠得很近时，您可能会违反最小阻焊碎片尺寸。在这种情况下，您需要决定是希望补偿错位还是确保始终存在一些阻焊屏障。在细间距元件方面，我更喜欢后者。 因为阻焊层网需要至少大约3密耳才能粘附到PCB基板表面，所以当焊盘间距为20密耳或更高时，您通常可以在焊盘周围适配最小的阻焊层扩展。如果您正在查看内部引线（例如BGA封装上的内部球），则应使用SMD焊盘并在焊盘和过孔之间放置小型屏障。 是否应该让制造厂决定？ 如果您只是设置综合的设计规则并应用0密耳或1密耳扩展以达到密度要求，则您的制造商可能会应用额外的扩展值。如果他们这样做，他们可能不会告诉您；您应该预料到晶圆厂可能会如此应用以克服阻焊层模板和表面层焊盘之间的错位。 我的首选是在大多数项目中将掩膜设为0密耳，原因有两个： 除非我处理的是非常高密度的布局，否则我们用于大多数元件的封装将具有足够大的焊盘，典型的错位量不会显着减少焊盘上的焊接面积。 我已经知道制造商会增加阻焊层的扩展，因为我与有限数量的制造商合作；我知道他们的制造过程，当他们向我发送 DFM报告时，我将有机会准确检查他们想要修改的内容。 第2点应该说明您应有一组首选制造/装配公司的原因，并且您应该了解他们的制造过程。我的公司有几个制造伙伴，我们专门用于中低批量的客户项目。我们知道他们的期望以及我们在初始DFM/DFA审查后可能收到的反馈。 如果您想真正将您的意图传达给制造商，请在您的制造图纸中明确说明您的意图。在 制造图纸中添加注释，说明制造商有权在一定范围内（可能是+/-3密耳）修改阻焊剂开口。另一种选择是在阻焊层扩展上设置一个指定的公差，然后指定一个最小碎片宽度。请注意，如果您的要求过高，他们可能会将电路板退还给您，此时您可能需要放宽容忍度要求。 阅读文章