01 电路与电路板

电路是由金属导线把电子元器件连接而成具有一定功能的电路网络。最早期的电路由于结构比较简单,电子元器件的体积比较大,通常情况下可以先将电子元器件固定在设备外壳中之后,直接使用导线将电子器件引脚连接而成。

  

下图中显示了早期的电话接收机中电路的组成情况。它是由导线直接将固定好的电子组件进行连接而成。

 

▲ 图1.1  早期电话机中的电路组成

  

后来随着电路逐渐复杂,包含的电子元器件的种类、数量、大小个头丰富起来,利用 印刷电路板[1] 作为连线与器件的载体,可以方便构成电路,提高电路的生产效率以及可靠性。

  

下图显示了一款早期苏联生产的电话及内部的电路。可以看到它的电路是由电路板将所有的电子元器件连接而成。

 

▲ 图1.2  早期苏联商用电话机电路板

  

在现在 电路板[2] 中有着更加丰富的种类,电路板的层数、布线的密度都在增加。板材也有原来的硬质板材,出现了柔性电路板、薄膜电路板。基本上大部分电子设备中都具有不同形态的电路板。

 

02 免电路板电路

在一些特殊的情况下,还需要将电路板去掉,直接使用电子元器件构建电路系统。特别令人不可思议的情况,对于一些封装非常小的表面封装器件,也可以使用直接构建。

  

在 Tiny, Solar Powered, Light Seeking BEAM Bot (Mini Photopopper) 介绍了一款微型太阳能昆虫的制作。它可以在阳光下移动,并且具有趋光性,即可以跟踪光源运动。

  

昆虫机器人的身体就是有一个太阳能电池构成。为了更好电能,昆虫的所有电路以及两个微型电机都是直接连接而成。其中没有使用电路板。

 

▲ 图2.1 太阳能昆虫机器人

  

下面是这款太阳能昆虫的电路图以及其中所使用的电气元器件。包括有太阳能电池、储能电解电容、两个微型电机、三极管、光电管、二极管以及电压检测集成电路

 

▲ 图2.2 太阳能昆虫的控制电路图

  

早期的电子昆虫还是利用了电路板将这些器件组成控制电路。后来作者为了进一步减小电子昆虫的体积,就直接将这些原器件管脚对管脚的焊接起来,甚至连金属导线都免了。

 

▲ 图2.3  早期的带有电路板的版本

  

说到不可思议的地方,就是这些微型的电子器件直接焊接的过程非常令人着迷。人手直接捏住这些器件都非常困难,那么又如何将它们直接连接在一起呢?

 

▲ 图2.4  电路元器件

 

▲ 图2.5  管脚对管脚的焊接电路

 

▲ 图2.6  利用橡皮泥夹持来焊接电子电路

 

▲ 图2.7  橡皮泥固定表贴元器件进行焊接

 

▲ 图2.8  电路与微型电机之间使用金属丝连接

 

▲ 图2.9 最终成型的微型昆虫电路部分

 

03 橡皮泥新用途

透过前面介绍,让我们看到了橡皮泥的新用处。

  

在构建一些特殊的电路,进行相关的研究的时候,需要构建这些微型的三维电路。橡皮泥用它柔软性、适应性可以很好的将微小的元器件进行固定,方便对它们进行焊接。

▲ 图3.1 橡皮泥的作品

 

参考资料

[1]印刷电路板:

https://baike.baidu.com/item/PCB/146397#:~:text=PCB%EF%BC%88%20Printed%20Circuit%20Board%EF%BC%89%EF%BC%8C%E4%B8%AD%E6%96%87%E5%90%8D%E7%A7%B0%E4%B8%BA%E5%8D%B0%E5%88%B6%E7%94%B5%E8%B7%AF%E6%9D%BF%EF%BC%8C%E5%8F%88%E7%A7%B0%E5%8D%B0%E5%88%B7%E7%BA%BF%E8%B7%AF%E6%9D%BF%EF%BC%8C%E6%98%AF%E9%87%8D%E8%A6%81%E7%9A%84%E7%94%B5%E5%AD%90%E9%83%A8%E4%BB%B6%EF%BC%8C%E6%98%AF,%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%85%83%E5%99%A8%E4%BB%B6%20%E7%9A%84%E6%94%AF%E6%92%91%E4%BD%93%EF%BC%8C%E6%98%AF%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%85%83%E5%99%A8%E4%BB%B6%E7%94%B5%E6%B0%94%E7%9B%B8%E4%BA%92%E8%BF%9E%E6%8E%A5%E7%9A%84%20%E8%BD%BD%E4%BD%93%20%E3%80%82

 

[2]电路板: https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/106561157?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522163318058816780261990191%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=163318058816780261990191&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_v2~rank_v29-1-106561157.pc_v2_rank_blog_default&utm_term=%E7%94%B5%E8%B7%AF%E6%9D%BF+%E4%B8%9D%E7%BD%91%E5%B1%82&spm=1018.2226.3001.4450