No hi ha dubte que la creació esquemàtica i PCB El disseny són aspectes fonamentals de l’enginyeria elèctrica, i té sentit que recursos com ara articles tècnics, notes d’aplicació i llibres de text sovint es concentrin en aquestes parts del procés de disseny. Tanmateix, no hem d’oblidar que si no sabeu com convertir el fitxer de disseny completat en una placa de circuits muntats, l’esquema i el disseny no són gaire útils. Fins i tot si esteu una mica familiaritzat amb la comanda i el muntatge de PCB, potser no sabeu que determinades opcions us poden ajudar a obtenir resultats suficients a un cost més baix.

No parlaré de la fabricació de PCB de bricolatge i no puc recomanar sincerament aquest mètode. Avui en dia, la fabricació professional de PCB és molt barata i còmoda i, en general, el resultat és molt superior.

Fa temps que estic compromès amb el disseny de PCB independent i de baix volum i, a poc a poc, vaig obtenir prou informació rellevant per escriure un article bastant complet sobre el tema. No obstant això, només sóc una persona i certament no ho sé tot, així que no dubteu a ampliar el meu treball a través de la secció de comentaris al final d’aquest article. Gràcies per la teva contribució.

Esquema bàsic

L’esquema es compon principalment de components i cables connectats de manera que produeixi el comportament elèctric desitjat. Els cables es convertiran en rastres o abocaran coure.

Aquests components inclouen petjades (patrons de terra), que són conjunts de forats passants i/o coixinets de muntatge superficial que coincideixen amb la geometria terminal de la part física. Les petjades també poden contenir línies, formes i text. Aquestes línies, formes i text s’anomenen col·lectivament serigrafia. Aquests es mostren a la PCB com a elements purament visuals. No condueixen l’electricitat i no afectaran la funció del circuit.

La figura següent proporciona exemples de components esquemàtics i les petjades corresponents de PCB (les línies blaves indiquen els coixinets de la petjada als quals està connectat cada pin de component).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

Converteix l’esquema a la disposició de PCB

El programari CAD converteix l’esquema complet en un disseny de PCB format per paquets de components i línies; aquest terme força desagradable fa referència a connexions elèctriques que encara no s’han convertit en connexions físiques.

El dissenyador primer organitza els components i després utilitza les línies com a guia per crear traces, abocaments de coure i vies. Un forat passant és un petit forat passant que té connexions elèctriques a diferents capes de PCB (o capes múltiples). Per exemple, es pot connectar una via tèrmica a la capa de terra interna i s’abocarà un cable de coure de terra a la part inferior del tauler).

Verificació: identifiqueu problemes en el disseny del PCB

L’últim pas abans de l’inici de la fase de fabricació s’anomena verificació. La idea general aquí és que les eines CAD intentaran trobar errors de disseny abans que afectin negativament la funció del tauler o interfereixin amb el procés de fabricació.

En general, hi ha tres tipus d’autenticació (tot i que hi pot haver més tipus):

Connectivitat elèctrica: Això garanteix que totes les parts de la xarxa estiguin connectades mitjançant algun tipus d’estructura conductora.

Coherència entre l’esquema i la disposició: això és evident. Suposo que les diferents eines CAD tenen maneres diferents d’aconseguir aquesta forma de verificació.

DRC (Design Rule Check): Això és especialment rellevant per al tema de la fabricació de PCB, perquè les regles de disseny són restriccions que heu d’imposar al vostre disseny per garantir una fabricació exitosa. Les regles de disseny habituals inclouen l’espai mínim de traça, l’amplada de traça mínima i el diàmetre de trepant mínim. Quan es distribueix la placa de circuit, és fàcil infringir les regles de disseny, sobretot quan tens pressa. Per tant, assegureu-vos d’utilitzar la funció DRC de l’eina CAD. La figura següent transmet les regles de disseny que vaig utilitzar per a la placa de control del robot C-BISCUIT.

Les funcions de PCB s’enumeren horitzontalment i verticalment. El valor a la intersecció de les files i columnes corresponents a les dues característiques indica la separació mínima (en mils) entre les dues característiques. Per exemple, si mireu la fila corresponent a “Tauler” i després aneu a la columna corresponent a “Pad”, trobareu que la distància mínima entre el coixinet i la vora del tauler és d’11 mils.