Ei ole epäilystäkään siitä, että kaavamainen luominen ja PCB layout ovat sähkötekniikan perusnäkökohtia, ja on järkevää, että resurssit, kuten tekniset artikkelit, sovellushuomautukset ja oppikirjat, keskitetään usein näihin suunnitteluprosessin osiin. Emme kuitenkaan saa unohtaa, että jos et osaa muuntaa valmiista suunnittelutiedostoa kootuksi piirilevyksi, kaaviosta ja asettelusta ei ole paljon hyötyä. Vaikka oletkin hieman perehtynyt piirilevyjen tilaamiseen ja kokoamiseen, et ehkä tiedä, että tietyt vaihtoehdot voivat auttaa sinua saamaan riittävät tulokset pienemmillä kustannuksilla.

En keskustele piirilevyjen valmistuksesta itse, enkä voi rehellisesti suositella tätä menetelmää. Nykyään ammattimainen piirilevyjen valmistus on erittäin halpaa ja kätevää, ja kaiken kaikkiaan tulos on paljon parempi.

Olen harrastanut itsenäistä ja vähävolyymista piirilevysuunnittelua pitkään, ja sain vähitellen tarpeeksi olennaista tietoa kirjoittaakseni aiheesta melko kattavan artikkelin. Siitä huolimatta olen vain henkilö enkä todellakaan tiedä kaikkea, joten älä epäröi laajentaa työtäni tämän artikkelin lopussa olevan kommenttiosion kautta. Kiitos panoksestasi.

Peruskaavio

Kaavio koostuu pääosin komponenteista ja johtimista, jotka on kytketty tavalla, joka tuottaa halutun sähköisen käyttäytymisen. Johdoista tulee jälkiä tai ne valuvat kuparia.

Näitä osia ovat jalanjäljet ​​(maakuviot), jotka ovat läpivientireikiä ja/tai pinta-asennustyynyjä, jotka vastaavat fyysisen osan liittimen geometriaa. Jalanjäljet ​​voivat sisältää myös viivoja, muotoja ja tekstiä. Näitä viivoja, muotoja ja tekstiä kutsutaan yhteisesti silkkipainatukseksi. Nämä näytetään piirilevyllä puhtaasti visuaalisina elementteinä. Ne eivät johda sähköä eivätkä vaikuta piirin toimintaan.

Seuraavassa kuvassa on esimerkkejä kaavamaisista komponenteista ja vastaavista PCB-jalanjäljistä (siniset viivat osoittavat jalanjälkityynyt, joihin kukin komponenttinasta on kytketty).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

Muunna kaavio PCB-asetteluksi

Täydellinen kaavio muunnetaan CAD-ohjelmistolla PCB-asetteluksi, joka koostuu komponenttipaketeista ja -linjoista; tämä melko epämiellyttävä termi viittaa sähköliitäntöihin, joita ei ole vielä muunnettu fyysisiksi liitoksiksi.

Suunnittelija järjestää ensin komponentit ja käyttää sitten viivoja opasteina jälkien luomiseen, kuparivalaukseen ja läpivienteihin. Läpivienti on pieni läpimenevä reikä, jossa on sähköliitännät eri piirilevykerroksiin (tai useisiin kerroksiin). Esimerkiksi lämpöläpivienti voidaan liittää sisäiseen maakerrokseen ja maadoitettu kuparijohto kaadetaan levyn pohjalle).

Varmistus: Tunnista piirilevyasettelun ongelmat

Viimeistä vaihetta ennen valmistusvaiheen alkua kutsutaan todentamiseksi. Yleisenä ajatuksena tässä on, että CAD-työkalut yrittävät löytää asetteluvirheet ennen kuin ne vaikuttavat negatiivisesti levyn toimintaan tai häiritsevät valmistusprosessia.

Todennustyyppejä on yleensä kolme (vaikka niitä voi olla useampia):

Sähköliitännät: Tämä varmistaa, että kaikki verkon osat on kytketty jonkinlaisen johtavan rakenteen kautta.

Kaaviokaavion ja asettelun välinen johdonmukaisuus: Tämä on itsestään selvää. Oletan, että eri CAD-työkaluilla on erilaisia ​​tapoja saavuttaa tämä varmennusmuoto.

DRC (Design Rule Check): Tämä on erityisen tärkeää piirilevyjen valmistuksen kannalta, koska suunnittelusäännöt ovat rajoituksia, jotka sinun on asetettava asettelullesi onnistuneen valmistuksen varmistamiseksi. Yleiset suunnittelusäännöt sisältävät vähimmäisjälkivälin, vähimmäisviivaleveyden ja poran vähimmäishalkaisijan. Piirilevyä asetettaessa on helppo rikkoa suunnittelusääntöjä, varsinkin kun on kiire. Siksi muista käyttää CAD-työkalun DRC-toimintoa. Alla oleva kuva välittää suunnittelusäännöt, joita käytin C-BISCUIT-robotin ohjauskortille.

Piirilevyn toiminnot on lueteltu vaaka- ja pystysuunnassa. Näitä kahta ominaisuutta vastaavien rivien ja sarakkeiden leikkauskohdassa oleva arvo ilmaisee kahden ominaisuuden välisen vähimmäisetäisyyden (millioina). Jos esimerkiksi katsot riviä, joka vastaa “Board” ja siirryt sitten sarakkeeseen, joka vastaa “Pad”, huomaat, että tyynyn ja laudan reunan välinen vähimmäisetäisyys on 11 mailia.