Tidak ada keraguan bahwa penciptaan skema dan PCB tata letak adalah aspek mendasar dari teknik elektro, dan masuk akal bahwa sumber daya seperti artikel teknis, catatan aplikasi, dan buku teks sering terkonsentrasi di bagian proses desain ini. Namun, kita tidak boleh lupa bahwa jika Anda tidak tahu cara mengubah file desain yang sudah selesai menjadi papan sirkuit rakitan, skema dan tata letak tidak terlalu berguna. Bahkan jika Anda sedikit terbiasa dengan pemesanan dan perakitan PCB, Anda mungkin tidak tahu bahwa opsi tertentu dapat membantu Anda mendapatkan hasil yang memadai dengan biaya lebih rendah.

Saya tidak akan membahas pembuatan PCB DIY, dan saya tidak dapat dengan jujur ​​merekomendasikan metode ini. Saat ini, pembuatan PCB profesional sangat murah dan nyaman, dan secara keseluruhan, hasilnya jauh lebih unggul.

Saya telah lama terlibat dalam desain PCB independen dan volume rendah, dan saya secara bertahap memperoleh informasi yang cukup relevan untuk menulis artikel yang cukup komprehensif tentang masalah ini. Namun demikian, saya hanya seorang manusia dan saya tentu tidak tahu segalanya, jadi jangan ragu untuk memperluas pekerjaan saya melalui bagian komentar di akhir artikel ini. Terima kasih atas kontribusi anda.

Skema dasar

Skema ini terutama terdiri dari komponen dan kabel yang terhubung dengan cara yang menghasilkan perilaku listrik yang diinginkan. Kabel akan menjadi jejak atau menuangkan tembaga.

Komponen ini termasuk jejak kaki (pola tanah), yang merupakan kumpulan lubang tembus dan/atau bantalan pemasangan permukaan yang sesuai dengan geometri terminal bagian fisik. Jejak kaki juga dapat berisi garis, bentuk, dan teks. Garis, bentuk, dan teks ini secara kolektif disebut sebagai sablon. Ini ditampilkan pada PCB sebagai elemen visual murni. Mereka tidak menghantarkan listrik dan tidak akan mempengaruhi fungsi sirkuit.

Gambar berikut memberikan contoh komponen skematik dan footprint PCB yang sesuai (garis biru menunjukkan bantalan tapak yang terhubung dengan setiap pin komponen).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

Konversi skema ke tata letak PCB

Skema lengkap diubah oleh perangkat lunak CAD menjadi tata letak PCB yang terdiri dari paket dan garis komponen; istilah yang agak tidak menyenangkan ini mengacu pada sambungan listrik yang belum diubah menjadi sambungan fisik.

Perancang pertama-tama mengatur komponen, dan kemudian menggunakan garis sebagai panduan untuk membuat jejak, penuangan tembaga, dan vias. Lubang tembus adalah lubang tembus kecil yang memiliki sambungan listrik ke lapisan PCB yang berbeda (atau beberapa lapisan). Misalnya, via termal dapat dihubungkan ke lapisan ground internal, dan kabel tembaga ground akan dituangkan ke bagian bawah papan).

Verifikasi: Identifikasi masalah dalam tata letak PCB

Langkah terakhir sebelum dimulainya fase manufaktur disebut verifikasi. Gagasan umum di sini adalah bahwa alat CAD akan mencoba menemukan kesalahan tata letak sebelum berdampak negatif pada fungsi papan atau mengganggu proses pembuatan.

Umumnya ada tiga jenis otentikasi (walaupun mungkin ada lebih banyak jenis):

Konektivitas listrik: Ini memastikan bahwa semua bagian jaringan terhubung melalui beberapa jenis struktur konduktif.

Konsistensi antara skema dan tata letak: Ini terbukti dengan sendirinya. Saya berasumsi bahwa alat CAD yang berbeda memiliki cara yang berbeda untuk mencapai bentuk verifikasi ini.

DRC (Pemeriksaan Aturan Desain): Ini sangat relevan dengan topik pembuatan PCB, karena aturan desain adalah batasan yang harus Anda terapkan pada tata letak Anda untuk memastikan pembuatan yang sukses. Aturan desain umum termasuk jarak jejak minimum, lebar jejak minimum, dan diameter bor minimum. Saat meletakkan papan sirkuit, mudah untuk melanggar aturan desain, terutama saat Anda sedang terburu-buru. Oleh karena itu, pastikan untuk menggunakan fungsi DRC dari alat CAD. Gambar di bawah menunjukkan aturan desain yang saya gunakan untuk papan kontrol robot C-BISCUIT.

Fungsi PCB terdaftar secara horizontal dan vertikal. Nilai di persimpangan baris dan kolom yang sesuai dengan dua fitur menunjukkan pemisahan minimum (dalam mil) antara dua fitur. Misalnya, jika Anda melihat baris yang sesuai dengan “Papan” dan kemudian pergi ke kolom yang sesuai dengan “Pad”, Anda akan menemukan bahwa jarak minimum antara bantalan dan tepi papan adalah 11 mil.