אין ספק שיצירה סכמטית ו PCB פריסה הם היבטים בסיסיים של הנדסת חשמל, וזה הגיוני שמשאבים כגון מאמרים טכניים, הערות יישומים וספרי לימוד מרוכזים לעתים קרובות בחלקים אלה של תהליך התכנון. עם זאת, אל לנו לשכוח שאם אינך יודע כיצד להמיר את קובץ העיצוב שהושלם ללוח מעגלים מורכב, הסכמטי והפריסה אינם שימושיים במיוחד. גם אם אתה קצת מכיר את ההזמנה וההרכבה של PCBs, אולי אינך יודע שאפשרויות מסוימות יכולות לעזור לך להשיג תוצאות מספקות בעלות נמוכה יותר.

אני לא אדון בייצור עשה זאת בעצמך של PCB, ואני לא יכול להמליץ ​​בכנות על שיטה זו. כיום, ייצור PCB מקצועי זול ונוח מאוד, ובסך הכל, התוצאה עדיפה בהרבה.

אני עוסק בתכנון PCB עצמאי ובנפח נמוך מזה זמן רב, ובהדרגה צברתי מספיק מידע רלוונטי כדי לכתוב מאמר מקיף למדי בנושא. עם זאת, אני רק אדם ואני בהחלט לא יודע הכל, אז אנא אל תהססו להרחיב את עבודתי דרך קטע התגובות בסוף מאמר זה. תודה על תרומתך.

סכמטי בסיסי

הסכימה מורכבת בעיקר ממרכיבים וחוטים המחוברים באופן שמייצר את ההתנהגות החשמלית הרצויה. החוטים יהפכו לעקבות או יזרקו נחושת.

רכיבים אלה כוללים טביעות רגליים (דפוסי קרקע), שהם קבוצות של חורים מבעד ו/או רפידות הרכבה על פני השטח התואמות את הגיאומטריה המסוף של החלק הפיזי. טביעות רגליים יכולות להכיל גם קווים, צורות וטקסט. קווים, צורות וטקסט אלה מכונים ביחד הדפסת מסך. אלה מוצגים על ה-PCB כאלמנטים ויזואליים בלבד. הם אינם מוליכים חשמל ולא ישפיעו על תפקוד המעגל.

האיור הבא מספק דוגמאות של רכיבים סכמטיים וטביעות רגליים מתאימות של PCB (הקווים הכחולים מציינים את רפידות הטביעת הרגל שאליהם כל פין רכיב מחובר).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

המרת סכימה לפריסת PCB

הסכמטי המלא מומר על ידי תוכנת CAD לפריסת PCB המורכבת מחבילות רכיבים וקווים; המונח הלא נעים הזה מתייחס לחיבורים חשמליים שעדיין לא הוסבו לחיבורים פיזיים.

המעצב מסדר תחילה את הרכיבים, ולאחר מכן משתמש בקווים כמדריך ליצירת עקבות, יציקת נחושת ומעברים. חור עובר הוא חור קטן בעל חיבורים חשמליים לשכבות PCB שונות (או למספר שכבות). לדוגמה, דרך תרמית עשויה להיות מחוברת לשכבת ההארקה הפנימית, וחוט נחושת הארקה ייוצק לתחתית הלוח).

אימות: זיהוי בעיות בפריסת ה-PCB

השלב האחרון לפני תחילת שלב הייצור נקרא אימות. הרעיון הכללי כאן הוא שכלי CAD ינסו למצוא שגיאות פריסה לפני שהן משפיעות לרעה על תפקוד הלוח או מפריעים לתהליך הייצור.

בדרך כלל ישנם שלושה סוגים של אימות (אם כי עשויים להיות סוגים נוספים):

קישוריות חשמלית: זה מבטיח שכל חלקי הרשת מחוברים דרך איזשהו מבנה מוליך.

עקביות בין סכמטי לפריסה: זה מובן מאליו. אני מניח שלכלי CAD שונים יש דרכים שונות להשיג צורה זו של אימות.

DRC (בדיקת כלל עיצוב): זה רלוונטי במיוחד לנושא ייצור PCB, מכיוון שכללי עיצוב הם הגבלות שעליך להטיל על הפריסה שלך כדי להבטיח ייצור מוצלח. כללי עיצוב נפוצים כוללים מרווח עקבות מינימלי, רוחב עקבות מינימלי וקוטר מקדחה מינימלי. בעת פריסת המעגל, קל להפר את כללי העיצוב, במיוחד כאשר אתה ממהר. לכן, הקפידו להשתמש בפונקציית DRC של כלי ה-CAD. האיור שלהלן מעביר את כללי העיצוב שבהם השתמשתי עבור לוח הבקרה של הרובוט C-BISCUIT.

פונקציות PCB רשומות אופקית ואנכית. הערך בצומת השורות והעמודות התואם לשתי התכונות מציין את ההפרדה המינימלית (במילים) בין שתי התכונות. לדוגמה, אם תסתכל על השורה המתאימה ל”לוח” ואז תעבור לעמודה המתאימה ל”Pad”, תגלה שהמרחק המינימלי בין הכרית לקצה הלוח הוא 11 מיל.