Nie ma wątpliwości, że schematyczne tworzenie i PCB układ jest podstawowym aspektem elektrotechniki i ma sens, że zasoby, takie jak artykuły techniczne, uwagi aplikacyjne i podręczniki, są często skoncentrowane w tych częściach procesu projektowania. Nie powinniśmy jednak zapominać, że jeśli nie wiesz, jak przekonwertować gotowy plik projektu na zmontowaną płytkę drukowaną, schemat i układ nie są zbyt przydatne. Nawet jeśli jesteś trochę zaznajomiony z zamawianiem i montażem płytek PCB, możesz nie wiedzieć, że niektóre opcje mogą pomóc w uzyskaniu wystarczających wyników przy niższych kosztach.

Nie będę omawiał samodzielnego wytwarzania płytek PCB i nie mogę szczerze polecić tej metody. W dzisiejszych czasach profesjonalna produkcja PCB jest bardzo tania i wygodna, a ogólny wynik jest znacznie lepszy.

Od dłuższego czasu zajmuję się samodzielnym i niskonakładowym projektowaniem PCB i stopniowo zdobywałem wystarczającą ilość istotnych informacji, aby napisać dość obszerny artykuł na ten temat. Niemniej jednak jestem tylko osobą i na pewno nie wiem wszystkiego, więc nie wahaj się rozszerzyć mojej pracy o sekcję komentarzy na końcu tego artykułu. Dziękuję za twój wkład.

Schemat podstawowy

Schemat składa się głównie z komponentów i przewodów połączonych w sposób, który zapewnia pożądane zachowanie elektryczne. Przewody staną się śladami lub polewą miedzią.

Te komponenty obejmują footprinty (wzory terenu), które są zestawami otworów przelotowych i/lub podkładek do montażu powierzchniowego, które pasują do geometrii końcowej części fizycznej. Footprinty mogą również zawierać linie, kształty i tekst. Te linie, kształty i tekst są zbiorczo określane jako sitodruk. Są one wyświetlane na płytce drukowanej jako elementy czysto wizualne. Nie przewodzą prądu i nie wpływają na działanie obwodu.

Poniższy rysunek przedstawia przykłady komponentów schematycznych i odpowiadające im footprinty PCB (niebieskie linie wskazują podkładki footprintów, do których podłączony jest każdy pin komponentu).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

Konwertuj schemat na układ PCB

Cały schemat jest konwertowany przez oprogramowanie CAD na układ PCB złożony z pakietów komponentów i linii; to dość nieprzyjemne określenie odnosi się do połączeń elektrycznych, które nie zostały jeszcze przekształcone w połączenia fizyczne.

Projektant najpierw rozmieszcza komponenty, a następnie wykorzystuje linie jako przewodnik do tworzenia ścieżek, odlewania miedzi i przelotek. Otwór przelotowy to mały otwór przelotowy, który ma połączenia elektryczne z różnymi warstwami PCB (lub wieloma warstwami). Na przykład, do wewnętrznej warstwy uziemienia można podłączyć przelotkę termiczną, a uziemiający przewód miedziany zostanie wlany w spód płytki).

Weryfikacja: Zidentyfikuj problemy w układzie PCB

Ostatnim krokiem przed rozpoczęciem fazy produkcyjnej jest weryfikacja. Ogólna idea jest taka, że ​​narzędzia CAD będą próbowały znaleźć błędy układu, zanim wpłyną negatywnie na funkcję płytki lub zakłócą proces produkcyjny.

Generalnie istnieją trzy typy uwierzytelniania (chociaż może być ich więcej):

Łączność elektryczna: Zapewnia to, że wszystkie części sieci są połączone za pomocą pewnego rodzaju struktury przewodzącej.

Spójność między schematem a układem: jest to oczywiste. Zakładam, że różne narzędzia CAD mają różne sposoby na osiągnięcie tej formy weryfikacji.

DRC (Kontrola reguł projektowania): Jest to szczególnie istotne w przypadku produkcji płytek drukowanych, ponieważ zasady projektowania to ograniczenia, które należy nałożyć na układ, aby zapewnić pomyślną produkcję. Typowe zasady projektowania obejmują minimalne odstępy śladów, minimalną szerokość śladów i minimalną średnicę wiertła. Podczas układania płytki drukowanej łatwo jest naruszyć zasady projektowania, zwłaszcza gdy się spieszysz. Dlatego upewnij się, że korzystasz z funkcji DRC narzędzia CAD. Poniższy rysunek przedstawia zasady projektowania, których użyłem dla płyty sterującej robota C-BISCUIT.

Funkcje PCB są wymienione poziomo i pionowo. Wartość na przecięciu wierszy i kolumn odpowiadających dwóm cechom wskazuje minimalną odległość (w milicalach) między tymi dwiema cechami. Na przykład, jeśli spojrzysz na wiersz odpowiadający „Board”, a następnie przejdziesz do kolumny odpowiadającej „Pad”, przekonasz się, że minimalna odległość między padem a krawędzią deski wynosi 11 milicali.