Niet pochýb o tom, že schematická tvorba a PCB rozloženie sú základnými aspektmi elektrotechniky a dáva zmysel, že zdroje ako technické články, aplikačné poznámky a učebnice sú často sústredené v týchto častiach procesu navrhovania. Nemali by sme však zabúdať, že ak neviete, ako previesť hotový dizajnový súbor na zostavenú dosku plošných spojov, schéma a rozloženie nie sú príliš užitočné. Aj keď ste trochu oboznámení s objednávaním a montážou dosiek plošných spojov, možno neviete, že určité možnosti vám môžu pomôcť dosiahnuť dostatočné výsledky za nižšiu cenu.

Nebudem diskutovať o vlastnej výrobe DPS a túto metódu nemôžem úprimne odporučiť. Profesionálna výroba DPS je v dnešnej dobe veľmi lacná a pohodlná a celkovo je výsledok oveľa lepší.

Nezávislému a maloobjemovému návrhu DPS sa venujem už dlho a postupne som získal dostatok relevantných informácií na napísanie pomerne obsiahleho článku na túto tému. Napriek tomu som len človek a určite neviem všetko, preto neváhajte a rozšírte moju prácu o komentáre na konci tohto článku. Ďakujeme za váš príspevok.

Základná schéma

Schéma sa skladá hlavne z komponentov a vodičov spojených spôsobom, ktorý vytvára požadované elektrické správanie. Drôty sa stanú stopami alebo nalejú meď.

Tieto komponenty zahŕňajú stopy (pozemné vzory), čo sú sady priechodných otvorov a/alebo podložiek na povrchovú montáž, ktoré zodpovedajú geometrii koncovky fyzickej časti. Footprinty môžu obsahovať aj čiary, tvary a text. Tieto čiary, tvary a text sa súhrnne označujú ako sieťotlač. Tie sú na DPS zobrazené ako čisto vizuálne prvky. Nevedú elektrický prúd a neovplyvňujú funkciu obvodu.

Nasledujúci obrázok poskytuje príklady schematických komponentov a zodpovedajúcich stôp PCB (modré čiary označujú nášľapné podložky, ku ktorým je pripojený každý kolík komponentu).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

Previesť schému na rozloženie PCB

Kompletná schéma je prevedená pomocou softvéru CAD do rozloženia PCB zloženého z balíkov komponentov a riadkov; tento dosť nepríjemný termín sa vzťahuje na elektrické spojenia, ktoré ešte neboli prevedené na fyzické spojenia.

Dizajnér najskôr usporiada komponenty a potom použije čiary ako vodidlo na vytváranie stôp, liatie medi a priechodov. Priechodný otvor je malý priechodný otvor, ktorý má elektrické spojenia s rôznymi vrstvami PCB (alebo viacerými vrstvami). Napríklad tepelný priechod môže byť pripojený k vnútornej uzemňovacej vrstve a do spodnej časti dosky sa naleje uzemňovací medený drôt).

Overenie: Identifikujte problémy v rozložení PCB

Posledný krok pred začiatkom výrobnej fázy sa nazýva overenie. Všeobecnou myšlienkou je, že nástroje CAD sa pokúsia nájsť chyby v rozložení skôr, ako negatívne ovplyvnia funkciu dosky alebo zasahujú do výrobného procesu.

Vo všeobecnosti existujú tri typy autentifikácie (aj keď ich môže byť viac):

Elektrická konektivita: Toto zaisťuje, že všetky časti siete sú prepojené cez nejaký druh vodivej štruktúry.

Súlad medzi schémou a rozložením: To je samozrejmé. Predpokladám, že rôzne CAD nástroje majú rôzne spôsoby, ako dosiahnuť túto formu overenia.

DRC (Kontrola pravidiel dizajnu): Toto je obzvlášť dôležité pre tému výroby dosiek plošných spojov, pretože pravidlá návrhu sú obmedzenia, ktoré musíte uložiť vo svojom rozložení, aby ste zabezpečili úspešnú výrobu. Spoločné konštrukčné pravidlá zahŕňajú minimálnu vzdialenosť medzi stopami, minimálnu šírku stopy a minimálny priemer vrtáka. Pri usporiadaní dosky plošných spojov je ľahké porušiť pravidlá návrhu, najmä keď sa ponáhľate. Preto určite použite funkciu DRC nástroja CAD. Na obrázku nižšie sú uvedené pravidlá návrhu, ktoré som použil pre riadiacu dosku robota C-BISCUIT.

Funkcie PCB sú uvedené horizontálne a vertikálne. Hodnota v priesečníku riadkov a stĺpcov zodpovedajúcich dvom prvkom označuje minimálnu vzdialenosť (v mil) medzi týmito dvoma prvkami. Ak sa napríklad pozriete na riadok zodpovedajúci „Board“ a potom prejdete na stĺpec zodpovedajúci „Pad“, zistíte, že minimálna vzdialenosť medzi podložkou a okrajom dosky je 11 mil.