Det råder ingen tvekan om att schematiskt skapande och PCB layout är grundläggande aspekter av elektroteknik, och det är vettigt att resurser som tekniska artiklar, ansökningsnoteringar och läroböcker ofta är koncentrerade till dessa delar av designprocessen. Vi bör dock inte glömma att om du inte vet hur man konverterar den färdiga designfilen till ett monterat kretskort, är schemat och layouten inte särskilt användbara. Även om du är lite bekant med att beställa och montera kretskort, kanske du inte vet att vissa alternativ kan hjälpa dig att få tillräckligt med resultat till en lägre kostnad.

Jag kommer inte att diskutera DIY-tillverkning av PCB, och jag kan inte ärligt rekommendera denna metod. Nuförtiden är professionell PCB-tillverkning mycket billig och bekväm, och totalt sett är resultatet mycket överlägset.

Jag har ägnat mig åt oberoende och lågvolym PCB-design under lång tid, och jag fick gradvis tillräckligt med relevant information för att skriva en ganska omfattande artikel i ämnet. Ändå är jag bara en person och jag vet verkligen inte allt, så tveka inte att utöka mitt arbete genom kommentarsavsnittet i slutet av denna artikel. Tack för ditt bidrag.

Grundschema

Schemat består huvudsakligen av komponenter och ledningar kopplade på ett sätt som ger önskat elektriskt beteende. Ledningarna kommer att bli spår eller hälla koppar.

Dessa komponenter inkluderar fotspår (landmönster), som är uppsättningar av genomgående hål och/eller ytmonteringsdynor som matchar den fysiska delens terminalgeometri. Fotspår kan också innehålla linjer, former och text. Dessa linjer, former och text kallas gemensamt för screentryck. Dessa visas på PCB som rent visuella element. De leder inte elektricitet och kommer inte att påverka kretsens funktion.

Följande figur ger exempel på schematiska komponenter och motsvarande PCB-fotavtryck (de blå linjerna indikerar de footprint-plattor som varje komponentstift är ansluten till).

pIYBAGAI8vGATJmoAAEvjStuWws459.png

Konvertera schematisk till PCB-layout

Hela schemat konverteras av CAD-programvara till en PCB-layout som består av komponentpaket och linjer; denna ganska obehagliga term syftar på elektriska anslutningar som ännu inte har omvandlats till fysiska anslutningar.

Designern ordnar först komponenterna och använder sedan linjerna som en guide för att skapa spår, koppargjutning och vias. Ett genomgående hål är ett litet genomgående hål som har elektriska anslutningar till olika PCB-lager (eller flera lager). Till exempel kan en termisk genomgång anslutas till det inre jordskiktet, och en jordkoppartråd kommer att hällas i botten av kortet).

Verifiering: Identifiera problem i PCB-layouten

Det sista steget innan tillverkningsfasen börjar kallas verifiering. Den allmänna idén här är att CAD-verktyg kommer att försöka hitta layoutfel innan de negativt påverkar kortets funktion eller stör tillverkningsprocessen.

Det finns i allmänhet tre typer av autentisering (även om det kan finnas fler typer):

Elektrisk anslutning: Detta säkerställer att alla delar av nätverket är anslutna genom någon form av ledande struktur.

Överensstämmelse mellan schematisk och layout: Detta är självklart. Jag antar att olika CAD-verktyg har olika sätt att uppnå denna form av verifiering.

DRC (Design Rule Check): Detta är särskilt relevant för ämnet PCB-tillverkning, eftersom designregler är restriktioner som du måste införa på din layout för att säkerställa framgångsrik tillverkning. Vanliga designregler inkluderar minsta spåravstånd, minsta spårbredd och minsta borrdiameter. När du lägger ut kretskortet är det lätt att bryta mot designreglerna, särskilt när du har bråttom. Se därför till att använda DRC-funktionen i CAD-verktyget. Bilden nedan visar designreglerna som jag använde för C-BISCUIT-robotkontrollkortet.

PCB-funktioner listas horisontellt och vertikalt. Värdet i skärningspunkten mellan raderna och kolumnerna som motsvarar de två funktionerna anger minsta avståndet (i mil) mellan de två funktionerna. Om du till exempel tittar på raden som motsvarar “Bräde” och sedan går till kolumnen som motsvarar “Pad”, kommer du att upptäcka att det minsta avståndet mellan dynan och brädans kant är 11 mil.