Όταν μιλάμε για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, οι αρχάριοι συχνά συγχέουν τα «σχηματικά PCB» και τα «αρχεία σχεδίασης PCB», αλλά στην πραγματικότητα αναφέρονται σε διαφορετικά πράγματα. Η κατανόηση των διαφορών μεταξύ τους είναι το κλειδί για την επιτυχή κατασκευή PCB, επομένως για να το κάνουν καλύτερα οι αρχάριοι, αυτό το άρθρο θα αναλύσει τις βασικές διαφορές μεταξύ των σχηματικών σχεδίων PCB και του σχεδιασμού PCB.
Τι είναι το PCB
Πριν μπούμε στη διαφορά μεταξύ σχηματικού και σχεδιασμού, αυτό που πρέπει να γίνει κατανοητό είναι τι είναι ένα PCB;
Βασικά, υπάρχουν πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μέσα σε ηλεκτρονικές συσκευές, που ονομάζονται επίσης πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Αυτή η πράσινη πλακέτα κυκλώματος από πολύτιμο μέταλλο συνδέει όλα τα ηλεκτρικά εξαρτήματα της συσκευής και της επιτρέπει να λειτουργεί κανονικά. Χωρίς PCB, ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός δεν θα λειτουργήσει.
Σχηματικό PCB και σχεδιασμός PCB
Το σχήμα PCB είναι ένας απλός δισδιάστατος σχεδιασμός κυκλώματος που δείχνει τη λειτουργικότητα και τη συνδεσιμότητα μεταξύ διαφορετικών εξαρτημάτων. Η σχεδίαση PCB είναι μια τρισδιάστατη διάταξη και η θέση των εξαρτημάτων επισημαίνεται αφού εγγυηθεί ότι το κύκλωμα λειτουργεί κανονικά.
Επομένως, το σχηματικό PCB είναι το πρώτο μέρος του σχεδιασμού μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Αυτή είναι μια γραφική αναπαράσταση που χρησιμοποιεί συμφωνημένα σύμβολα για την περιγραφή των συνδέσεων κυκλώματος, είτε σε γραπτή μορφή είτε σε μορφή δεδομένων. Προτρέπει επίσης τα εξαρτήματα που θα χρησιμοποιηθούν και τον τρόπο σύνδεσης τους.
Όπως υποδηλώνει το όνομα, το σχήμα PCB είναι ένα σχέδιο και ένα σχέδιο. Δεν υποδεικνύει πού θα τοποθετηθούν συγκεκριμένα τα εξαρτήματα. Μάλλον, το σχηματικό σκιαγραφεί πώς το PCB θα επιτύχει τελικά συνδεσιμότητα και αποτελεί βασικό μέρος της διαδικασίας σχεδιασμού.
Αφού ολοκληρωθεί το σχέδιο, το επόμενο βήμα είναι ο σχεδιασμός του PCB. Το σχέδιο είναι η διάταξη ή η φυσική αναπαράσταση του σχηματικού PCB, συμπεριλαμβανομένης της διάταξης των χάλκινων ιχνών και οπών. Ο σχεδιασμός PCB δείχνει τη θέση των προαναφερθέντων εξαρτημάτων και τη σύνδεσή τους με τον χαλκό.
Ο σχεδιασμός PCB είναι ένα στάδιο που σχετίζεται με την απόδοση. Οι μηχανικοί κατασκεύασαν πραγματικά εξαρτήματα με βάση το σχεδιασμό PCB, ώστε να μπορούν να ελέγξουν εάν ο εξοπλισμός λειτουργεί σωστά. Όπως αναφέραμε προηγουμένως, ο καθένας θα πρέπει να είναι σε θέση να κατανοήσει το σχηματικό σχήμα PCB, αλλά δεν είναι εύκολο να κατανοήσουμε τη λειτουργία του κοιτάζοντας το πρωτότυπο.
Αφού ολοκληρωθούν αυτά τα δύο στάδια και είστε ικανοποιημένοι με την απόδοση του PCB, πρέπει να το εφαρμόσετε μέσω του κατασκευαστή.
Σχηματικά στοιχεία PCB
Αφού κατανοήσουμε χονδρικά τη διαφορά μεταξύ των δύο, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα στοιχεία του σχηματικού PCB. Όπως αναφέραμε, όλες οι συνδέσεις είναι ορατές, αλλά υπάρχουν ορισμένες προειδοποιήσεις που πρέπει να λάβετε υπόψη:
Για να μπορείτε να δείτε τις συνδέσεις καθαρά, δεν έχουν δημιουργηθεί για κλίμακα. στο σχέδιο PCB, μπορεί να είναι πολύ κοντά το ένα στο άλλο
Ορισμένες συνδέσεις μπορεί να διασταυρωθούν, κάτι που είναι στην πραγματικότητα αδύνατο
Ορισμένοι σύνδεσμοι μπορεί να βρίσκονται στην αντίθετη πλευρά της διάταξης, με ένα σημάδι που υποδεικνύει ότι είναι συνδεδεμένοι
Αυτό το "σχεδιασμό" PCB μπορεί να χρησιμοποιήσει μία σελίδα, δύο σελίδες ή ακόμα και μερικές σελίδες για να περιγράψει όλο το περιεχόμενο που πρέπει να συμπεριληφθεί στο σχέδιο
Το τελευταίο πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι πιο σύνθετα σχηματικά μπορούν να ομαδοποιηθούν ανά συνάρτηση για να βελτιωθεί η αναγνωσιμότητα. Η διευθέτηση των συνδέσεων με αυτόν τον τρόπο δεν θα συμβεί στο επόμενο στάδιο και τα σχηματικά συνήθως δεν ταιριάζουν με τον τελικό σχεδιασμό του τρισδιάστατου μοντέλου.
Στοιχεία σχεδίασης PCB
Τώρα είναι η ώρα να εμβαθύνουμε στα στοιχεία του αρχείου σχεδιασμού PCB. Σε αυτό το στάδιο, περάσαμε από τα γραπτά σχεδιαγράμματα σε φυσικές αναπαραστάσεις που κατασκευάστηκαν με χρήση laminate ή κεραμικών υλικών. Όταν απαιτείται ένας ιδιαίτερα συμπαγής χώρος, ορισμένες πιο σύνθετες εφαρμογές απαιτούν τη χρήση εύκαμπτων PCB.
Το περιεχόμενο του αρχείου σχεδιασμού PCB ακολουθεί το σχέδιο που καθορίζεται από τη σχηματική ροή, αλλά, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα δύο είναι πολύ διαφορετικά στην εμφάνιση. Έχουμε συζητήσει σχηματικά PCB, αλλά ποιες διαφορές μπορούν να παρατηρηθούν στα αρχεία σχεδιασμού;
Όταν μιλάμε για αρχεία σχεδίασης PCB, μιλάμε για ένα τρισδιάστατο μοντέλο, το οποίο περιλαμβάνει μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και αρχεία σχεδίασης. Μπορούν να είναι μονής στρώσης ή πολλαπλών στρωμάτων, αν και δύο στρώματα είναι πιο κοινά. Μπορούμε να παρατηρήσουμε ορισμένες διαφορές μεταξύ των σχηματικών σχεδίων PCB και των αρχείων σχεδιασμού PCB:
Όλα τα εξαρτήματα έχουν το μέγεθος και τη σωστή θέση
Εάν δύο σημεία δεν πρέπει να συνδεθούν, πρέπει να περάσουν ή να αλλάξουν σε άλλο στρώμα PCB για να αποφύγουν τη διασταύρωση μεταξύ τους στο ίδιο στρώμα
Επιπλέον, όπως είπαμε εν συντομία, ο σχεδιασμός των PCB δίνει μεγαλύτερη προσοχή στην πραγματική απόδοση, επειδή αυτή είναι σε κάποιο βαθμό η φάση επαλήθευσης του τελικού προϊόντος. Σε αυτό το σημείο, η πρακτικότητα της σχεδίασης πρέπει να λειτουργεί πραγματικά και πρέπει να ληφθούν υπόψη οι φυσικές απαιτήσεις της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Μερικά από αυτά περιλαμβάνουν:
Πώς η απόσταση των εξαρτημάτων επιτρέπει επαρκή κατανομή θερμότητας
Συνδετήρες στην άκρη
Σχετικά με θέματα ρεύματος και θερμότητας, πόσο παχιά πρέπει να είναι τα διάφορα ίχνη
Επειδή οι φυσικοί περιορισμοί και οι απαιτήσεις σημαίνουν ότι τα αρχεία σχεδιασμού PCB συνήθως φαίνονται πολύ διαφορετικά από τη σχεδίαση στο σχηματικό, τα αρχεία σχεδίασης περιλαμβάνουν ένα επίπεδο εκτύπωσης οθόνης. Το στρώμα μεταξωτής οθόνης υποδεικνύει γράμματα, αριθμούς και σύμβολα για να βοηθήσει τους μηχανικούς να συναρμολογήσουν και να χρησιμοποιήσουν τον πίνακα.
Απαιτείται να λειτουργεί όπως έχει προγραμματιστεί μετά τη συναρμολόγηση όλων των εξαρτημάτων στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Εάν όχι, πρέπει να επανασχεδιάσετε.
εν κατακλείδι
Παρόλο που τα σχηματικά σχέδια PCB και τα αρχεία σχεδίασης PCB συχνά συγχέονται, στην πραγματικότητα, τα σχηματικά σχέδια PCB και η σχεδίαση PCB αναφέρονται σε δύο ξεχωριστές διαδικασίες κατά τη δημιουργία μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Το σχηματικό διάγραμμα PCB που μπορεί να σχεδιάσει τη ροή της διεργασίας πρέπει να δημιουργηθεί πριν να πραγματοποιηθεί ο σχεδιασμός PCB και ο σχεδιασμός PCB είναι ένα σημαντικό μέρος για τον προσδιορισμό της απόδοσης και της ακεραιότητας του PCB.