Wanneer het over printplaten gaat, verwarren beginners vaak ‘PCB-schema’s’ met ‘PCB-ontwerpbestanden’, maar in feite verwijzen ze naar verschillende dingen. Het begrijpen van de verschillen daartussen is de sleutel tot het succesvol vervaardigen van PCB's. Om beginners dit beter te laten doen, zal dit artikel de belangrijkste verschillen tussen PCB-schema's en PCB-ontwerp uiteenzetten.

Wat is PCB
Voordat we ingaan op het verschil tussen schema en ontwerp, moeten we eerst begrijpen wat een PCB is?

Kortom, er zitten printplaten in elektronische apparaten, ook wel printplaten genoemd. Deze groene printplaat van edelmetaal verbindt alle elektrische componenten van het apparaat en zorgt ervoor dat het normaal kan werken. Zonder PCB zal elektronische apparatuur niet werken.

PCB-schema en PCB-ontwerp
Het PCB-schema is een eenvoudig tweedimensionaal circuitontwerp dat de functionaliteit en connectiviteit tussen verschillende componenten laat zien. Het PCB-ontwerp is een driedimensionale lay-out en de positie van de componenten wordt gemarkeerd nadat het circuit gegarandeerd normaal werkt.

Daarom is het PCB-schema het eerste deel van het ontwerpen van een printplaat. Dit is een grafische weergave die overeengekomen symbolen gebruikt om circuitverbindingen te beschrijven, zowel in geschreven vorm als in datavorm. Ook wordt aangegeven welke componenten moeten worden gebruikt en hoe deze zijn aangesloten.

Zoals de naam al doet vermoeden, is het PCB-schema een plan en een blauwdruk. Er wordt niet aangegeven waar de componenten specifiek worden geplaatst. Het schema schetst eerder hoe de PCB uiteindelijk connectiviteit zal realiseren en vormt een belangrijk onderdeel van het planningsproces.

Nadat de blauwdruk is voltooid, is de volgende stap het PCB-ontwerp. Het ontwerp is de lay-out of fysieke weergave van het PCB-schema, inclusief de lay-out van kopersporen en gaten. Het PCB-ontwerp toont de locatie van de bovengenoemde componenten en hun verbinding met koper.

PCB-ontwerp is een fase die verband houdt met prestaties. Ingenieurs bouwden echte componenten op basis van PCB-ontwerp, zodat ze kunnen testen of de apparatuur goed werkt. Zoals we eerder vermeldden, zou iedereen het PCB-schema moeten kunnen begrijpen, maar het is niet eenvoudig om de functie ervan te begrijpen door naar het prototype te kijken.

Nadat deze twee fasen zijn voltooid en u tevreden bent met de prestaties van de printplaat, moet u deze via de fabrikant implementeren.

PCB-schematische elementen
Nadat we het verschil tussen de twee grofweg hebben begrepen, gaan we de elementen van het PCB-schema eens nader bekijken. Zoals we al zeiden, zijn alle verbindingen zichtbaar, maar er zijn enkele kanttekeningen waarmee u rekening moet houden:

Om de verbindingen duidelijk te kunnen zien, zijn ze niet op schaal gemaakt; in het PCB-ontwerp kunnen ze heel dicht bij elkaar liggen
Sommige verbindingen kunnen elkaar kruisen, wat eigenlijk onmogelijk is
Sommige links bevinden zich mogelijk aan de andere kant van de lay-out, met een markering die aangeeft dat ze met elkaar verbonden zijn
Deze PCB-‘blauwdruk’ kan één pagina, twee pagina’s of zelfs een paar pagina’s gebruiken om alle inhoud te beschrijven die in het ontwerp moet worden opgenomen

Het laatste dat u moet opmerken is dat complexere schema's per functie kunnen worden gegroepeerd om de leesbaarheid te verbeteren. Het op deze manier tot stand brengen van verbindingen zal in de volgende fase niet meer gebeuren en de schema's sluiten doorgaans niet aan bij het uiteindelijke ontwerp van het 3D-model.

PCB-ontwerpelementen
Het is tijd om dieper in te gaan op de elementen van PCB-ontwerpbestanden. In dit stadium zijn we overgestapt van geschreven blauwdrukken naar fysieke representaties opgebouwd uit laminaat of keramische materialen. Wanneer een bijzonder compacte ruimte nodig is, vereisen sommige complexere toepassingen het gebruik van flexibele PCB's.

De inhoud van het PCB-ontwerpbestand volgt de blauwdruk die is vastgelegd in de schematische stroom, maar zoals eerder vermeld zien de twee er heel verschillend uit. We hebben PCB-schema's besproken, maar welke verschillen kunnen worden waargenomen in de ontwerpbestanden?

Als we het hebben over PCB-ontwerpbestanden, hebben we het over een 3D-model, dat een printplaat en ontwerpbestanden bevat. Ze kunnen uit één laag of uit meerdere lagen bestaan, hoewel twee lagen het meest voorkomen. We kunnen enkele verschillen waarnemen tussen PCB-schema's en PCB-ontwerpbestanden:

Alle componenten hebben de juiste afmetingen en zijn correct gepositioneerd
Als twee punten niet met elkaar verbonden mogen worden, moeten ze omlopen of naar een andere PCB-laag overschakelen om te voorkomen dat ze elkaar op dezelfde laag kruisen

Bovendien besteedt PCB-ontwerp, zoals we al kort hebben besproken, meer aandacht aan de daadwerkelijke prestaties, omdat dit tot op zekere hoogte de verificatiefase van het eindproduct is. Op dit punt komt de bruikbaarheid van het ontwerp dat daadwerkelijk moet werken in het spel, en moeten de fysieke vereisten van de printplaat in overweging worden genomen. Sommigen van hen omvatten:

Hoe zorgt de afstand tussen de componenten voor voldoende warmteverdeling?
Connectoren aan de rand
Wat betreft stroom- en hitteproblemen, hoe dik de verschillende sporen moeten zijn

Omdat fysieke beperkingen en vereisten ervoor zorgen dat PCB-ontwerpbestanden er meestal heel anders uitzien dan het ontwerp op het schema, bevatten de ontwerpbestanden een zeefdruklaag. De zeefdruklaag geeft letters, cijfers en symbolen weer om ingenieurs te helpen het bord in elkaar te zetten en te gebruiken.

Het is vereist om te werken zoals gepland nadat alle componenten op de printplaat zijn gemonteerd. Als dit niet het geval is, moet u opnieuw tekenen.