เมื่อพูดถึงแผงวงจรพิมพ์ มือใหม่มักจะสับสนระหว่าง "แผนผัง PCB" และ "ไฟล์การออกแบบ PCB" แต่ในความเป็นจริงแล้ว พวกเขาอ้างถึงสิ่งที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญในการผลิต PCB ให้ประสบความสำเร็จ ดังนั้นเพื่อให้ผู้เริ่มต้นทำสิ่งนี้ได้ดีขึ้น บทความนี้จะแจกแจงความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแผนผัง PCB และการออกแบบ PCB

PCB คืออะไร
ก่อนที่จะเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างแผนผังและการออกแบบ สิ่งที่ต้องทำความเข้าใจคือ PCB คืออะไร

โดยทั่วไปจะมีแผงวงจรพิมพ์อยู่ภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือที่เรียกว่าแผงวงจรพิมพ์ แผงวงจรสีเขียวที่ทำจากโลหะมีค่านี้ใช้เชื่อมต่อส่วนประกอบไฟฟ้าทั้งหมดของอุปกรณ์และช่วยให้สามารถทำงานได้ตามปกติ หากไม่มี PCB อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะไม่ทำงาน

แผนผัง PCB และการออกแบบ PCB
แผนผัง PCB เป็นการออกแบบวงจรสองมิติที่เรียบง่ายซึ่งแสดงการทำงานและการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ การออกแบบ PCB เป็นโครงร่างสามมิติ และตำแหน่งของส่วนประกอบจะถูกทำเครื่องหมายหลังจากรับประกันว่าวงจรจะทำงานได้ตามปกติ

ดังนั้นแผนผัง PCB จึงเป็นส่วนแรกของการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ นี่คือการแสดงภาพกราฟิกที่ใช้สัญลักษณ์ที่ตกลงกันไว้เพื่ออธิบายการเชื่อมต่อวงจร ไม่ว่าจะเป็นในรูปแบบลายลักษณ์อักษรหรือในรูปแบบข้อมูล นอกจากนี้ยังแจ้งให้ส่วนประกอบต่างๆ ถูกใช้และวิธีการเชื่อมต่ออีกด้วย

ตามชื่อที่แสดง แผนผัง PCB คือแผนและพิมพ์เขียว ไม่ได้ระบุว่าส่วนประกอบจะถูกวางไว้ที่ใดโดยเฉพาะ แต่แผนผังจะสรุปว่า PCB จะบรรลุการเชื่อมต่อในท้ายที่สุดได้อย่างไร และเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการวางแผน

หลังจากพิมพ์เขียวเสร็จสิ้น ขั้นตอนต่อไปคือการออกแบบ PCB การออกแบบคือโครงร่างหรือการนำเสนอทางกายภาพของแผนผัง PCB รวมถึงโครงร่างของรอยทองแดงและรู การออกแบบ PCB แสดงตำแหน่งของส่วนประกอบดังกล่าวและการเชื่อมต่อกับทองแดง

การออกแบบ PCB เป็นขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพ วิศวกรสร้างส่วนประกอบจริงบนพื้นฐานของการออกแบบ PCB เพื่อให้สามารถทดสอบว่าอุปกรณ์ทำงานปกติหรือไม่ ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว ใครๆ ควรจะเข้าใจแผนผัง PCB ได้ แต่ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเข้าใจฟังก์ชันของมันโดยดูจากต้นแบบ

หลังจากเสร็จสิ้นทั้งสองขั้นตอนนี้แล้ว และคุณพอใจกับประสิทธิภาพของ PCB แล้ว คุณจะต้องดำเนินการผ่านผู้ผลิต

องค์ประกอบแผนผัง PCB
หลังจากเข้าใจความแตกต่างระหว่างทั้งสองอย่างคร่าวๆ แล้ว เรามาดูองค์ประกอบของแผนผัง PCB กันดีกว่า ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว การเชื่อมต่อทั้งหมดสามารถมองเห็นได้ แต่มีข้อควรระวังบางประการที่ควรคำนึงถึง:

เพื่อให้มองเห็นการเชื่อมต่อได้ชัดเจน จึงไม่ได้สร้างมาเพื่อขยายขนาด ในการออกแบบ PCB พวกมันอาจจะอยู่ใกล้กันมาก
การเชื่อมต่อบางอย่างอาจตัดกัน ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นไปไม่ได้เลย
ลิงก์บางลิงก์อาจอยู่ฝั่งตรงข้ามของเลย์เอาต์ โดยมีเครื่องหมายระบุว่าลิงก์อยู่
“พิมพ์เขียว” PCB นี้สามารถใช้หนึ่งหน้า สองหน้า หรือแม้แต่สองสามหน้าเพื่ออธิบายเนื้อหาทั้งหมดที่จำเป็นต้องรวมไว้ในการออกแบบ

สิ่งสุดท้ายที่ควรทราบคือสามารถจัดกลุ่มแผนงานที่ซับซ้อนมากขึ้นตามฟังก์ชันเพื่อปรับปรุงความสามารถในการอ่านได้ การจัดเรียงการเชื่อมต่อในลักษณะนี้จะไม่เกิดขึ้นในขั้นตอนต่อไป และแผนผังมักจะไม่ตรงกับการออกแบบขั้นสุดท้ายของโมเดล 3 มิติ

องค์ประกอบการออกแบบ PCB
ถึงเวลาเจาะลึกองค์ประกอบของไฟล์การออกแบบ PCB แล้ว ในขั้นตอนนี้ เราได้เปลี่ยนจากพิมพ์เขียวที่เป็นลายลักษณ์อักษรไปเป็นการนำเสนอทางกายภาพที่สร้างขึ้นโดยใช้วัสดุลามิเนตหรือเซรามิก เมื่อต้องการพื้นที่ขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษ การใช้งานที่ซับซ้อนบางอย่างจำเป็นต้องใช้ PCB ที่มีความยืดหยุ่น

เนื้อหาของไฟล์ออกแบบ PCB เป็นไปตามพิมพ์เขียวที่กำหนดโดยแผนผัง แต่ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ทั้งสองมีลักษณะที่แตกต่างกันมาก เราได้พูดคุยถึงแผนผัง PCB แล้ว แต่ไฟล์การออกแบบสามารถสังเกตความแตกต่างอะไรได้บ้าง

เมื่อเราพูดถึงไฟล์การออกแบบ PCB เรากำลังพูดถึงโมเดล 3 มิติ ซึ่งรวมถึงแผงวงจรพิมพ์และไฟล์การออกแบบ อาจเป็นชั้นเดียวหรือหลายชั้นก็ได้ แม้ว่าสองชั้นจะพบบ่อยที่สุดก็ตาม เราสามารถสังเกตเห็นความแตกต่างบางประการระหว่างแผนผัง PCB และไฟล์การออกแบบ PCB:

ส่วนประกอบทั้งหมดมีขนาดและตำแหน่งที่ถูกต้อง
หากไม่ควรเชื่อมต่อจุดสองจุด จะต้องวนหรือสลับไปยังชั้น PCB อื่นเพื่อหลีกเลี่ยงการข้ามกันในชั้นเดียวกัน

นอกจากนี้ ดังที่เราได้พูดคุยกันสั้นๆ การออกแบบ PCB ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพที่แท้จริงมากกว่า เนื่องจากนี่คือขั้นตอนการตรวจสอบความถูกต้องของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายในระดับหนึ่ง ณ จุดนี้ การปฏิบัติจริงของการออกแบบต้องเข้ามามีบทบาทจริง และต้องพิจารณาข้อกำหนดทางกายภาพของแผงวงจรพิมพ์ด้วย บางส่วนได้แก่:

ระยะห่างของส่วนประกอบช่วยให้กระจายความร้อนได้อย่างเพียงพออย่างไร
ขั้วต่อที่ขอบ
ส่วนเรื่องกระแสและความร้อนนั้นต้องมีร่องรอยต่างๆหนาขนาดไหน

เนื่องจากข้อจำกัดทางกายภาพและข้อกำหนดหมายความว่าไฟล์การออกแบบ PCB มักจะดูแตกต่างจากการออกแบบในแผนผัง ไฟล์การออกแบบจึงมีเลเยอร์ซิลค์สกรีนด้วย ชั้นซิลค์สกรีนระบุตัวอักษร ตัวเลข และสัญลักษณ์เพื่อช่วยวิศวกรในการประกอบและใช้งานบอร์ด

จำเป็นต้องทำงานตามที่วางแผนไว้หลังจากประกอบส่วนประกอบทั้งหมดบนแผงวงจรพิมพ์แล้ว ถ้าไม่คุณจะต้องวาดใหม่