حول تصميم PCB

تصميم PCB هو جزء لا يتجزأ من أي مشروع تطوير المنتجات الإلكترونية.تصميم PCB يستخدم أداة برمجيات CAD لإنشاء تقديم ثلاثي الأبعاد لـ PCB من مخطط 2D الذي يستخدم بعد ذلك لتصنيع اللوحةتصميم PCB الأمثل يضمن أن يعمل لوحة الدوائر كما هو مطلوب وفي حدود المواصفات المتوقعة.يجب أن يتبع مصممي PCB عملية محددة تتبع خطوات التعريف الميكانيكي، التوظيف الحرج، التوظيف، التوجيه الحرج، التوجيه، التحقق من قواعد التصميم النهائية، وخلق وظائف خارجية.

•أدوات برمجيات تصميم أقراص PCB

توجد العديد من حزم برامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) ، بعضها مجاني والبعض الآخر يتطلب دفعة.

أليتيوم تصميم، PADs، Allegro، و OrCAD، هي أدوات البرمجيات تصميم الأقراص الصلبة الأكثر استخداما.أدوات CAD مجانية مثل Kicad و ExpressPCBهذه الأدوات محدودة في التعامل مع التصاميم الأكثر تعقيدًا ولديها ميزات محدودة بالمقارنة.

يمكن أن تختلف خصائص وقدرات برامج تصميم أقراص PCB قليلاً من أداة إلى أداة.المهندس أو المصمم غالبا ما يختار أداة معينة لأنه لديه الميزات اللازمة التي لا توجد أدوات أخرى. توفر أدوات تصميم PCB الأساسية وظائف وميزات أساسية أكثر بكثير. يقدم البرمجيات التي يجب على الشركات الدفع مقابلها المزيد من الميزات والقدرات،مثل التوجيه المعقد مع قواعد التصميم المحددة ومحاكاة إشارة التوجيه.

وبما أن PCBs أصبحت أكثر تعقيدًا وغالباً ما تكون على بصمة أصغر بكثير ، غالبًا ما يتم تفضيل حزم البرمجيات المدفوعة ، إذا لم تكن مطلوبة.

• تصوير مخطط

واحدة من الخطوات الأولى في تطوير المنتجات الإلكترونية هي إنشاء مواصفات التصميم. هذه الوثيقة تصف متطلبات اللوحة وتحدد المكونات الحرجة، سرعات الإشارة،الأزواج التفاضلية، إلخ

بمجرد اكتمال المواصفات ، يمكن البدء في التقاط المخططات. كانت مخططات PCB يتم رسمها يدويًا وأحيانًا ما تزال كذلك ، ولكن يتم رسم معظم المخططات أو "التقاطها" باستخدام برنامج CAD.

مخطط PCB هو رسم ثنائي الأبعاد يوضح المكونات التي تتصل بالمكونات الأخرى ويوفر تعليمات حول كيفية تخطيط المسارات على اللوحة. باستخدام برنامج CAD،يتم إنشاء رموز مخططية من قبل المهندس لكل مكون، والتي ترتبط بعد ذلك بصمة PCB أو نمط الأرض. يتم إنشاء بصمات من قبل مصمم PCB وتحديد الأبعاد الفيزيائية لكل مكون ومواقع الدبوس وإذا كان SMT أو ثرو-هول.

• وضع المكونات

تصميم PCB يأخذ المخططات ثنائية الأبعاد ويخلق تقديم ثلاثي الأبعاد. بمجرد اكتمال المخطط والمواصفات الميكانيكية مثل حجم اللوحة وشكلها، والقيود،و تم تعيين معلومات الحفر، وضع المكونات هو الخطوة الأولى في عملية تصميم PCB. يجب أن يكون بصمات PCB جميع مدخلات المعلومات المطلوبة قبل أن يتم وضعها في التصميم.يجب أن يكون لديهم جميع المعلومات ذات الصلة المحددة

قبل التعمق في وضع المكونات، من الضروري وضع المكونات بشكل تقريب، في كثير من الأحيان في مجموعات ذات صلة،للحصول على فكرة عن المكان الذي سيتم توطينها وما إذا كانت ستتناسب جميعها على اللوحةمن الضروري النظر في كيفية تواصل المكونات المختلفة والسرعة التي تحتاج الإشارات إلى الحفاظ عليها.تمرين وضع الخام يمكن أن تساعد أيضا في تحديد عدد الطبقات التي سوف تكون مطلوبة للحصول على تراكمبعد ذلك يأتي التوجيه الحرج، أي المسارات ذات القيود الضيقة للغاية التي لن ينقلها مصمم PCB في وقت لاحق. بمجرد قفل المسارات الحرجة، يتم وضع أكثر عمومية.يجب مراجعة الموقع النهائي بدقة لأن تغييرات الموقع بعد بدء التوجيه يمكن أن تؤدي إلى الاضطرار إلى تمزيق وإعادة العمل.

• التوجيه

التوجيه هو ربط المكونات بالآثار كما هو موجه من قبل المخطط.بعض أدوات البرمجيات تسمح للمصمم بإدخال مجموعة من قواعد التصميمإذا تم خرق قاعدة، فسيتم الإشارة إليها أثناء فحص قاعدة التصميم. ثم يتم إنشاء قائمة صافية، وهو ملف قائم على النص، من المخطط.تحتوي قائمة الشبكة على معلومات مثل المشاركات المرجعية وأرقام البينكما أنه يظهر المكونات التي تحتاج إلى الاتصال مع المكونات الأخرى.

الخطوة الأولى في التوجيه هي تحديد الطرق الحرجة وهي الطرق التي يجب أن تسير فيها الإشارات بسرعة معينةأو أزواج التفاضلسيتم إغلاقها عندما تكتمل، يتم إكمال الطرق الحرجة أولاً، حيث يكون حجم الطرق وطولها حاسماً، ثم يتم وضع باقي الطرق،عادة في ترتيب الصعوبة أو التعقيدهذه الآثار غالبا ما تتحرك صعودا وهبوطا من خلال طبقات من خلال أنواع مختلفة من القنوات. يجب على مصمم PCB إجراء مراجعة مفصلة نهائية، وجميع انتهاكات DRC إما إصلاح أو إزالة.

• منتجات التصنيع

بمجرد اكتمال عملية تصميم PCB والموافقة عليها ، يتم إنشاء البيانات اللازمة للتصنيع.ملفات جيربر هي الصور المستخدمة لعرض الطبقات المختلفة وسيتم استخدامها مع مخطط صورة للتصنيعالملفات الأخرى اللازمة للتصنيع هي الشاشة الحريرية ، قناع اللحام ، و CNC الحفر و التوجيه.

في مجال التجميع، يتم استخدام مجموعة أخرى كاملة من الملفات لبرمجة الآلات المختلفة المشاركة في العملية. وتشمل هذه مشروع قانون المواد (BOM) ، بحيث يمكن الحصول على المكونات وشرائها،ملف الاختيار والمكان يستخدم لبرمجة آلة الاختيار والمكان، وقائمة شبكة للاختبار الوظيفي والتفتيش.