إذا كنت قد قمت للتو بتثبيت أداة تصميم لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) جديدة وتنظر إلى لوحة فارغة تتساءل من أين تبدأ، فأنت لست وحدك. معظم المهندسين مرتاحون للمخططات واختيار المكونات - ولكن الانتقال إلى تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة المادية يمكن أن يبدو مرهقًا في البداية. الخبر السار هو أنه من خلال تعلم عدد قليل من المبادئ الأساسية في وقت مبكر، يمكنك تجنب معظم الأخطاء الشائعة وبناء لوحات نظيفة وعملية وجاهزة للتصنيع دون مراجعات مكلفة.
في DuxPCB، نعمل مع المهندسين وفرق المنتجات في كل مرحلة - من النموذج الأولي الأول إلى الإنتاج بكميات كبيرة. نرى نفس أخطاء التصميم تتكرر باستمرار، وكلها تقريبًا تعود إلى تخطي أحد الأساسيات التي يغطيها هذا الدليل. تابع القراءة، وستكون متقدمًا بخطوة قبل أن يتم توجيه أول مسار لديك.
قبل فتح محرر التخطيط الخاص بك، خذ وقتًا لفهم كيفية تدفق عملية تصميم لوحات الدوائر المطبوعة القياسية من البداية إلى النهاية. القفز مباشرة إلى التنسيب دون صورة واضحة لسير العمل الكامل هو أحد أسرع الطرق لإنشاء إعادة عمل لنفسك لاحقًا.
يتبع سير عمل تصميم لوحات الدوائر المطبوعة القياسي هذا التسلسل:
فهم هذا التسلسل مهم لأن كل خطوة تعتمد على الخطوة التي تسبقها. المصممون الذين يتخطون الخطوات - توجيه المسارات قبل الانتهاء من التنسيب، على سبيل المثال - غالبًا ما يضطرون إلى التراجع عن العمل. بناء عادات جيدة حول سير العمل من البداية يوفر وقتًا كبيرًا في كل تصميم لاحق.
المخطط الخاص بك وتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة هما تمثيلان لنفس التصميم. يجب أن ينعكس كل تغيير يتم إجراؤه في أحدهما في الآخر. هذه واحدة من أكثر القواعد الأساسية لتصميم لوحات الدوائر المطبوعة، وانتهاكها - حتى مؤقتًا - يؤدي إلى عدم تطابق، وفقدان اتصالات، وأخطاء يصعب تتبعها لاحقًا.
أي من التغييرات التالية التي تم إجراؤها في المخطط الخاص بك يجب دفعها إلى تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة قبل المتابعة:
برنامج تصميم لوحات الدوائر المطبوعة الحديث يتعامل مع هذا من خلال وظيفة استيراد أو مزامنة. استخدمها باستمرار. قم بإجراء تعديلات على المكونات في المخطط واستوردها إلى التخطيط - وليس العكس. هذا الانضباط يحافظ على بيانات التصميم الخاصة بك نظيفة ويضمن أن محرك قواعد التصميم يقرأ نيتك بشكل صحيح.
أي لوحة دوائر مطبوعة تصممها بنية إنتاجها كمنتج مادي يجب أن تكون قابلة للتصنيع على نطاق واسع. سيسمح لك برنامج تصميم لوحات الدوائر المطبوعة بإنشاء أي شيء تقريبًا على الشاشة - ولكن ليس كل ما يمكن رسمه يمكن تصنيعه بشكل موثوق ضمن قدرات العملية القياسية.
يستفيد كل مصمم لوحات دوائر مطبوعة من قضاء وقت في تعلم أساسيات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة: كيفية معالجة المواد الرقائقية، وكيفية بناء طبقات النحاس، وكيفية عمل الحفر والطلاء، وما هي التشطيبات السطحية المتاحة، وما هي الحدود العملية لكل عملية. هذه المعرفة تشكل قرارات تصميم أفضل من البداية بدلاً من اكتشاف المشاكل أثناء مراجعة DFM (التصميم للتصنيع) بعد فوات الأوان.
مشاكل DFM - تلك التي تتسبب في إعادة اللوحات لإعادة التصميم قبل بدء الإنتاج - يمكن تجنبها دائمًا تقريبًا. الغالبية تنبع من أبعاد ميزات النحاس أو الخلوصات التي تقع خارج ما يمكن لعملية التصنيع المختارة إنتاجه بشكل موثوق. تعلم حدود القدرة النموذجية لمصنع لوحات دوائر مطبوعة قياسي قبل التصميم يوفر الوقت والمال.
في DuxPCB، فريق الهندسة لدينا متاح لمراجعة تصميمات العملاء للتصنيع قبل الإنتاج. إذا كنت غير متأكد مما إذا كانت ميزة تصميم معينة ضمن التفاوتات القياسية، فتواصل قبل التقديم - من الأسهل بكثير تعديل التخطيط بدلاً من التخلص من دفعة من اللوحات.
بمجرد أن يكون لديك معرفة عملية بعملية التصنيع، تبدأ قواعد التصميم في أن تكون منطقية بشكل بديهي بدلاً من الشعور بأنها قيود عشوائية. معظم مشاكل DFM تنبع من أحد أمرين: ميزات نحاسية صغيرة جدًا، أو ميزات نحاسية قريبة جدًا من بعضها البعض.
يأتي برنامج تصميم لوحات الدوائر المطبوعة مع قواعد تصميم افتراضية غالبًا ما تكون متحفظة - أحيانًا متحفظة جدًا للتصاميم الحديثة، وأحيانًا غير متحفظة بما يكفي لقدرات مصنع معين. لا اتباع القواعد الافتراضية بشكل أعمى ولا تجاهل انتهاكات القواعد هو النهج الصحيح.
ضع في اعتبارك التباعد بين الوسادات كمثال عملي. قد يشير البرنامج إلى خطأ في قاعدة التصميم على بصمة مكون حيث يكون التباعد بين الوسادات حوالي 9 ميلز. ولكن العديد من المصنعين يمكنهم إنتاج خلوصات دنيا موثوقة بحوالي 5 ميلز - مما يعني أن القاعدة الافتراضية مقيدة بشكل مفرط. على العكس من ذلك، فإن دفع الخلوصات إلى ما دون قدرات الشركة المصنعة المعلنة لأن "ذلك يعمل على الشاشة" سيؤدي إلى مشاكل في الإنتاجية.
النهج الصحيح هو الحصول على مواصفات قدرة الشركة المصنعة - الحد الأدنى لعرض المسار، الحد الأدنى للخلوص، الحد الأدنى لحجم الحفر، الحد الأدنى للحلقة السنوية، وما إلى ذلك - وضبط قواعد التصميم الخاصة بك لتتناسب مع تلك القيم. صمم للعملية الفعلية، وليس لافتراض عام.
أحد أكثر المفاهيم الخاطئة المستمرة بين مصممي لوحات الدوائر المطبوعة الجدد هو التردد حول استخدام مستوى أرضي مخصص. هذا مفهوم - يبدو وكأنه تخصيص طبقة كاملة لغرض واحد. ولكن في الممارسة العملية، فإن غياب مستوى أرضي صلب هو السبب الجذري لحصة غير متناسبة من مشاكل الضوضاء في التصاميم الرقمية والتناظرية على حد سواء.
مستوى الأرضي هو طبقة نحاسية - أو منطقة نحاسية كبيرة - مخصصة بالكامل لإمكانات الأرضي. يوفر مسار عودة منخفض المقاومة لكل إشارة على اللوحة، ويقمع التداخل الكهرومغناطيسي، ويستقر مراجع الجهد، ويبسط التوجيه الخاص بك عن طريق إلغاء الحاجة إلى تشغيل مسارات أرضية فردية لكل مكون.
المعيار الحديث لمعظم تصميمات لوحات الدوائر المطبوعة بسيط: استخدم مستوى أرضي صلب. المستويات المقسمة وتكوينات الأرضي النجمية لها حالات استخدام محددة ومحددة جيدًا - عادة في التصاميم المختلطة الإشارة حيث يجب عزل مجالات الأرضي التناظرية والرقمية - ولكنها استثناء وليست قاعدة. بالنسبة لغالبية التصاميم الرقمية والتناظرية، فإن مستوى أرضي صلب على طبقة مخصصة هو الخيار الصحيح.
إذا كانت مشاكل الضوضاء أو سلامة الإشارة تؤثر على تصميمك، فتحقق من مستوى الأرضي أولاً. في معظم الحالات، ستجده إما غائبًا أو مجزأً أو متصلاً بشكل سيء.
بعد استيراد بيانات المخطط الخاص بك إلى تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة، فإن مهمتك الفورية هي تنسيب المكونات - وليس التوجيه. هذا التمييز مهم أكثر مما يدرك معظم المصممين الجدد.
الهدف من التنسيب هو وضع كل مكون بحيث يكون التخطيط الناتج قابلاً للتوجيه: بحيث يمكن تشغيل المسارات بين الوسادات المتصلة دون تغييرات مفرطة في الطبقات، ودون تحويلات طويلة، ودون إنشاء مشاكل اقتران ضوضاء بين الإشارات الحساسة. لوحة موضوعة جيدًا يتم توجيهها بسرعة. لوحة موضوعة بشكل سيء قد تكون قابلة للتوجيه تقنيًا ولكنها تنتج تخطيطًا يؤدي أداءً سيئًا أو يفشل في DFM.
القاعدة العملية بسيطة: لا تقم بتوجيه أي شيء حتى يتم وضع جميع المكونات ومراجعة التنسيب والموافقة عليه. التوجيه قبل الانتهاء من التنسيب يضمن إعادة العمل. المسار الذي تقوم بتوجيهه اليوم سيحتاج إلى حذفه وإعادة توجيهه بعد تعديل التنسيب التالي.
أثناء التنسيب، اهدف إلى تقليل تقاطعات شبكة الفئران - الخطوط التي تربط دبابيس المكونات والتي تظهر أي الوسادات تحتاج إلى توصيل. عندما يتم تقليل تقاطعات شبكة الفئران، يتم تنظيم المكونات بشكل فعال للتوجيه الفعال.
بمجرد اكتمال التنسيب ومراجعته، يمكن أن يبدأ التوجيه. التنسيب المنفذ جيدًا يجعل من السهل بشكل كبير تحقيق الأهداف الأربعة للتوجيه الجيد:
إكمال التخطيط ليس نهاية عملية التصميم. بصفتك مصممًا، تمتد مسؤوليتك إلى إنشاء ملفات إخراج التصنيع التي ستستخدمها دار التصنيع لبناء لوحتك. يقوم برنامج تصميم لوحات الدوائر المطبوعة بأتمتة معظم هذا - ملفات Gerber لكل طبقة، وملفات الحفر، ورسومات التجميع، ومخرجات قائمة المواد - ولكن الأتمتة لا تلغي الحاجة إلى المراجعة.
ملفات Gerber هي التنسيق القياسي للصناعة لتوصيل بيانات طبقة لوحة الدوائر المطبوعة إلى المصنعين. قبل تقديم أي تصميم للإنتاج، افتح ملفات Gerber التي تم إنشاؤها في عارض مخصص وتحقق منها يدويًا. تأكد من أن تعيينات الطبقات صحيحة، وأن جميع ميزات النحاس موجودة، وأن ملف الحفر يتوافق بشكل صحيح مع مواقع الوسادات، وأنه لم تظهر أي آثار غير مقصودة.
الأخطاء في ملفات الإخراج أكثر شيوعًا مما يتوقعه معظم المصممين، واكتشافها قبل التقديم يكون دائمًا أقل تكلفة من اكتشافها بعد بدء دورة الإنتاج.
فهم هذه الأساسيات سيجعلك مصمم لوحات دوائر مطبوعة أكثر فعالية من أول تخطيط لك - وسيقلل بشكل كبير من الاحتكاك بين التصميم والإنتاج.
عندما تكون مستعدًا للانتقال من التصميم إلى التصنيع، تقدم DuxPCB خدمات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة بالكامل، من النماذج الأولية الفردية إلى دفعات الإنتاج الكبيرة. يمكن لفريقنا دعم مشروعك بمراجعة DFM، وتوريد المكونات، وتجميع SMT والفتحات، وتسليم PCBA كامل.
اتصل بـ DuxPCB اليوم للحصول على عرض أسعار مجاني ومراجعة DFM - واحصل على تصميمك مصممًا بشكل صحيح من المرة الأولى.
© DuxPCB. جميع الحقوق محفوظة. المحتوى الأصلي تم إنتاجه بواسطة فريق DuxPCB الفني.
