Düzen düzenleyicinizi açmadan önce, standart PCB tasarım sürecinin baştan sona nasıl aktığını anlamak için zaman ayırın. Tam iş akışının net bir resmi olmadan doğrudan yerleştirmeye atlamak, daha sonra kendiniz için yeniden iş yaratmanın en hızlı yollarından biridir.

Standart PCB tasarım iş akışı şu sırayı izler:

1. Stokta bulunan ve büyük distribütörlerden temin edilebilen temel bileşenleri seçin
2. Şemanızı mühendislik gereksinimlerine göre oluşturun ve gözden geçirin
3. Boş bir PCB oluşturun, yığın yapınızı tanımlayın ve tasarım kurallarını ayarlayın
4. Bileşen verilerini şemadan PCB düzenine aktarın
5. Bileşenleri yerleştirin ve mühendislik gereksinimlerinin karşılandığını doğrulamak için yerleştirmeyi gözden geçirin
6. Bileşenler arasındaki izleri ve bağlantıları yönlendirin
7. Düzeni temizleyin ve son bir tasarım incelemesini tamamlayın
8. Tasarım çıktı dosyalarını oluşturun ve üretime gönderin

Bu dizinin anlaşılması önemlidir çünkü her adım bir öncekinden bağımsızdır. İleriye atlayan tasarımcılar — örneğin, yerleştirme sonlandırılmadan yönlendirme yapmak — neredeyse her zaman işi geri almak zorunda kalırlar. İş akışı etrafında başlangıçtan itibaren iyi alışkanlıklar oluşturmak, sonraki her tasarımda önemli ölçüde zaman kazandırır.

Şemanız ve PCB düzeniniz aynı tasarımın iki temsilidir. Birinde yapılan her değişiklik diğerinde yansıtılmalıdır. Bu, PCB tasarımının en temel kurallarından biridir ve bunu ihlal etmek — geçici olarak bile — eşleşmelere, eksik bağlantılara ve daha sonra izlenmesi zor hatalara yol açar.

Şemanızda yapılan aşağıdaki değişikliklerden herhangi biri, devam etmeden önce PCB düzenine aktarılmalıdır:

• Bileşen ekleme, kaldırma veya değiştirme
• Ağları ekleme, kaldırma veya değiştirme
• Ağları ağ sınıfı nesnelerine gruplama
• Parça numaraları veya tedarikçi bilgileri gibi bileşen parametrelerini güncelleme
• Şema nesnelerine yeni elektrik kuralları veya yönergeleri uygulama

Modern PCB tasarım yazılımları bunu bir içe aktarma veya senkronizasyon işlevi aracılığıyla halleder. Tutarlı bir şekilde kullanın. Bileşen düzenlemelerini şemada yapın ve bunları düzene aktarın — tersi değil. Bu disiplin, tasarım verilerinizi temiz tutar ve tasarım kuralı motorunun niyetinizi doğru okumasını sağlar.

Fiziksel bir ürün olarak üretme niyetiyle tasarladığınız herhangi bir PCB, ölçekte üretilebilir olmalıdır. PCB tasarım yazılımı ekranda neredeyse her şeyi oluşturmanıza olanak tanır — ancak çizilebilen her şey standart süreç yetenekleri dahilinde güvenilir bir şekilde üretilemez.

Her PCB tasarımcısı, PCB üretiminin temellerini öğrenmek için zaman harcamaktan fayda görür: laminatların nasıl işlendiği, bakır katmanlarının nasıl oluşturulduğu, delme ve kaplamanın nasıl çalıştığı, hangi yüzey kaplamalarının mevcut olduğu ve her sürecin pratik sınırlarının neler olduğu. Bu bilgi, sonradan bir DFM (Üretilebilirlik için Tasarım) incelemesi sırasında sorunları yakalamak yerine, başlangıçtan itibaren daha iyi tasarım kararları şekillendirir.

Üretime başlamadan önce kartların yeniden tasarlanması için geri gönderilmesine neden olan DFM sorunları — neredeyse her zaman önlenebilir. Çoğu, seçilen üretim sürecinin güvenilir bir şekilde üretebileceğinin dışında kalan bakır özellik boyutlarından veya boşluklarından kaynaklanır. Standart bir PCB üreticisinin tipik yetenek sınırlarını tasarlamadan önce öğrenmek hem zaman hem de para kazandırır.

DuxPCB olarak mühendislik ekibimiz, üretimden önce müşterilerin tasarımlarını üretilebilirlik açısından incelemek için hazırdır. Belirli bir tasarım özelliğinin standart toleranslar dahilinde olup olmadığından emin değilseniz, göndermeden önce bize ulaşın — bir düzeni ayarlamak, bir grup kartı hurdaya atmaktan çok daha kolaydır.

Üretim süreci hakkında çalışan bir bilgiye sahip olduğunuzda, tasarım kuralları keyfi kısıtlamalar gibi hissetmek yerine sezgisel olarak anlamlı gelmeye başlar. Çoğu DFM sorunu iki şeyden birine iner: çok küçük bakır özellikler veya birbirine çok yakın bakır özellikler.

PCB tasarım yazılımı, genellikle muhafazakar olan varsayılan tasarım kurallarıyla birlikte gelir — bazen modern tasarımlar için çok muhafazakar, bazen de belirli bir üreticinin yetenekleri için yeterince muhafazakar değildir. Ne varsayılanları körü körüne takip etmek ne de kural ihlallerini görmezden gelmek doğru yaklaşımdır.

Ped-ped aralığını pratik bir örnek olarak düşünün. Yazılım, ped aralığının yaklaşık 9 mil olduğu bir bileşen ayak izinde bir tasarım kuralı hatası verebilir. Ancak birçok üretici güvenilir bir şekilde yaklaşık 5 mil minimum boşluk üretebilir — bu da varsayılan kuralın aşırı kısıtlayıcı olduğu anlamına gelir. Tersine, üreticinizin belirttiği yeteneklerin altına boşlukları zorlamak, çünkü "ekranda çalışıyor" üretime yönelik verim sorunları yaratacaktır.

Doğru yaklaşım, üreticinizin yetenek spesifikasyonunu — minimum iz genişliği, minimum boşluk, minimum delik boyutu, minimum halka halkası ve benzeri — elde etmek ve tasarım kurallarınızı bu değerlere uyacak şekilde ayarlamaktır. Genel bir varsayılan yerine gerçek sürece göre tasarlayın.

Yeni PCB tasarımcıları arasındaki en kalıcı yanlış anlamalardan biri, özel bir toprak düzlemi kullanma konusundaki tereddüttür. Anlaşılabilir — tüm bir katmanı tek bir amaca adamak gibi hissettirir. Ancak pratikte, sağlam bir toprak düzleminin olmaması, hem dijital hem de analog tasarımlarda gürültü sorunlarının orantısız bir payının temel nedenidir.

Bir toprak düzlemi, tamamen toprak potansiyeline adanmış bir bakır katmanı — veya büyük bir bakır bölgesi — dır. Karttaki her sinyal için düşük empedanslı bir dönüş yolu sağlar, elektromanyetik girişimi bastırır, voltaj referanslarını stabilize eder ve her bileşene bireysel toprak izleri çalıştırma ihtiyacını ortadan kaldırarak yönlendirmenizi basitleştirir.

Çoğu PCB tasarımı için modern standart basittir: sağlam bir toprak düzlemi kullanın. Bölünmüş düzlemler ve yıldız toprak yapılandırmaları, tipik olarak analog ve dijital toprak alanlarının izole edilmesi gereken karışık sinyal tasarımlarında — özel, iyi tanımlanmış kullanım durumlarına sahiptir — ancak bunlar kural değil, istisnadır. Dijital ve analog tasarımların büyük çoğunluğu için, özel bir katmandaki sağlam bir toprak düzlemi doğru seçimdir.

Gürültü veya sinyal bütünlüğü sorunları tasarımınızı etkiliyorsa, önce toprak düzlemini kontrol edin. Çoğu durumda, ya yok olduğunu, parçalanmış olduğunu veya kötü bağlandığını göreceksiniz.

Şema verilerinizi PCB düzenine aktardıktan sonra, acil göreviniz bileşen yerleştirmesidir — yönlendirme değil. Bu ayrım, çoğu yeni tasarımcının fark ettiğinden daha önemlidir.

Yerleştirmenin amacı, her bileşeni, sonuçta ortaya çıkan düzenin yönlendirilebilir olacağı şekilde konumlandırmaktır: yani, aşırı katman değişiklikleri, uzun sapmalar olmadan ve hassas sinyaller arasında gürültü kuplaj sorunları yaratmadan bağlı pedler arasında izler çalıştırılabilir. İyi yerleştirilmiş bir kart hızlı yönlendirilir. Kötü yerleştirilmiş bir kart teknik olarak yönlendirilebilir ancak kötü performans gösteren veya DFM'yi başarısız kılan bir düzen üretebilir.

Pratik kural basittir: tüm bileşenler yerleştirilip yerleştirme gözden geçirilip onaylanana kadar hiçbir şeyi yönlendirmeyin. Yerleştirme tamamlanmadan yönlendirme yapmak yeniden işi garanti eder. Bugün yönlendirdiğiniz bir iz, bir sonraki yerleştirme ayarlamasından sonra silinip yeniden yönlendirilmesi gerekecektir.

Yerleştirme sırasında, fare ağı geçişlerini — hangi pedlerin bağlanması gerektiğini gösteren bileşen pinlerini birbirine bağlayan çizgileri — en aza indirmeyi hedefleyin. Fare ağı geçişleri en aza indirildiğinde, bileşenler verimli yönlendirme için etkili bir şekilde önceden organize edilir.

Yerleştirme tamamlanıp gözden geçirildikten sonra yönlendirme başlayabilir. İyi yürütülen bir yerleştirme, iyi yönlendirmenin dört hedefine ulaşmayı önemli ölçüde kolaylaştırır:

• Tüm bağlantıları tamamlamak için gereken sinyal katmanlarının sayısını en aza indirin
• Katmanlar arasındaki geçişleri en aza indirin
• Gürültüyü en aza indirin, öncelikle yığın yapısında toprak düzlemlerinin tutarlı kullanımı yoluyla
• İzleri mümkün olduğunca kısa ve doğrudan tutun

Düzenin tamamlanması tasarım sürecinin sonu değildir. Bir tasarımcı olarak sorumluluğunuz, bir üretim evinin kartınızı oluşturmak için kullanacağı üretim çıktı dosyalarını oluşturmaya kadar uzanır. PCB tasarım yazılımı bunun çoğunu otomatikleştirir — her katman için Gerber dosyaları, delme dosyaları, montaj çizimleri ve malzeme listesi çıktıları — ancak otomasyon inceleme ihtiyacını ortadan kaldırmaz.

Gerber dosyaları, PCB katman verilerini üreticilere iletmek için endüstri standardı formattır. Herhangi bir tasarımı üretime göndermeden önce, oluşturulan Gerber'lerinizi özel bir görüntüleyicide açın ve manuel olarak kontrol edin. Katman atamalarının doğru olduğunu, tüm bakır özelliklerinin mevcut olduğunu, delme dosyasının ped konumlarıyla düzgün bir şekilde hizalandığını ve istenmeyen herhangi bir artefaktın görünmediğini doğrulayın.

Çıktı dosyalarındaki hatalar, çoğu tasarımcının beklediğinden çok daha yaygındır ve bunları göndermeden önce yakalamak, bir üretim çalışması başladıktan sonra keşfetmekten her zaman daha az maliyetlidir.