وقتی در مورد بردهای مدار چاپی صحبت میشود، افراد تازهکار اغلب «شماتیک PCB» و «فایلهای طراحی PCB» را با هم اشتباه میگیرند، اما در واقع به چیزهای متفاوتی اشاره دارند. درک تفاوتهای بین آنها کلید تولید موفقیتآمیز PCB است، بنابراین برای اینکه مبتدیان بتوانند این کار را بهتر انجام دهند، این مقاله تفاوتهای کلیدی بین شماتیک PCB و طراحی PCB را بررسی خواهد کرد.
برد مدار چاپی چیست؟
قبل از اینکه به تفاوت بین شماتیک و طراحی بپردازیم، باید بدانیم که PCB چیست؟
اساساً، بردهای مدار چاپی درون دستگاههای الکترونیکی وجود دارند که به آنها برد مدار چاپی نیز گفته میشود. این برد مدار سبز رنگ که از فلز گرانبها ساخته شده است، تمام اجزای الکتریکی دستگاه را به هم متصل میکند و آن را قادر میسازد تا به طور عادی کار کند. بدون PCB، تجهیزات الکترونیکی کار نخواهند کرد.
شماتیک PCB و طراحی PCB
شماتیک PCB یک طرح مدار ساده دو بعدی است که عملکرد و اتصال بین اجزای مختلف را نشان میدهد. طرح PCB یک طرح سهبعدی است و موقعیت اجزا پس از تضمین عملکرد عادی مدار مشخص میشود.
بنابراین، شماتیک PCB اولین بخش طراحی برد مدار چاپی است. این یک نمایش گرافیکی است که از نمادهای توافق شده برای توصیف اتصالات مدار، چه به صورت نوشتاری و چه به صورت داده، استفاده میکند. همچنین اجزای مورد استفاده و نحوه اتصال آنها را مشخص میکند.
همانطور که از نامش پیداست، شماتیک PCB یک طرح و نقشه است. این طرح مشخص نمیکند که قطعات به طور خاص کجا قرار خواهند گرفت. در عوض، شماتیک چگونگی اتصال نهایی PCB را مشخص میکند و بخش کلیدی فرآیند برنامهریزی را تشکیل میدهد.
پس از تکمیل طرح اولیه، مرحله بعدی طراحی PCB است. طراحی، طرح یا نمایش فیزیکی شماتیک PCB است، از جمله طرح مسیرهای مسی و سوراخها. طراحی PCB محل اجزای فوقالذکر و اتصال آنها به مس را نشان میدهد.
طراحی PCB مرحلهای مرتبط با عملکرد است. مهندسان اجزای واقعی را بر اساس طراحی PCB ساختند تا بتوانند آزمایش کنند که آیا تجهیزات به درستی کار میکنند یا خیر. همانطور که قبلاً اشاره کردیم، هر کسی باید بتواند شماتیک PCB را درک کند، اما درک عملکرد آن با نگاه کردن به نمونه اولیه آسان نیست.
پس از اتمام این دو مرحله و رضایت از عملکرد برد مدار چاپی، باید آن را از طریق سازنده پیادهسازی کنید.
عناصر شماتیک PCB
پس از درک تقریبی تفاوت بین این دو، بیایید نگاهی دقیقتر به عناصر شماتیک PCB بیندازیم. همانطور که اشاره کردیم، همه اتصالات قابل مشاهده هستند، اما نکاتی وجود دارد که باید در نظر داشته باشید:
برای اینکه بتوان اتصالات را به وضوح دید، آنها را مقیاسپذیر ایجاد نمیکنند؛ در طراحی PCB، ممکن است بسیار نزدیک به یکدیگر باشند.
برخی از اتصالات ممکن است از یکدیگر عبور کنند، که در واقع غیرممکن است
برخی از لینکها ممکن است در طرف مقابل طرح قرار داشته باشند، با علامتی که نشان میدهد آنها به هم مرتبط هستند.
این «طرح اولیه» PCB میتواند از یک صفحه، دو صفحه یا حتی چند صفحه برای توصیف تمام محتوایی که باید در طرح گنجانده شود، استفاده کند.
نکته آخر اینکه شماتیکهای پیچیدهتر را میتوان بر اساس عملکرد گروهبندی کرد تا خوانایی بهبود یابد. چیدمان اتصالات به این شکل در مرحله بعدی اتفاق نمیافتد و شماتیکها معمولاً با طرح نهایی مدل سهبعدی مطابقت ندارند.
عناصر طراحی PCB
اکنون زمان آن رسیده است که عمیقتر به عناصر فایل طراحی PCB بپردازیم. در این مرحله، ما از طرحهای اولیه مکتوب به نمایشهای فیزیکی ساخته شده با استفاده از مواد لمینت یا سرامیکی گذر کردیم. هنگامی که به فضای بسیار فشردهای نیاز باشد، برخی از کاربردهای پیچیدهتر نیاز به استفاده از PCBهای انعطافپذیر دارند.
محتوای فایل طراحی PCB از طرح اولیهای که توسط جریان شماتیک ایجاد شده است، پیروی میکند، اما همانطور که قبلاً ذکر شد، این دو از نظر ظاهری بسیار متفاوت هستند. ما در مورد شماتیک PCB بحث کردهایم، اما چه تفاوتهایی را میتوان در فایلهای طراحی مشاهده کرد؟
وقتی در مورد فایلهای طراحی PCB صحبت میکنیم، منظورمان یک مدل سهبعدی است که شامل برد مدار چاپی و فایلهای طراحی میشود. آنها میتوانند تک لایه یا چند لایه باشند، اگرچه دو لایه رایجتر است. میتوانیم تفاوتهایی بین شماتیک PCB و فایلهای طراحی PCB مشاهده کنیم:
تمام اجزا به درستی اندازه و در جای خود قرار گرفتهاند
اگر دو نقطه نباید به هم متصل شوند، باید دور هم بچرخند یا به لایه PCB دیگری سوئیچ کنند تا از برخورد با یکدیگر در همان لایه جلوگیری شود.
علاوه بر این، همانطور که به طور خلاصه در مورد آن صحبت کردیم، طراحی PCB توجه بیشتری به عملکرد واقعی دارد، زیرا این تا حدودی مرحله تأیید محصول نهایی است. در این مرحله، عملی بودن طرح باید واقعاً کار کند و الزامات فیزیکی برد مدار چاپی باید در نظر گرفته شود. برخی از این موارد عبارتند از:
چگونه فاصله اجزا امکان توزیع کافی گرما را فراهم میکند؟
کانکتورها در لبه
با توجه به مسائل مربوط به جریان و گرما، ضخامت ترکهای مختلف باید چقدر باشد؟
از آنجا که محدودیتها و الزامات فیزیکی به این معنی است که فایلهای طراحی PCB معمولاً با طرح روی شماتیک بسیار متفاوت به نظر میرسند، فایلهای طراحی شامل یک لایه چاپ سیلک اسکرین هستند. لایه سیلک اسکرین حروف، اعداد و نمادها را نشان میدهد تا به مهندسان در مونتاژ و استفاده از برد کمک کند.
لازم است پس از مونتاژ تمام قطعات روی برد مدار چاپی، طبق برنامه کار کند. در غیر این صورت، باید دوباره ترسیم کنید.
در نتیجه
اگرچه شماتیک PCB و فایلهای طراحی PCB اغلب با هم اشتباه گرفته میشوند، در واقع، ساخت شماتیک PCB و طراحی PCB هنگام ایجاد یک برد مدار چاپی به دو فرآیند جداگانه اشاره دارد. نمودار شماتیک PCB که میتواند جریان فرآیند را ترسیم کند، باید قبل از انجام طراحی PCB ایجاد شود و طراحی PCB بخش مهمی از تعیین عملکرد و یکپارچگی PCB است.