Quando si parla di circuiti stampati, i principianti spesso confondono "schemi PCB" e "file di progettazione PCB", ma in realtà si riferiscono a cose diverse. Comprendere le differenze tra i due è la chiave per produrre PCB con successo, quindi, per aiutare i principianti, questo articolo analizzerà le principali differenze tra schemi PCB e progettazione PCB.
Che cosa è il PCB
Prima di analizzare la differenza tra schema e progettazione, è opportuno chiarire cos'è un PCB.
Fondamentalmente, all'interno dei dispositivi elettronici sono presenti circuiti stampati, chiamati anche schede a circuito stampato. Questo circuito stampato verde, realizzato in metallo prezioso, collega tutti i componenti elettrici del dispositivo e ne consente il normale funzionamento. Senza PCB, le apparecchiature elettroniche non funzionerebbero.
Schema PCB e progettazione PCB
Lo schema del PCB è un semplice progetto di circuito bidimensionale che mostra la funzionalità e la connettività tra i diversi componenti. Il progetto del PCB è un layout tridimensionale e la posizione dei componenti viene contrassegnata dopo aver verificato il corretto funzionamento del circuito.
Pertanto, lo schema del PCB è la prima parte della progettazione di un circuito stampato. Si tratta di una rappresentazione grafica che utilizza simboli concordati per descrivere le connessioni del circuito, sia in forma scritta che in formato dati. Indica inoltre i componenti da utilizzare e le relative modalità di collegamento.
Come suggerisce il nome, lo schema del PCB è un piano e un progetto. Non indica dove verranno posizionati specificamente i componenti. Piuttosto, lo schema delinea come il PCB raggiungerà la connettività finale e costituisce una parte fondamentale del processo di pianificazione.
Una volta completato il progetto, il passo successivo è la progettazione del PCB. Il progetto è il layout o la rappresentazione fisica dello schema del PCB, inclusa la disposizione delle piste e dei fori in rame. Il progetto del PCB mostra la posizione dei componenti sopra menzionati e la loro connessione al rame.
La progettazione del PCB è una fase legata alle prestazioni. Gli ingegneri costruiscono componenti reali sulla base del progetto del PCB in modo da poter testare il corretto funzionamento dell'apparecchiatura. Come accennato in precedenza, chiunque dovrebbe essere in grado di comprendere lo schema del PCB, ma non è facile comprenderne il funzionamento osservando il prototipo.
Una volta completate queste due fasi e se si è soddisfatti delle prestazioni del PCB, è necessario implementarlo tramite il produttore.
Elementi schematici del PCB
Dopo aver compreso approssimativamente la differenza tra i due, diamo un'occhiata più da vicino agli elementi dello schema del PCB. Come accennato, tutte le connessioni sono visibili, ma ci sono alcuni accorgimenti da tenere a mente:
Per poter vedere chiaramente le connessioni, queste non vengono create in scala; nella progettazione del PCB, potrebbero essere molto vicine tra loro
Alcune connessioni potrebbero incrociarsi, il che è effettivamente impossibile
Alcuni collegamenti potrebbero trovarsi sul lato opposto del layout, con un segno che indica che sono collegati
Questo “progetto” PCB può utilizzare una pagina, due pagine o anche poche pagine per descrivere tutto il contenuto che deve essere incluso nel progetto
L'ultima cosa da notare è che gli schemi più complessi possono essere raggruppati per funzione per migliorarne la leggibilità. Questo tipo di disposizione delle connessioni non verrà implementato nella fase successiva e gli schemi di solito non corrispondono al progetto finale del modello 3D.
Elementi di progettazione PCB
Ora è il momento di approfondire gli elementi del file di progettazione del PCB. In questa fase, siamo passati dai progetti scritti a rappresentazioni fisiche realizzate con materiali laminati o ceramici. Quando è richiesto uno spazio particolarmente compatto, alcune applicazioni più complesse richiedono l'utilizzo di PCB flessibili.
Il contenuto del file di progettazione del PCB segue il modello stabilito dal flusso dello schema elettrico, ma, come accennato in precedenza, i due hanno un aspetto molto diverso. Abbiamo già parlato degli schemi elettrici dei PCB, ma quali differenze si possono osservare nei file di progettazione?
Quando parliamo di file di progettazione PCB, ci riferiamo a un modello 3D, che include un circuito stampato e i file di progettazione. Possono essere a strato singolo o multistrato, sebbene i più comuni siano a due strati. Possiamo osservare alcune differenze tra gli schemi PCB e i file di progettazione PCB:
Tutti i componenti sono dimensionati e posizionati correttamente
Se due punti non devono essere collegati, devono aggirarsi o passare ad un altro strato del PCB per evitare di incrociarsi sullo stesso strato
Inoltre, come abbiamo accennato brevemente, la progettazione di PCB presta maggiore attenzione alle prestazioni effettive, poiché questa rappresenta in una certa misura la fase di verifica del prodotto finale. A questo punto, entra in gioco la praticità del progetto e devono essere considerati i requisiti fisici del circuito stampato. Alcuni di questi includono:
In che modo la spaziatura dei componenti consente una distribuzione sufficiente del calore?
Connettori sul bordo
Per quanto riguarda le questioni di corrente e calore, quanto devono essere spesse le varie tracce
Poiché limitazioni e requisiti fisici fanno sì che i file di progettazione del PCB appaiano solitamente molto diversi dal progetto sullo schema, i file di progettazione includono uno strato serigrafato. Lo strato serigrafato riporta lettere, numeri e simboli per aiutare gli ingegneri ad assemblare e utilizzare la scheda.
È necessario che funzioni come previsto dopo che tutti i componenti sono stati assemblati sul circuito stampato. In caso contrario, è necessario ridisegnarlo.
Insomma
Sebbene gli schemi PCB e i file di progettazione PCB vengano spesso confusi, in realtà la creazione di schemi PCB e la progettazione PCB si riferiscono a due processi distinti nella creazione di un circuito stampato. Lo schema PCB, che può rappresentare il flusso di processo, deve essere creato prima di poter eseguire la progettazione PCB, e la progettazione PCB è una parte importante per determinarne le prestazioni e l'integrità.