Baskılı devre kartlarından bahsederken, yeni başlayanlar genellikle "PCB şemaları" ile "PCB tasarım dosyaları"nı karıştırır, ancak aslında bunlar farklı şeyleri ifade eder. Aralarındaki farkları anlamak, PCB'leri başarıyla üretmenin anahtarıdır. Bu nedenle, yeni başlayanların bunu daha iyi yapabilmeleri için bu makale, PCB şemaları ile PCB tasarımı arasındaki temel farkları ele alacaktır.

PCB nedir?
Şema ile tasarım arasındaki farkı incelemeden önce PCB'nin ne olduğunu anlamak gerekir.

Elektronik cihazların içinde temel olarak baskılı devre kartları bulunur. Bunlara baskılı devre kartları da denir. Değerli metalden yapılmış bu yeşil devre kartı, cihazın tüm elektrikli bileşenlerini birbirine bağlar ve normal şekilde çalışmasını sağlar. PCB olmadan elektronik cihazlar çalışmaz.

PCB şeması ve PCB tasarımı
PCB şeması, farklı bileşenler arasındaki işlevselliği ve bağlantıyı gösteren basit bir iki boyutlu devre tasarımıdır. PCB tasarımı üç boyutlu bir düzendir ve devrenin normal şekilde çalıştığı garanti edildikten sonra bileşenlerin konumu işaretlenir.

Bu nedenle, PCB şeması, baskılı devre kartı tasarımının ilk kısmıdır. Bu, ister yazılı ister veri biçiminde olsun, devre bağlantılarını tanımlamak için üzerinde anlaşılan sembolleri kullanan grafiksel bir gösterimdir. Ayrıca, kullanılacak bileşenleri ve bunların nasıl bağlandığını da gösterir.

Adından da anlaşılacağı gibi, PCB şeması bir plan ve taslaktır. Bileşenlerin tam olarak nereye yerleştirileceğini belirtmez. Aksine, şema PCB'nin nihayetinde nasıl bağlantı kuracağını özetler ve planlama sürecinin önemli bir parçasını oluşturur.

Plan tamamlandıktan sonraki adım PCB tasarımıdır. Tasarım, bakır izlerinin ve deliklerinin yerleşimi de dahil olmak üzere PCB şemasının düzeni veya fiziksel temsilidir. PCB tasarımı, yukarıda belirtilen bileşenlerin konumunu ve bakırla olan bağlantılarını gösterir.

PCB tasarımı, performansla ilgili bir aşamadır. Mühendisler, ekipmanın düzgün çalışıp çalışmadığını test edebilmek için PCB tasarımına dayalı gerçek bileşenler oluştururlar. Daha önce de belirttiğimiz gibi, herkes PCB şemasını anlayabilir, ancak prototipe bakarak işlevini anlamak kolay değildir.

Bu iki aşama tamamlandıktan ve PCB'nin performansından memnun kaldıktan sonra, bunu üretici aracılığıyla uygulamaya koymanız gerekir.

PCB şematik elemanları
İkisi arasındaki farkı kabaca anladıktan sonra, PCB şemasının unsurlarına daha yakından bakalım. Daha önce de belirttiğimiz gibi, tüm bağlantılar görünür durumdadır, ancak akılda tutulması gereken bazı noktalar vardır:

Bağlantıların net bir şekilde görülebilmesi için ölçekli olarak oluşturulmazlar; PCB tasarımında birbirlerine çok yakın olabilirler.
Bazı bağlantılar birbirini kesebilir ki bu aslında imkansızdır
Bazı bağlantılar düzenin karşı tarafında olabilir ve bunların bağlantılı olduğunu gösteren bir işaret bulunabilir
Bu PCB "planı", tasarıma dahil edilmesi gereken tüm içeriği açıklamak için bir sayfa, iki sayfa veya hatta birkaç sayfa kullanabilir

Dikkat edilmesi gereken son nokta, daha karmaşık şemaların okunabilirliği artırmak için işleve göre gruplandırılabileceğidir. Bağlantıların bu şekilde düzenlenmesi bir sonraki aşamada gerçekleşmeyecektir ve şemalar genellikle 3B modelin nihai tasarımıyla uyuşmaz.

PCB tasarım öğeleri
PCB tasarım dosyalarının unsurlarını daha derinlemesine incelemenin zamanı geldi. Bu aşamada, yazılı taslaklardan laminat veya seramik malzemeler kullanılarak oluşturulan fiziksel tasarımlara geçtik. Özellikle kompakt bir alana ihtiyaç duyulduğunda, bazı daha karmaşık uygulamalar esnek PCB'lerin kullanımını gerektirir.

PCB tasarım dosyasının içeriği, şematik akışta oluşturulan şemaya uygundur, ancak daha önce de belirtildiği gibi, ikisi görünüşte çok farklıdır. PCB şemalarını ele aldık, peki tasarım dosyalarında ne gibi farklılıklar gözlemlenebilir?

PCB tasarım dosyalarından bahsettiğimizde, baskılı devre kartı ve tasarım dosyalarını içeren bir 3B modelden bahsediyoruz. Bunlar tek katmanlı veya çok katmanlı olabilir, ancak en yaygın olanı iki katmanlı olanlardır. PCB şemaları ile PCB tasarım dosyaları arasında bazı farklılıklar gözlemleyebiliriz:

Tüm bileşenler doğru şekilde boyutlandırılmış ve konumlandırılmıştır
İki nokta birbirine bağlanmayacaksa, aynı katmanda birbirlerinin üzerinden geçmemeleri için etrafından dolaşmalı veya başka bir PCB katmanına geçmelidirler.

Ayrıca, kısaca bahsettiğimiz gibi, PCB tasarımı gerçek performansa daha fazla önem verir, çünkü bu bir bakıma nihai ürünün doğrulama aşamasıdır. Bu noktada, tasarımın pratikliği devreye girer ve baskılı devre kartının fiziksel gereksinimleri göz önünde bulundurulmalıdır. Bunlardan bazıları şunlardır:

Bileşenlerin aralıkları yeterli ısı dağılımına nasıl izin veriyor?
Kenardaki konektörler
Akım ve ısı sorunlarıyla ilgili olarak, çeşitli izlerin ne kadar kalın olması gerektiği

Fiziksel sınırlamalar ve gereksinimler, PCB tasarım dosyalarının genellikle şematikteki tasarımdan çok farklı görünmesine neden olduğundan, tasarım dosyalarında bir serigrafi katmanı bulunur. Serigrafi katmanı, mühendislerin kartı monte edip kullanmasına yardımcı olmak için harfleri, sayıları ve sembolleri gösterir.

Baskılı devre kartındaki tüm bileşenler monte edildikten sonra planlandığı gibi çalışması gerekir. Aksi takdirde, yeniden çizim yapmanız gerekir.