Khi nói về bảng mạch in, người mới thường nhầm lẫn giữa "sơ đồ mạch in" và "tệp thiết kế PCB", nhưng thực ra chúng là những khái niệm khác nhau. Hiểu được sự khác biệt giữa chúng là chìa khóa để sản xuất PCB thành công, vì vậy, để người mới bắt đầu làm tốt hơn, bài viết này sẽ phân tích những điểm khác biệt chính giữa sơ đồ mạch in và thiết kế PCB.
PCB là gì
Trước khi đi sâu vào sự khác biệt giữa sơ đồ mạch và thiết kế, điều cần hiểu là PCB là gì?
Về cơ bản, bên trong các thiết bị điện tử có các bảng mạch in, còn được gọi là bảng mạch in. Bảng mạch màu xanh lá cây này được làm bằng kim loại quý, kết nối tất cả các thành phần điện của thiết bị và cho phép thiết bị hoạt động bình thường. Nếu không có PCB, thiết bị điện tử sẽ không hoạt động.
Sơ đồ PCB và thiết kế PCB
Sơ đồ mạch in (PCB) là một thiết kế mạch hai chiều đơn giản, thể hiện chức năng và kết nối giữa các linh kiện khác nhau. Thiết kế PCB là một bố cục ba chiều, và vị trí của các linh kiện được đánh dấu sau khi mạch hoạt động bình thường.
Do đó, sơ đồ mạch in (PCB) là phần đầu tiên trong quá trình thiết kế bảng mạch in. Đây là một biểu diễn đồ họa sử dụng các ký hiệu đã được thống nhất để mô tả các kết nối mạch, dù dưới dạng văn bản hay dữ liệu. Sơ đồ mạch in cũng chỉ ra các linh kiện cần sử dụng và cách chúng được kết nối.
Đúng như tên gọi, sơ đồ mạch in (PCB schematic) là một bản thiết kế và bản vẽ chi tiết. Nó không chỉ ra vị trí cụ thể của các linh kiện. Thay vào đó, sơ đồ phác thảo cách thức PCB cuối cùng sẽ đạt được kết nối và là một phần quan trọng của quy trình lập kế hoạch.
Sau khi hoàn thành bản thiết kế, bước tiếp theo là thiết kế PCB. Thiết kế là sơ đồ bố trí hoặc biểu diễn vật lý của sơ đồ mạch in PCB, bao gồm bố trí các đường dẫn và lỗ đồng. Thiết kế PCB thể hiện vị trí của các linh kiện nói trên và cách chúng kết nối với đồng.
Thiết kế PCB là một giai đoạn liên quan đến hiệu suất. Các kỹ sư chế tạo các linh kiện thực tế dựa trên thiết kế PCB để kiểm tra xem thiết bị có hoạt động bình thường hay không. Như đã đề cập trước đó, bất kỳ ai cũng có thể hiểu sơ đồ mạch PCB, nhưng không dễ để hiểu chức năng của nó chỉ bằng cách nhìn vào nguyên mẫu.
Sau khi hoàn tất hai giai đoạn này và bạn hài lòng với hiệu suất của PCB, bạn cần triển khai nó thông qua nhà sản xuất.
Các thành phần sơ đồ PCB
Sau khi hiểu sơ qua sự khác biệt giữa hai loại, chúng ta hãy cùng xem xét kỹ hơn các thành phần của sơ đồ mạch in PCB. Như đã đề cập, tất cả các kết nối đều có thể nhìn thấy được, nhưng có một số lưu ý cần lưu ý:
Để có thể nhìn thấy các kết nối một cách rõ ràng, chúng không được tạo theo tỷ lệ; trong thiết kế PCB, chúng có thể rất gần nhau
Một số kết nối có thể giao nhau, điều này thực sự không thể
Một số liên kết có thể nằm ở phía đối diện của bố cục, có dấu hiệu cho biết chúng được liên kết
"Bản thiết kế" PCB này có thể sử dụng một trang, hai trang hoặc thậm chí một vài trang để mô tả tất cả nội dung cần đưa vào thiết kế
Điều cuối cùng cần lưu ý là các sơ đồ phức tạp hơn có thể được nhóm theo chức năng để dễ đọc hơn. Việc sắp xếp các kết nối theo cách này sẽ không diễn ra ở giai đoạn tiếp theo, và các sơ đồ thường không khớp với thiết kế cuối cùng của mô hình 3D.
Các yếu tố thiết kế PCB
Bây giờ là lúc đào sâu hơn vào các thành phần của tệp thiết kế PCB. Ở giai đoạn này, chúng tôi đã chuyển từ bản thiết kế bằng văn bản sang bản vẽ thực tế được chế tạo bằng vật liệu laminate hoặc gốm. Khi cần một không gian đặc biệt nhỏ gọn, một số ứng dụng phức tạp hơn yêu cầu sử dụng PCB mềm.
Nội dung của tệp thiết kế PCB tuân theo bản thiết kế được thiết lập bởi sơ đồ mạch, nhưng như đã đề cập trước đó, hai tệp này có hình thức rất khác nhau. Chúng ta đã thảo luận về sơ đồ mạch PCB, nhưng có thể quan sát thấy những điểm khác biệt nào trong các tệp thiết kế?
Khi nói đến tệp thiết kế PCB, chúng ta đang nói đến mô hình 3D, bao gồm bảng mạch in và các tệp thiết kế. Chúng có thể là một lớp hoặc nhiều lớp, mặc dù hai lớp là phổ biến nhất. Chúng ta có thể thấy một số điểm khác biệt giữa sơ đồ mạch in và tệp thiết kế PCB:
Tất cả các thành phần đều có kích thước và vị trí chính xác
Nếu hai điểm không được kết nối, chúng phải đi vòng qua hoặc chuyển sang một lớp PCB khác để tránh giao nhau trên cùng một lớp
Ngoài ra, như chúng ta đã đề cập sơ qua, thiết kế PCB chú trọng hơn đến hiệu suất thực tế, bởi vì ở một mức độ nào đó, đây là giai đoạn kiểm tra sản phẩm cuối cùng. Lúc này, tính thực tiễn của thiết kế phải được phát huy, và các yêu cầu vật lý của bảng mạch in phải được xem xét. Một số yêu cầu này bao gồm:
Khoảng cách giữa các thành phần cho phép phân phối nhiệt đầy đủ như thế nào?
Các đầu nối ở cạnh
Về vấn đề dòng điện và nhiệt, độ dày của các dấu vết khác nhau phải như thế nào
Do những hạn chế và yêu cầu vật lý khiến các tệp thiết kế PCB thường trông rất khác so với thiết kế trên sơ đồ mạch, các tệp thiết kế bao gồm một lớp in lụa. Lớp in lụa này thể hiện các chữ cái, số và ký hiệu để giúp kỹ sư lắp ráp và sử dụng bo mạch.
Cần phải hoạt động theo đúng kế hoạch sau khi tất cả các linh kiện được lắp ráp trên bảng mạch in. Nếu không, bạn cần phải vẽ lại.
kết luận
Mặc dù sơ đồ mạch in (PCB schematic) và tệp thiết kế PCB thường bị nhầm lẫn, nhưng trên thực tế, việc tạo sơ đồ mạch in (PCB schematic) và thiết kế PCB là hai quy trình riêng biệt khi tạo ra một bảng mạch in. Sơ đồ mạch in (PCB schematic) có thể vẽ được quy trình công nghệ phải được tạo trước khi tiến hành thiết kế PCB, và thiết kế PCB là một phần quan trọng quyết định hiệu suất và tính toàn vẹn của PCB.