PCB Kartlarının Tasarımındaki Bazı Önemli Adımlar Nasıl Anlaşılır?

Bir PCB kartı tasarlamakla ilgileniyorsanız, bilmeniz gereken bir dizi önemli adım vardır. Bu adımlar Fikir Oluşturma, Tanımlama, Doğrulama ve Bileşenlerin Yerleştirilmesini içerir. Bu adımları anlamak, mümkün olan en iyi tasarımı yapmanıza yardımcı olacaktır.

Düşünce

Etkili bir PCB kartı tasarımı oluşturmak, cihazın amacını tanımlamakla başlar. Kartın boyutlarını ve yükseklik kısıtlamalarını amaçlanan bileşenlerle eşleştirmek çok önemlidir. Diğer hususlar arasında bileşenlerin yüksek frekanslardaki ESR'si ve sıcaklık kararlılığı yer alır. Ayrıca, uygun iz genişliğini ve aralığını seçmek gerekir. Bu genel kurala uyulmaması maliyet patlamasına yol açabilir.

PCB tasarım süreci fikir oluşturma, tanımlama ve doğrulama ile başlar. Bu adım kritiktir ve bir prototip tasarlamadan veya bir tasarımı uygulamadan önce gerçekleşir. Tasarımcının yaratıcılığını öne çıkarır ve tüm donanım bileşenlerinin hizalı ve uyumlu olduğundan emin olunmasını sağlar. Ayrıca çeşitli ekip üyeleri arasında çapraz işbirliğine olanak sağlayarak sinerji yaratır.

Tanım

Bir PCB'nin tasarımı karmaşık bir süreçtir. PCB tabanı için doğru malzemeleri seçmeyi, bir tasarım kuralı seçmeyi ve nihai boyutları seçmeyi içerir. PCB ayrıca, amaçlanan çalışma koşulları altında düzgün çalışacağından emin olmak için test edilmelidir. Tasarım doğru yapılmazsa, proje başarısızlıkla sonuçlanabilir.

PCB tasarımındaki ilk adım, bir dizi plan oluşturmaktır. Bu, bilgisayar yazılımı aracılığıyla yapılır. Planlar, tasarım için bir model görevi görür. Tasarımcı, iç ve dış katmanları belirlemek için bir iz genişliği hesaplayıcısı da kullanabilir. İletken bakır izler ve devreler siyah mürekkeple işaretlenir. İzler PCB tasarımında katmanlar olarak bilinir. Dış ve iç olmak üzere iki tür katman vardır.

Doğrulama

PCB kartları, doğru tasarlandıklarından emin olmak için doğrulama süreçlerinden geçer. Bu testler kartın yapıları incelenerek gerçekleştirilir. Bu yapılar, malzeme parametreleri için Beatty standardının yanı sıra probları ve konektörleri içerir. Bu testler, yansımalar gibi herhangi bir tasarım hatasını ortadan kaldırmak için yapılır.

PCB kartları daha sonra üretim için hazırlanır. Süreç, kullanılan CAD aracına ve üretim tesisine bağlıdır. Genellikle her katmanın çizimleri olan Gerber dosyalarının oluşturulmasını içerir. Bazıları CAD araçlarında yerleşik olarak bulunan, bazıları ise bağımsız uygulamalar olan çeşitli Gerber görüntüleyici ve doğrulama araçları mevcuttur. İndirmesi ve kullanması ücretsiz olan ViewMate buna bir örnektir.

Doğrulama süreci aynı zamanda cihazın test edilmesini de içerir. Tasarım, beklenen yanıtı karşıladığından emin olmak için bir prototip ile test edilir. Buna ek olarak, tasarımın kararlı olup olmadığını belirlemek için devrenin bir analizini içerir. Bu testin sonuçları herhangi bir değişiklik gerekip gerekmediğini belirler. Tasarımı iyileştirmek ve müşterinin spesifikasyonlarını karşıladığından emin olmak için bazı değişiklikler yapılmalıdır.

Bileşenlerin yerleştirilmesi

Bileşenlerin PCB kartlarına yerleştirilmesi birçok şekilde yapılabilir. Bunları başka bir bileşenin üstüne veya altına yerleştirebilir veya bu yöntemlerin bir kombinasyonunu kullanabilirsiniz. Yerleştirmeler, Üste Hizala veya Alta Hizala seçilerek bileşenleri hizalayarak düzenli hale getirilebilir. Ayrıca bileşenleri seçip üzerlerine sağ tıklayarak bileşenleri pano üzerinde eşit olarak dağıtabilirsiniz. Ayrıca L tuşuna basarak bileşenleri PCB'nin üst veya alt tarafına taşıyabilirsiniz.

PCB tasarlarken, bileşenlerin yerleştirilmesi çok önemlidir. İdeal olarak, bileşenler kartın üst tarafına yerleştirilir. Bununla birlikte, bileşen düşük bir termal dağılıma sahipse, alt tarafa yerleştirilebilir. Benzer bileşenlerin bir arada gruplanması ve eşit bir sıra halinde yerleştirilmesi de önerilir. Ayrıca, dekuplaj kapasitörlerini de aktif bileşenlerin yakınına yerleştirmelisiniz. Ek olarak, konektörleri tasarım gereksinimlerine göre yerleştirmelisiniz.

Dielektrik kırılma gerilimi

İster kendi PCB'nizi tasarlıyor olun, ister bir üreticiden PCB tedarik ediyor olun, bilmeniz gereken birkaç adım vardır. Bu adımlardan bazıları şunlardır: PCB'nin elektrik bileşenlerinin ve düzeninin işlevsellik açısından test edilmesi. Bu, IPC-9252 standartlarına uygun olarak bir dizi testten geçirilerek yapılır. En yaygın testlerden ikisi izolasyon ve devre sürekliliği testleridir. Bu testler, kartta herhangi bir kopukluk veya kısa devre olup olmadığını kontrol eder.

Tasarım süreci tamamlandıktan sonra, bileşenlerin termal genleşmesini ve termal direncini dikkate almak önemlidir. Bu iki alan önemlidir çünkü pano bileşenlerinin ısıl genleşmesi ısındıkça artar. Bir kartın bileşenlerinin Tg değeri, bileşenlerin hasar görmesini veya deforme olmasını önleyecek kadar yüksek olmalıdır. Tg çok düşükse, bileşenlerin zamanından önce arızalanmasına neden olabilir.