PCB tasarımı hakkında
2023-09-09
PCB tasarımı, herhangi bir elektronik ürün geliştirme projesinin ayrılmaz bir parçasıdır. PCB tasarımı, bir PCB'nin 2D şemasından 3D bir render oluşturmak için bir CAD yazılım aracı kullanır ve bu daha sonra kartı üretmek için kullanılır. Optimize edilmiş bir PCB tasarımı, devre kartının istenildiği gibi ve beklenen özellikler dahilinde performans göstermesini sağlar. PCB tasarımcıları, mekanik tanım, kritik yerleşim, yerleşim, kritik yönlendirme, yönlendirme, son tasarım kuralı kontrolleri ve dış işler oluşturma adımlarını izleyen belirli bir süreci izlemelidir.
• PCB Tasarım Yazılım Araçları
Birçok bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılım paketi mevcuttur, bazıları ücretsiz, bazıları ise ödeme gerektirir.
Altium Designer, PADs, Allegro ve OrCAD, en sık kullanılan PCB tasarım yazılım araçlarıdır. Daha basit tasarımlar ve mühendislik öğrencileri ve hobiler için, Kicad ve ExpressPCB gibi ücretsiz CAD araçları. Bu araçlar, daha karmaşık tasarımları işleme konusunda sınırlıdır ve karşılaştırmada sınırlı özelliklere sahiptir.
PCB tasarım yazılımının özellikleri ve yetenekleri, araçtan araca oldukça farklılık gösterebilir. Bir mühendis veya tasarımcı, genellikle diğer araçların sahip olmadığı gerekli özelliklere sahip olduğu için belirli bir aracı seçebilir. Daha temel PCB tasarım araçları, çok daha temel işlevler ve özellikler sağlar. Şirketlerin ödeme yapması gereken yazılımlar, belirtilen tasarım kuralları ile karmaşık yönlendirme ve sinyal simülasyonu gibi daha fazla özellik ve yetenek sunar.
PCB'ler giderek daha karmaşık hale geldikçe ve genellikle çok daha küçük bir alana sahip olduklarında, ödeme gerektiren yazılım paketleri, gerekliyse tercih edilir.
• Şema Yakalama
Elektronik ürün geliştirmenin ilk adımlarından biri, bir tasarım spesifikasyonunun oluşturulmasıdır. Bu belge, kartın gereksinimlerini açıklar ve kritik bileşenleri, sinyal hızlarını, diferansiyel çiftleri vb. tanımlar.
Şartname tamamlandıktan sonra, şema yakalama başlayabilir. PCB şemaları eskiden elle çizilirdi ve bazen hala öyle, ancak çoğu şema CAD yazılımı kullanılarak çizilir veya "yakalanır".
Bir PCB şeması, hangi bileşenlerin diğer bileşenlere bağlandığını gösteren ve kart üzerindeki izlerin nasıl yerleştirileceğine dair talimatlar veren iki boyutlu bir çizimdir. CAD yazılımı kullanılarak, şema sembolleri mühendis tarafından her bir bileşen için oluşturulur ve daha sonra bir PCB ayak izine veya arazi desenine bağlanır. Ayak izleri, PCB Tasarımcısı tarafından oluşturulur ve her bir bileşenin fiziksel boyutlarını, pin konumlarını ve SMT mi yoksa delikten mi olduğunu tanımlar.
• Bileşen Yerleşimi
PCB tasarımı, iki boyutlu şemaları alıp üç boyutlu bir render oluşturmaktır. Şema tamamlandıktan ve kart boyutu ve şekli, kısıtlamalar ve delme bilgileri gibi mekanik özellikler ayarlandıktan sonra, bileşen yerleşimi PCB tasarım sürecinin ilk adımıdır. PCB ayak izleri, tasarıma yerleştirilmeden önce gerekli tüm bilgileri içermelidir; ilgili tüm bilgiler tanımlanmalıdır
Bileşen yerleşimine çok derinlemesine dalmadan önce, bileşenleri kabaca, genellikle ilgili gruplar halinde yerleştirmek, nerede bulunacakları ve hepsinin karta sığıp sığmayacağı hakkında bir fikir edinmek esastır. Farklı bileşenlerin nasıl iletişim kuracağını ve sinyallerin hangi hızda korunması gerektiğini dikkate almak esastır. Kaba bir yerleşim egzersizi, bir yığın oluşturmak için kaç katman gerektiğinin belirlenmesine de yardımcı olabilir. Ardından, PCB tasarımcısının daha sonra hareket ettirmeyeceği çok sıkı kısıtlamalara sahip izler anlamına gelen kritik yönlendirme gelir. Kritik rotalar kilitlendikten sonra, daha genel bir yerleşim yapılır. Son yerleşim, yönlendirme başladıktan sonra yerleşim değişiklikleri işi söküp yeniden yapmak zorunda kalabileceği için iyice incelenmelidir.
• Yönlendirme
Yönlendirme, şemanın yönlendirdiği gibi bileşenleri izlerle bağlamaktır. Birçok kısıtlama ve gereksinim içeren karmaşık tasarımlar için, bazı yazılım araçları tasarımcının bir dizi tasarım kuralı girmesine izin verir. Bir kural ihlal edilirse, bir tasarım kuralı kontrolü sırasında işaretlenecektir. Ardından, şemadan metin tabanlı bir dosya olan bir netlist oluşturulur. Netlist, referans tanımlayıcılar ve pin numaraları gibi bilgiler içerir. Ayrıca, hangi bileşenlerin diğer bileşenlere bağlanması gerektiğini gösterir.
Yönlendirmenin ilk adımı, kritik rotaları belirlemektir. Bunlar, sinyallerin belirli bir hızda seyahat etmesi, gerekli bir zaman kısıtlaması içinde bağlantı kurması veya diferansiyel çiftler olması gereken rotalardır. Bunlar tamamlandığında kilitlenecektir. Kritik rotalar ilk olarak tamamlanır, burada izin boyutu ve uzunluğu çok önemlidir. İzlerin geri kalanı daha sonra genellikle zorluk veya karmaşıklık sırasına göre belirlenir. Bu izler genellikle farklı tipteki viyalardan katmanlar arasında yukarı ve aşağı hareket eder. PCB tasarımcısı son bir ayrıntılı inceleme yapmalı ve tüm DRC ihlalleri ya düzeltilmeli ya da temizlenmelidir.
• Üretim Çıktıları
PCB tasarım süreci tamamlanıp onaylandıktan sonra, üretim için veriler oluşturulur. Gerber dosyaları, farklı katmanları göstermek için kullanılan görüntülerdir ve imalat için bir fotoğraf çizici ile kullanılacaktır. İmalat için gerekli diğer dosyalar ipek baskı, lehim maskesi ve NC delme ve yönlendirmedir.
Montaj için, süreçte yer alan çeşitli makineleri programlamak için tamamen farklı bir dosya seti kullanılır. Bunlar arasında, bileşenlerin tedarik edilip satın alınabilmesi için bir malzeme listesi (BOM), alma ve yerleştirme makinesini programlamak için kullanılan bir alma ve yerleştirme dosyası ve işlevsel test ve inceleme için netlist bulunur.
Daha fazlasını oku
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
