طراحی PCB (برد مدار چاپی)

برد مدار چاپی (PCB) چیست؟

برد مدار چاپی (PCB) یکی از مفاهیم کلیدی در علم الکترونیک است. این بورد، نقاط مختلف را با خطوط و پدها به هم متصل می‌کند. PCB‌ها می‌توانند یک لایه، دو لایه یا چند لایه داشته باشند. ضخامت صفحات عایق معمولاً بین 0.2 میلی‌متر تا 3.2 میلی‌متر است و ضخامت هادی‌ها معمولاً 35 یا 70 میکرومتر است .

مراحل طراحی PCB

طراحی PCB یک فرآیند پیچیده است که نیازمند مهارت‌های خاصی است. در ادامه، به مراحل طراحی PCB در نرم‌افزار Altium Designer می‌پردازیم:

• طراحی شماتیک (Schematic Design):

1. ابتدا، شماتیک مدار را در نرم‌افزار Altium Designer کشیده و قطعات را به هم متصل می‌کنیم.
2. از کتابخانه‌های شماتیک استفاده می‌کنیم تا قطعات را اضافه کنیم.

• طراحی PCB (PCB Layout):

1. در این مرحله، اتصالات شماتیک را به صورت فیزیکی روی برد مدار چاپی قرار می‌دهیم.
2. قوانین طراحی (مانند فاصله بین پدها، عرض خطوط، پلان‌ها و …) را تعیین می‌کنیم³.

• ردیابی (Routing):

1. اتصالات بین قطعات را با استفاده از مسیرکشی (ردیابی) انجام می‌دهیم.
2. بهینه‌سازی مسیرها برای کاهش نویز و افزایش کارایی مدار.

• تنظیمات نهایی (Finalization):

1. اندازه برد، لایه‌ها، پدها و سایر جزئیات را تنظیم می‌کنیم.
2. قوانین طراحی را بررسی و اعمال می‌کنیم.

مفاهیم پیشرفته در طراحی PCB

در این قسمت، به مفاهیم پیشرفته‌تر در طراحی برد مدار چاپی می‌پردازیم:

1. مدارهای چند لایه (Multilayer PCBs):

   • برخی مدارها نیاز به اتصالات پیچیده‌تر دارند. در این موارد، از بردهای چند لایه استفاده می‌شود.
   • لایه‌های مختلف برد، اتصالات را بهبود می‌بخشند و از تداخل‌های الکترومغناطیسی جلوگیری می‌کنند.

1. پلان‌ها (Planes):

   • پلان‌ها (لایه‌های مسی کامل) در PCB‌ها برای انتقال برق، اتصال به زمین، و کاهش نویز استفاده می‌شوند.
   • پلان‌ها به عنوان پدهای بزرگ عمل می‌کنند و اتصالات را بهبود می‌بخشند.

1. مدارهای RF (Radio Frequency):

   • در مدارهای RF، تداخل‌های الکترومغناطیسی و تأثیرات فرکانس بالا مهم هستند.
   • طراحی PCB‌های RF نیازمند دقت بالا در مسیرکشی و انتخاب مواد است.

1. مدارهای با قطعات BGA (Ball Grid Array):

   • قطعات BGA دارای پین‌های کروی در زیر قرار دارند.
   • طراحی PCB برای قطعات BGA نیازمند توجه به تعداد پین‌ها، فاصله‌ها و ابعاد است.

1. مدارهای با ابعاد کوچک (Miniaturization):

   • در دنیای الکترونیک، ابعاد کوچک و وزن سبک مهم هستند.
   • طراحی PCB برای دستگاه‌های مینیاتوری نیازمند بهینه‌سازی مسیرها و کاهش ابعاد است.

برای اطلاع بیشتر و اشنایی با قطعات الکترونیکی اینجا کلیک کنید