از فایل Gerber تا انتخاب کارخانه، قیمت و کنترل کیفیت؛ نوشتههایی که برای حل مسئله مهندس سختافزار ساخته شدهاند.
سوراخ کاستل (Castellated Hole) نیمسوراخ پلیتشده روی لبهی برد است که لبهی یک ماژول را به پد قابلملحیم برای اتصال به برد اصلی تبدیل میکند. قواعد طراحی، ابعاد حداقل، فرآیند ساخت و نکات مونتاژ ماژولهای قابل لحیمکاری را با جدول و مثال ببینید.
گلد فینگر PCB مجموعهای از پدهای لبه است که با طلای سخت آبکاری میشود تا برد مستقیم داخل سوکت کانکتور لبه وارد شود. ضخامت آبکاری، نیکل زیرین، زاویه Bevel و معیار پذیرش IPC-6012 را با جدول و مراحل ببینید.
خازن بایپس را هرچقدر به پایه تغذیه آیسی نزدیکتر بگذارید، اندوکتانس حلقه کمتر و نویز کمتر میشود. در این مقاله قاعده فاصله، ترتیب مقادیر معمول مثل ۱۰۰nF و ۱۰μF، و اشتباههایی را که حتی در بردهای حرفهای دیده میشود مرور میکنیم.
برد فلکسیبل از لایههای پلیایمید (PI) و مس نازک ساخته میشود و میتواند خم شود؛ ریجید-فلکس ترکیب بخش صلب FR-4 و بخش خمشونده است. در این راهنما ساختار لایهها، نقش Coverlay و Stiffener، قواعد شعاع خمش بر پایه IPC-2223 و فهرست اطلاعات لازم برای سفارش و استعلام را مرور میکنیم.
راهنمای کامل طراحی سیلک PCB؛ از شناسه قطعات و نشانگر پین ۱ تا حداقل ارتفاع متن، ضخامت خط، فاصله از پد لحیم و لیست موارد ممنوعه قبل از ارسال Gerber.
پوشش OSP، نقره غوطهوری (Immersion Silver) و قلع غوطهوری (Immersion Tin) سه پرداخت سطح رایج غیر ENIG/HASL هستند. در این راهنما ضخامت، ماندگاری، محدودیتهای مونتاژ و کاربرد هرکدام را مقایسه میکنیم و میگوییم هر پوشش برای چه بردهایی مناسب است.
پروفایل ریفلاو منحنی دما-زمان برد در کوره است؛ چهار ناحیه Preheat، Soak، Reflow و Cooling دارد. در این راهنما بازههای دمایی و زمانی لحیم بدون سرب SAC305، نقش هر ناحیه در شکلگیری عیوبی مثل سنگقبرشدن، گوی لحیم، حفره و Head-in-Pillow، و روش ساخت و اندازهگیری پروفایل را مرور میکنیم.
برد آلومینیومی یا MCPCB به بردی میگویند که بهجای هسته FR-4، پایهای از ورق آلومینیوم دارد و گرمای قطعات را از راه یک لایه دیالکتریک نازک به بدنه فلزی منتقل میکند. در این راهنما ساختار لایهها، اعداد واقعی رسانندگی حرارتی، تفاوت با برد مسی، قواعد طراحی برای LED و توان بالا و محدودیتهای ساخت را میبینید.
برد مس سنگین به بردی میگویند که لایههای مس آن ضخیمتر از حالت معمول باشد؛ صنعت PCB معمولا ۳ اونس و بالاتر را مس سنگین میداند. در این راهنما محدودیتهای اچ، قواعد طراحی جریان بالا، فرمول IPC-2221، کاربردهای توان بالا و نکاتی که قبل از سفارش باید در فایل و مشخصات ثبت کنید را میبینید.
آنولار رینگ حلقهٔ مسی دور سوراخ PCB است که عرض آن از نصف اختلاف قطر پد و سوراخ تمامشده به دست میآید. فرمول، حداقل رینگ بر پایهٔ IPC، تعریف پارگی رینگ (Breakout)، اثر تلورانس دریل و قواعد سازندهها را با جدول و چکلیست ببینید.
مسیریابی سیگنال پرسرعت یعنی کنترل تأخیر، امپدانس و جفتشدگی مسیرها: تطبیق طول با مارپیچ، فاصلهگذاری زوج دیفرانسیل، قانون 3W برای کاهش کراستاک و حفظ صفحه مرجع پیوسته. اعداد کاربردی و چکلیست پیش از ارسال Gerber را اینجا ببینید.
مسیر برگشت جریان یعنی مسیر بازگشت جریان سیگنال از صفحه زمین به منبع. جریان فرکانسبالا درست زیر ترک برمیگردد؛ شکاف و Split صفحه زمین این مسیر را قطع میکند و حلقه بزرگ، نویز و EMI میسازد. قواعد Split مجاز، پل تکنقطهای و Via دوخت را ببینید.
برای سفارش PCBA به سه مدرک هماهنگ نیاز دارید: فایل BOM با ستونهای دقیق و شناسه قطعه (MPN)، فایل جانمایی قطعات و نقشه مونتاژ. در این راهنما ستونهای ضروری BOM، قواعد نوشتن MPN، محتوای یک نقشه مونتاژ کامل و روش هماهنگسازی این مدارک با فایلهای ساخت برد را مرور میکنیم.
ترمال ریلیف یعنی اتصال پد به صفحه مس بزرگ با چند بازوی باریک مسی (Spoke) بهجای اتصال کامل. بدون آن، صفحه مس حرارت لحیمکاری را میکشد و اتصال سرد (Cold Joint) ساخته میشود. در این راهنما قواعد طراحی Spoke و Gap، اثر آن بر لحیمکاری موجی، ریفلاو و دستی، و مواردی که نباید از ترمال ریلیف استفاده کنید را بررسی میکنیم.
فایل pick and place یا Centroid فهرستی CSV از همه قطعات SMD برد است که به ماشین مونتاژ میگوید هر قطعه را دقیقاً کجا، با چه چرخشی و روی کدام سمت برد قرار دهد. ستونهای اصلی آن RefDes، مرکز X/Y، Rotation و Layer است. در این راهنما ساختار فایل، روش خروجی گرفتن از KiCad، Altium و Eagle و اشتباههای رایجی که باعث جابهجایی یا چرخش غلط قطعه میشود را بررسی میکنیم.
سازگاری الکترومغناطیسی PCB یعنی برد شما هم نویز کمی منتشر کند و هم در برابر نویز بیرونی مقاوم باشد. پاسخ کوتاه: بیش از نیمی از نتیجه EMC را چیدمان و لایهاوت تعیین میکند، نه فیلترهای آخر کار. قواعد سطح حلقه جریان، زونبندی آنالوگ/دیجیتال، فیلترگذاری ورودی و خروجی و شیلدینگ را با اعداد و مرجع ببینید.
طراحی برای تست یعنی از مرحله چیدمان و مسیریابی، دسترسی پروب به نتهای برد را پیشبینی کنید. این راهنما قواعد اندازه و فاصله تستپوینت، تفاوت فیکسچر ICT (Bed-of-Nails) و فلایینگ پروب، دسترسی یکطرفه، سوراخهای Tooling و نکات تستپذیری برای BGA را با عدد و جدول توضیح میدهد.
وقتی Pitch پدهای BGA زیر ۰.۸ میلیمتر میرود، دیگر جایی برای ویای کنار پد (Dog-bone) نمیماند؛ تنها راه، Via in Pad است: ویایی دقیقاً داخل پد که با اپوکسی پر، مسطح و با مس مسدود (Filled & Capped) میشود. در این راهنما هندسه فرار از BGA، قواعد هر Pitch، انواع حفاظت ویای IPC-4761 و استک میکروویا را با عدد و مثال بررسی میکنیم.
طراحی PCB RF یعنی انتخاب متریال و هندسهای که سیگنال فرکانسبالا را با کمترین تلفات و بازتاب منتقل کند. در این راهنما ضریب تلفات دیالکتریک (Df)، مقایسه عددی FR-4، Rogers RO4350B و PTFE، رابطه عرض ترک با امپدانس ۵۰ اهم، و تفاوت میکرواستریپ با استریپلاین را با دادههای واقعی مرور میکنیم.
فاصله خزشی کوتاهترین مسیر روی سطح عایق و فاصله هوایی کوتاهترین مسیر از راه هواست. جدول IPC-2221، درجه آلودگی، CTI و روشهای افزایش فاصله با شیار و برش را برای طراحی برد ولتاژ بالا ببینید.
شیار در PCB یک دهانه کشیده است که یا با مته آبکاریشده (PTH) ساخته میشود یا با فرز CNC بدون آبکاری (NPTH). گوشههای تیز در شیار و بریدگی با ابزار گرد ممکن نیست؛ حداقل عرض شیار، شعاع گوشه، فاصله از لبه و تلرانسها را با اعداد واقعی سازندهها ببینید.
استاندارد IPC-7351 اندازهٔ پد SMD را از تلرانسهای خود قطعه محاسبه میکند و سه سطح چگالی Most، Nominal و Least ارائه میدهد. در این راهنما فرمولهای Z، G و X، انتخاب سطح چگالی و اثر اندازهٔ پد بر سنگقبری شدن، بازرسی و کیفیت مفصل لحیم را بررسی میکنیم.
انتخاب متریال PCB یعنی انتخاب جنس لایهی عایق برد که روی Tg، Dk، Df و هزینهی ساخت اثر میگذارد. در این راهنما میآموزید چهوقت FR-4، High-Tg، Halogen-Free یا لامینیت فرکانس بالا را انتخاب کنید و جنس برد را با استاندارد IPC-4101 درست در سفارش ثبت کنید.
مارک فیدوشیال نقطه مرجع مسیِ دایرهای روی برد است که دوربین دستگاههای چاپ خمیر، مونتاژ و بازرسی برای تعیین دقیق موقعیت و زاویه برد از آن استفاده میکنند. در این راهنما انواع فیدوشیال (گلوبال، لوکال و پنل)، اندازه و شکل استاندارد، محل قرارگیری و قواعد DFM پیش از ارسال Gerber را یاد میگیرید تا بردِ مونتاژپذیر و پرارزش داشته باشید.
