5 עקרונות להשמת רכיבים ב-PCB
השמה של רכיבים על כרטיס אלקטרוני הוא שלב ראשוני ומכריע שישפיע על המשך תהליך העריכה, החיווט והייצור. כאשר ממקמים רכיבים על הכרטיס ישנם מספר דברים שכדאי להקפיד עליהם. לכן בפוסט הזה נדבר על 5 עקרונות מומלצים להשמת רכיבים בעריכת הכרטיס.
חשוב לציין שגם אם אתם מהנדסים שמתעסקים בשרטוט בלבד, עקרונות אלו יוכלו לעזור לכם משום שבכל מקרה תהיו מעורבים בעריכה ברמה מסוימת, בין אם זה במיקום ראשוני של רכיבים, הגדרת מגבלות בסכימה (שישפיעו על ההשמה הפיזית בעריכה) ובכלל בחינה של הכרטיס שלכם.
אז נעבור לעקרונות:
- מקמו את רכיבי הקצה כבר בהתחלה
רכיבים כמו, מחברים, שקעים, מתגים, USB, Ethernet וכו' נרצה לשים ראשונים בגלל העובדה שלרוב נקבל אילוצים מכניים שבלא מעט מקרים כמעט ולא ניתנים לשינוי, לכן לא נרצה להגיע למצב שביצענו השמה פנימית של רכיבים שישפיע בצורה כלשהי על רכיבים בעלי ממשק חיצוני. מעבר לכך, ברגע שנבצע את ההשמה לכל המחברים האלו, נוכל לנעול אותם ויהיה קל יותר לעבוד עם הרכיבים הפנימיים.
דוגמא להשמה של רכיבי קצה בתוך Motherboard שמוצג באלטיום
- אוריינטציההקפידו לבצע השמה של רכיבים דומים באותו כיוון שכן זה יעזור לחיווט יעיל יותר בהמשך. זה גם יעזור להבטיח תהליך הלחמה יעיל ללא בעיות במהלך תהליך ה- Reflow.בנוסף, פעולה זו תקל על היצרן לבצע השמה ולבדוק את כל הרכיבים שלכם במעגל.
השמה תקינה מצד ימין כאשר פדים מקבילים לאורך כיוון הגל ומצד שמאל השמה לא טובה
כאשר נרצה לאגד יחד מספר רכיבים על מנת לבצע זאת נוכל להגדיר Component Class ברמת הסכימה סביב רכיבים מאותו הסוג. באופן זה יהיה קל יותר לבצע השמה שלהם בעריכה. ההגדרה נעשית על ידי הוספת פרמטר שנקרא "ClassName" לרכיב ברמת הסכימה. כאשר הערך של אותו הפרמטר יהיה זהה לכל הרכיבים בסכימה, הם יתקבלו באופן אוטומטי בעריכה וכך יהיה ניתן לבחור אותם יחד. ניתן גם להגדיר ROOM מאותה הקבוצה וכך יהיה ניתן לעבוד איתן יותר בקלות ברמת העריכה.
- יותר מקום ל- Integrated Circuits – ICs
נסו להשאיר כמה שיותר מקום ל- ICs. הסיבה לכך נובעת מהעובדה ש- IC מכיל לרוב מספר רב מאוד של פינים ולכן אם לא תשאירו מספיק מקום יהיה קשה מאוד לבצע חיווט לאחר מכן. ניתן לבחון את ה- datasheet, להתייעץ עם היצרן או מהנדס אפליקציה על מנת לבחון כמה מקום מומלץ להשאיר. זו גם הסיבה שתרצו לבצע השמה של רכיב כזה כבר בשלבים הראשונים.
דוגמא לצפיפות של BGA שמכיל מעל 1500 פינים בתוך אלטיום
ניתן להגדיר Clearance לרכיב כזה ברמת הסכימה על ידי הוספה של חוק המגדיר מרחק מינימלי שיוגדר בין רכיב זה לרכיבים אחרים – Component Clearance. מעבר לכך ניתן גם להגדיר זאת בעריכה יחד עם ROOM.
- השאירו גישה נוחה לרכיבי בדיקה, חיווי וקונקטורים
רכיבים כמו לדים לחיווי, Test Points, Jumpers, Switches או רכיבים שניתנים לשינוי כמו פוטנציומטר לדוגמא, אלו רכיבים שנצטרך גישה אליהם גם אחרי שהכרטיס מוכן ולכן כדאי לתכנן מקום שיאפשר גישה נוחה לרכיבים אלו.
- תכננו את העריכה כמו השרטוט
נסו לבצע השמה של רכיבים בעריכה על פי מיקומם בסכימה. זה יעשה את תהליך ההשמה קל הרבה יותר ויעזור לבחון את הלוגיקה של המעגל גם כאשר אתם או כל אחד אחר ירצה לבחון את העריכה. מעבר לכך, זה גם יצמצם את אורך החיווט הנדרש בעריכה משום שרכיבים ימוקמו קרוב יותר אחד לשני (בהתבסס על הסכימה) ובכך יישאר יותר מקום במעגל לחיווט נוסף, משטחי אדמה, אובייקטים נוספים או כל שינוי שאולי נרצה לבצע בעתיד.
פעולה זו נעשית קלה יותר באמצעות כלי ה-Cross Probe אשר מאפשר בלחיצה להציג אובייקט בסכימה ולבצע השמה שלו בעריכה ב- 2D או ב- 3D. ניתן באופן פרקטי לעבוד עם שני מסכים כאשר אחד יציג את הסכימה והשני יציג את העריכה. במקרה שעובדים עם מסך אחד ניתן פשוט לפצל אותו לשניים.
הצגה של רכיב בעריכה ע"י בחירתו בסכימה באמצעות Cross Probe במסך מפוצל
אם יש לכם שאלות או עקרונות נוספים, נשמח שתרשמו אותם בתגובות.
