نکات کلیدی و جامع طراحی مدارچاپی

طراحی مدار هرچند ممکن است نیازمند طیف گسترده ای از دانش باشد اما این دانش نسبتا آسان است و صرفا نیازمند کمی حوصله است. در این آموزش به معرفی زنجیره ای از نکات کلیدی و مهم طراحی مدار می پردازیم که با رعایت آن ها می توانید مداری مناسب با کیفیت بالا طراحی کنید. آموزش زیر به صورت کلی برای تمامی نرم افزار های طراحی مدار است.

درک کلی از مدارچاپی

اولین و مهم ترین نکته ای که باید در طراحی مدارچاپی در نظر بگیرید این است که طراحی مدار بیشتر یک طراحی گرافیکی است تا یک طراحی صنعتی. هرچقدر که جنبه ی فنی یک مدار مهم است، جنبه ی ظاهری آن هم اهمیت دارد. لذا طراحی مدار نیازمند حوصله است و خلاقیت است حتی اگر مدار طراحی شده در معرض دید عموم نباشد. (مخفی شدن در قاب و …)

فرم اصلی مدارچاپی

دقت کنید مدارچاپی خام اکثرا به صورت ورق در ابعاد حدودی ۱۲۵ در ۱۰۵ سانتی متر یا به صورت حدودی ۱۲۰۰۰۰ سانتی متر مربع به فروش میرسید و تولید کنندگان مدارچاپی برای راحتی کار ورق را به مستطیل های کوچکتری با توجه به تجهیزاتشان تقسیم می کنند که شیت نام دارد. بنابراین نتیجه میگیریم که فرم اصلی یک مدار به شکل مستطیل است و هر چه این شکل متفاوت تر باشد میزان دور ریز مدار در زمان چیدن آنها در شیت به دلیل وجود فضای پِرتی بیشتر خواهد بود.

پس در صورتی که مدار به شکل مربع یا مستطیل باشد، میزان پرتی آن کمتر است و فضای شیت مدارچاپی به شکل مفیدتری استفاده می شود. علاوه بر این مدار های مستطیل شکل را میتوان با روشی به نام VCut برید که در مقایسه با برش CNC سریع تر و ارزان تر است. در نتیجه هزینه ی نهایی مدار کاهش پیدا می کند.

اما در صورتی که نیاز به شکل خاص باشد، برای مثال مثل مدار نقشه ی ایران، محدودیتی در شکل مدار وجود ندارد و با استفاده از دستگاه های CNC امکان برش هر شکلی وجود دارد. در این روش میزان قطر مته ی برش باید در نظر گرفته شود. (معمولا ۲ میلی متر)

همچنین تولید کنندگان از روش های ترکیبی نیز استفاده می کنند. به صورت مثال مدار مستطیل شکل با گوشه های گرد را در نظر بگیرید. خطوط صاف اطراف مدار را می توانیم با روش VCUT و گوشه های منحنی را با روش CNC برش دهیم تا شکل نهایی مدار به شکل مورد نظر صورت بگیرد. این روش از برش تمام CNC ارزان تر و سریع خواهد بود.

تعداد لایه های مدار

به صورت کلی مدار چاپی ها به صورت یک لایه، دولایه، چهارلایه و شش لایه هستند. زمانی که لایه حرف میزنیم صرفا در مورد لایه های مس مدار صحبت میکنیم اما از آنجایی که مدارچاپی دارای دو سطح است در هر طرف یک لایه محافظ (چاپ سولدر یا Solder Resist) و یک لایه محافظ نیز وجود دارد ولی از آنجایی که این لایه ها از جنس مس نیستند در شمارش محاسبه نمی گردند. ارزان ترین مدار، مدار یک لایه است که در یک طرف دارای لایه مس و در طرف دیگر خام است.

در صورتی که امکان طراحی صرفا روی یک لایه وجود دارد منطقی است تا مدار به صورت یک لایه طراحی شود تا هزینه ی تولید مدار کاهش یابد. اگر امکان طراحی مدار به صورت یک لایه با استفاده از چند جامپر وجود دارد نیز همچنان منطقی است بجای استفاده از مدار دولایه از مدار یک لایه با جامپر استفاده شود.

فرایند چاپ لایه های محافظ و راهنما دارای پروسه های جداگانه در زمان تولید هستند که به هزینه ی مدار اضافه میکنند اما از انجایی که مزایای این لایه ها بسیار زیاد است، طراحان از این لایه ها استفاده می کنند. همچنین امکان تبدیل لایه های راهنما (Overlay) به محافظ (Solder) در برخی نرم افزار های مثل Altium وجود دارد تا پروسه چاپ و هزینه ها یک مرحله کاهش یاد.

کمترین میزان کلیرنس و کمترین سایز تِرَک

یکی از مواردی که تاثیر چشمگیری در قیمت مدارچاپی دارد، کمترین میزان فاصله بین ترک ها و المنت های موجود در سطح مدار و کمترین سایز ترک در مدار است. به صورت کلی هر چه فاصله ی بین ترک های مدار و فاصله ی بین ترک ها تا پد ها و … بیشتر باشد و هر چه ترک های مدار زخیم تر باشد بهتر است و در زمان تولید مدارچاپی خطا را کاهش می دهد. لذا امکان استفاده از روش های ارزان تری در تولید مدار مانند چاپ سیلک وجود دارد در نتیجه هزینه نهایی مدار کاهش می یابد.

این آموزش در حال تکمیل شدن است…