طراحی و ساخت بردهای چندلایه

طراحی یک برد چند لایه و به طور معمول سرعت بالای الکترونیکی، بر پایه یک طرح اولیه ارائه شده مخابراتی یا پردازشی یا … انجام می شود. این طرح به طور معمول خواسته مفهومی است که کارفرما یا طراح سیستم در نظر داشته و ارائه می دهد. سپس با توجه به این طرح، طراحی اولیه فایلهای شماتیک و PCB برد طراحی می شوند. پس از مرحله انطباق بر طراحی خواسته شده اولیه که می تواند بر پایه یک متن پیوست یا یک بلوک دیاگرام باشد، فایلهای نهایی برای رسیدن به مرحله ساخت استخراج و مراحل بعدی طی می شوند. این فایلها شامل فایل لیست قطعات(Bill Of Material)، فایلهای مربوط به نقشه های مونتاژ که می توانند در قالب PDF باشند، فایلهای اکسل خرید قطعات و فایلهای Gerber مربوط به ساخت برد که برای کارخانه سازنده ارسال می شوند باشند. در مورد فایلهای Gerber، لازم به ذکر است که این مجموعه فایل، جایگزین مناسبی برای اصل فایل طراحی شده PCB هستند که هم رازداری طرح برد پروژه شما را حفظ می کنند و همچنین امکان بروز خطاهای احتمالی را از بین می برند؛ در عین حال ولی هنوز ارسال اصل فایل PCB برای سازنده در زمانی که این دو مورد چندان از درجه اهمیت بالایی برخوردار نیستند معتبر است.

پس از خرید قطعات برد مطابق با BOM مورد بحث و همچنین ساخت برد توسط سازنده، نوبت به اسمبلی و مونتاژ قطعات روی برد مدار چاپی مطابق با نقشه های مونتاژ و فایل BOM می رسد. در این مرحله، بهتر است ابتدا بردی که لازم است مونتاژ روی آن صورت پذیرد، بررسی چشمی اولیه شود تا مشکلات ساخت یا مشکلات بوجود آمده در مسیر حمل برد یا شکستگی های اتفاقی و… در آن وجود نداشته باشد. سپس لازم است تا قطعات خریداری شده نیز، با توجه به تعداد بردی که قرار است مونتاژ شود و همچنین تعداد قطعه مورد نیاز در هر برد، تفکیک، برچسب گذاری و تا حد امکان منظم شوند و نهایتا این مجموعه تفکیک شده قطعات، به همراه اصل برد یا بردها و همچنین نقشه های راهنمایی که مونتاژکار بتواند مطابق آنها کار لازم را با سرعت و دقت بالایی پیش ببرد، در اختیار مونتاژکار قرار گیرد. این نقشه های راهنما می توانند در قالب نقشه های PDF یا فایلهای اصلی PCB باشند؛ اگر چه بهتر است از نقشه های مونتاژ تفکیک شده برای این منظور بهره گیری شود.

پس از اسمبل شدن کامل برد الکترونیکی، ابتدا لازم است تا یک بررسی چشمی پس از مونتاژ انجام شود تا از خطاهای احتمالی مونتاژ که با چشم قابل مشاهده هستند، جلوگیری شود. پس از آن و در صورت نبود مشکل اولیه، مراحل Board Bring-up و تستهای اولیه بلوکی و سپس تجمیعی صورت میگیرد تا اطمینان حاصل شود، عملکرد ناقص یک بخش تاثیر نامطلوبی روی عملکرد دیگر بخشها نخواهد گذاشت. پس از راه اندازی اولیه سخت افزار نیز نوبت به پیاده سازی میان افزارها و تست عمکردهای کلی مورد انتظار به کمک پردازش مشترک سخت افزار و میان افزار می رسد و نهایتا برد الکترونیکی به مرحله تستهای ساختاری و عملکردی وارد می شود. به طور معمول، یک سامانه شامل یک یا چند عدد برد الکترونیکی خواهد بود که به کمک روند یاد شده برای هر یک، نهایتا به کمک رابطها و کانکتورها و کابلها به هم متصل می شوند، داخل یک جعبه(Box) یا نگهدارنده(Holder) یا سابرک(Subrack) قرار می گیرند و سپس تستهای کلی و تحویل نهایی انجام می شود.