خط کش PCB یا خط کش مدارچاپی – نسخه B

معرفی و اطلاعات خط کش راهنمای طراحی مدارچاپی

خط کش مدارچاپی برای کمک به طراحان مدارچاپی آماده شده است و در این مقاله بخش های مختلف خط کش مدارچاپی و نحوه استفاده از آن شرح داده شده است.

مشخصات کلی

• ابعاد این خط کش مدارچاپی 15cm x 5cm می باشد.

• خط کش مدارچاپی در دو رنگ سبز (ساخت آریامدار) و بنفش (شرکت JLCPCB) عرضه شده است

مندرجات

در ادامه مندرجات خط کش مدارچاپی توضیح داده میشن یک یکشون!

خط کش به میلی متر

هم در پشت و هم روی خط کش PCB، درجه بندی به میلی متر در نوار بالای خط کش قابل مشاهده است و از صفر تا 150 میلی متر مدرج شده است. لازم به ذکر است که این درجه بندی بسیار دقیق و با دقت حدود 0.1mm می باشد. (با توجه به دقت بالای ساخت و عملیات etching)

خط کش به میلی اینچ

هم در پشت و هم روی خط کش PCB، درجه بندی به میلی اینچ در نوار پایین خط کش قابل مشاهده است و از صفر تا 5900mil مدرج شده است.

نمونه پهنای Track برای مسیرکشی

شاید برای طراح – خصوصا طراح های تازه کار – مهم باشد که به صورت چشمی بدانند پهنای مسیرکشی چقدر است تا درک درستی از این موضوع داشته باشند. این قسمت از خط کش مدارچاپی که در روی خط کش، سمت چپ آن می باشد برای این منظور است[1].

نمونه سایز via

در روی خط کش مدارچاپی، سمت چپ، نمونه سایز وایا آمده است که این هم بیشتر برای مقایسه چشمی است.[2]

نمونه سایز مناسب و استاندارد برای مارکاژ

این قسمت برای طراحان محترم، صد در صد جنبه ی اطلاعاتی و آموزشی دارد و به خوبی نشان می دهد از چه فونتی و با چه نسبتهایی از ارتفاع کاراکتر و پهنای نوشته در تنظیمات مارکاژ برای لایه های TopOverlay و BottomOverlay استفاده کنند. محل این اطلاعات، بر روی خط کش PCB، سمت چپ می باشد که در شکل 6 قابل مشاهده است (سمت راست سایز via به text size توجه کنید)

نمونه سایز پیچ

سایز پیچ های استاندارد برای نصب مدارچاپی در این قسمت قابل مشاهده است. برای آسان تر شدن فهم و استفاده از این سایزها توصیه می شود حتما کتابخانه ی استاندارد chilaboard[3] که در github[4] قابل دسترسی است داشته باشید تا به راحتی سوراخ نصب مناسب با سایز پیچ مورد نظر را بر روی مدارچاپی قرار دهید. برای استفاده از این نمونه سوراخهای روی خط کش مدارچاپی و فهمیدن سایز درست پیچ، کافی است نمونه پیچ خود را با کوچکترین سایز پیچ روی خط کش امتحان کنید و در صورت کوچک بودن، سایز بعدی را امتحان کنید. بدین ترتیب هر سوراخی که پیچ شما از آن عبور کرد، می شود سایز استاندارد پیچ شما و می توانید از کتابخانه، سوراخ نصب متناظر با آن را انتخاب کنید.

سوراخ های آبکاری شده

این قسمت به شما برای انتخاب سایز سوراخ پد قطعات غیر SMD و معمولی کمک می کند. کافی است پایه ی مورد نظر را از سوراخ ها عبور دهید، طبق معمول همیشه از کوچکترین سوراخ امتحان کنید و در صورت عدم عبور، سوراخ بزرگتر را انتخاب کنید، بدین ترتیب از هر سوراخی که به راحتی عبور کرد، همان سایز دقیق و درست سوراخ پد شما در طراحی فوت پرینت خواهد شد.

سایز خازن های تانتالیوم

اگر سایز خازن تانتالیوم SMD خود را نمی دانید، کافی است آن را بر روی مستطیل های مختلف این بخش قرار دهید، مستطیلی که خازن به درستی بر روی آن جای گرفت و از اطراف آن بیرون نزد، سایز خازن شماست و به راحتی می توانید از کتابخانه رایگان chilaboard فوت پرینت آن را انتخاب کنید. خازنهای تانتالیوم در کتابخانه ی PASSIVE_SMD.pcblib قرار دارند و با C_TN_ نامشان آغاز می شود، مثلا C_TN_7343

سایز مقاومت های SMD

اگر مقاومتی که در دست دارید سایزش را نمی دانید با این قسمت امتحان کنید و سپس از کتابخانه chilaboard فوت پرینت آن را انتخاب کنید. مقاومت های SMD در کتابخانه ی PASSIVE_SMD.pcblib قرار دارند و با R نامشان آغاز می شود، مثلا R2010

یک نکته ی خوب و کاربردی دیگر از این بخش، حداکثر توان تلفاتی قابل تحمل مقاومت است که کنار هر سایز نوشته شده و به شدت به شما در طراحی ها کمک خواهد کرد.

نکته ی دیگر این که سایز خازن های MLCC نیز از روی همین قسمت قابل بررسی است. در کتابخانه ی PASSIVE_SMD این خازن ها با C نامشان آغاز می شود، مثلا C0805

آی سی های پکیج QFP و QFN

در روی خط کش مدارچاپی، در قسمت مرکزی، چند نمونه فوت پرینت پکیج QFP و همینطور QFN قابل مشاهده است.

در کتابخانه ی IC_SMD_QUAD همه ی فوت پرینت های بسیار متنوع QFP که مطابق استاندارد Jedec با QFG نام گذاری آنها آغاز می شود، موجودند.

• فاصله ی مرکز به مرکز پایه قطعات pitch گفته می شود که در بیشتر آی سی های مرسوم و رایج، یا 0.8mm و 0.5mm است که در ادامه نامگذاری فوت پرینت با 50 و 80 مشخص می شوند. [5]
• یعنی آی سی QFP-32 که فاصله پایه آن 0.8mm باشد QFG80_32 نامگذاری شده است که 32 بعد از “_” نشانگر تعداد پایه ی آن است.
• برای اینکه بفهمید آی سی شما فاصله ی پایه اش کدام است کافی است پایه های یک طرف آی سی خود را بر روی 2 نمونه فوت پرینت این خط کش امتحان کنید و هر کدام که تطابق داشت، pitch پایه ی شما به دست آمده است. با توضیحاتی که درباره نامگذاری فوت پرینت ها داده شد، به راحتی می توانید فوت پرینت مورد نظر را در کتابخانه پیدا کنید.
• نام فوت پرینت آی سی های با پکیج QFN دقیقا با QFN آغاز می شود و بقیه توضیحات به همان ترتیب ادامه می یابد.

پکیج های SMD مرسوم برای انواع نیمه هادیها

در روی خط کش PCB، سمت راست، سایز انواع پکیج های SMD مربوط به نیمه هادی ها را مشاهده می کنید.

• پکیج های DPAK معمولا برای انواع دیود و ترانزیستور و حتی آی سی رگولاتور استفاده می شود، DPAK با TO هم شناخته می شوند. مثلا D2PAK همان TO-263 است.  پایه های این پکیج ها منهای پایه حرارتی بزرگ که در بالای آن قراردارد می تواند 2 یا 3 یا 5 یا 7 عدد باشد، ولی سایز و سرنام پکیج همین است.
• پکیج های با سر نام SM مثل SMB مربوط به انواع دیود است. (به پکیج های SMA و SMB و SMC به تر DO-214A,B,C هم می گویند، اگر روی هر فوت پرینت در کتابخانه double click کنید نام های دیگر و توضیحات بیشتر را می بینید.)
• همینطور کادر SOD هم برای انواع دیود است، مانند SOD123 ، ضمنا بعضی پکیج ها چندین نام مرسوم دارند، مثل SOD-80 که به mini melf هم شناخته می شود و همینطور SOD-993 به mini melf هم شناخته می شود و همینطور SOD-993 که هم سایز DSN1006 است.
• پکیج های با نام PAK مثل LFPAK و WPAK هم معمولا برای ترانزیستورهای ماسفت شناخته شده اند که آن پایه بزرگ حرارتی، همان پایه Drain آی سی است.
• پکیج های SOT هم برای انواع دیود، ترانزیستور، آی سی رگولاتور و حتی تقویت کننده به کار می روند. در زیر بعضی از این پکیج ها چندین نام دیگر آورده شده است که به اندازه ی همان نام درج شده در بالای پکیج شهرت دارند.
• برای آزمودن این که پکیج شما کدام SOP است، کافی است آی سی بر روی فوت پرینت های سمت راست خط کش، بگذارید و یکی یکی امتحان کنید. فاصله ی پایه ها و پهنای آی سی مهم است که با فوت پرینت های نمونه روی خط کش مدارچاپی به راحتی قابل یافتن است.
• در کتابخانه IC_SMD_DUAL پکیج SOP با نام SO_ آغاز می شود و نوع wide آن در انتهای نام با _W مشخص شده است. همینطور SSOP و TSSOP ها با SOG65_ مشخص شده اند و …

انواع کریستال و اسیلاتور SMD

در پشت خط کش PCB، سمت راست این بخش قابل مشاهده است.

• در خصوص نام گذاری هایی که با A آغاز می شوند مربوط به شرکت Abracon می شود که جزو مشهورترین و معتبرترین تولیدکننده های کریستال و اسیلاتور است. همینطور CS ها مربوط به Murata و آنهایی که با M آغاز می شوند متعلق به Epson که به دلیل شهرت و کاربرد فراوانشان با نامگذاری این شرکتها آمده اند، مضاف بر اینکه اکثرا سایز قطعه هم در بالا یا پایین فوت پرینت درج شده است.

مقاومت های Axial و پکیج های TO

• در پشت خط کش مدارچاپی، در مرکز، سایز مقاومت های axial را می توانید با نمونه ای که در دست دارید امتحان کنید، همچنین توان هر مقاومت هم درج شده است که بسیار در طراحی کمک می کند.
• همینطور به راحتی می توانید نمونه دیود یا ترانزیستور خود را بر روی TO های واقع در سمت چپ خط کش امتحان کنید.

تبدیل واحد

در پشت خط کش PCB، پایین سمت چپ (شکل 14) یک فرمول بسیار آسان برای تبدیل میلی متر به mil و بالعکس را می بینید.

علائم گرافیکی

در پشت خط کش مدارچاپی، بالا سمت چپ (شکل 14) علائم رایج گرافیکی که بر روی بردهای مدارچاپی استفاده می شود قابل مشاهده است. این علائم هم در کتابخانه ی مربوطه قابل دسترسی است.

شمارنده نوار SMD

در قسمت بالایی پشت خط کش مدارچاپی، یک موضوع جدید افزوده شده است.

این مورد هم، پس از بازخوردهای خوب از سمت شما دوستان عزیز و بررسی های به عمل آمده، بسیار مفید به نظر می آمد و در نسخه جدید افزوده شد. روش استفاده از این بخش هم بسیار ساده است.

• در سمت راست فاصله یا pitch نوشته شده است که اشاره به فاصله مرکز به مرکز قطعات در نوار دارد. در تصویر بعدی اجزا یا اندازه بخش های مختلف یک نوار نشان داده شده است.

• طی بررسی های فراوان، گام (pitch) های 2 و 4 و 8 میلی متر متعلق به پر کاربردترین پکیج های از نوع SMD chip اعم از مقاومت، خازن MLCC ، سلف و حتی انواع نیمه هادی دو پایه (انواع دیود و LED ها) می باشد. گام 1mm هم داریم که در مقاله “نوار و قرقره SMD ” درباره اش توضیح دادم.
• به دلیل بلند و بالا بودن فهرست پکیج های متناسب با گام مورد نظر، آن فهرست را در اینجا آورده ایم، اما شما می توانید با استفاده از نوار مدرج میلی متری واقع در طرف روی خط کش، گام را اندازه بگیرید و بعد با ردیف مرتبط، قطعات خود را بشمرید.
• گام 2mm مربوط است به پکیج های 01005, 0201, 0402, 0508, 0603, 0805
• گام 4mm مربوط است به پکیج های 1005, 1008, 1010, 1020, 1206, 1210, 1808, 2010, 2512
• گام 8mm فقط مربوط است به پکیج های 1812 و 2225

سخن آخر

• این یک محصول ساده آموزشی-کاربردی بود که خدمت شما عزیزان معرفی شد. محصول کاربردی دیگری را قرار است به کمک چندی از دوستان آماده ی عرضه کنیم که آن هم کمک کوچکی باشد در کار شما که شمارش قطعات را بسیار آسان خواهد کرد، اما فعلا چون کار با تعلل های بسیاری همراه بوده است، از معرفی آن معذورم.
• امکان خرید خط کش مدارچاپی، پیش از این در دیجیکالا میسر بود که بنا به مشقت های ارسال خط کش به انبار دیجیکالا در حال حاضر غیر فعالش کردم، در حال حاضر خرید خط کش فقط از طریق آی دی مهدیار سلوکی در تلگرام امکان پذیر است. اگر دوباره به دیجیکالا یا دیگر فروشگاه ها برگشتم، حتما از طریق کانال تلگرام چیلابرد اطلاع رسانی می کنم.
• برای یادگیری پکیج های قطعات، توصیه می کنم حتما در دوره صفر تا 100 آلتیوم بنده شرکت کنید. در این دوره نکات بسیار خوب و کاربردی برای طراحی مدارچاپی و رسم شماتیک از نقطه صفر تا حرفه ای شدن نسبی می آموزید. برای دسترسی به دوره های آموزشی بنده هم فعلا فقط از طریق آی دی مهدیار سلوکی در تلگرام پیگیری بفرمایید.

---

[1] لازم به ذکر است در این خط کش، کمترین عرض Track برابر با 0.15mm در نظر گرفته شده است که مربوط به محدودیتهای توانمندی سازنده است. سازنده هایی در دنیا هستند که تا پهنای 0.075mm را می توانند با کیفیت قابل قبول بسازند.

[2] لازم به ذکر است در این خط کش حداقل سایز سوراخ via برابر با 0.2mm در نظرگرفته شده است که این مورد هم وابسته به محدودیت ها و توانمندی سازنده است. در دنیا سازندگانی وجود دارند که می توانند وایا با سایز 0.15mm هم در بردهای ضخیم بسازند و حتی با سایز 0.1mm وایای لیزری یا microvia ایجاد کنند.

[3] آدرس کانال تلگرام چیلابرد https://t.me/chilaboard

[4] آدرس کتابخانه گیت هاب https://github.com/chilaboard/Altium-Library

[5] آی سی های SMD_Quad ای هم با فاصله ی پایه 0.45mm یا 0.4mm یا 0.35mm هم ساخته می شوند که در کتابخانه، فوت پرینت آنها موجود است. اما به دلیل محدودیت های ساخت و فضای کم خط کش، از درج نمونه فوت پرینت آنها منصرف شدیم، مضاف بر اینکه پایه های با این کمی pitch تشخیص درستشان به صورت چشمی بسیار سخت و گاه ناممکن می شود!