כשאתם מתכננים לוח מעגל מודפס (PCB), הצעד הראשון והחשוב ביותר הוא יצירת הסכימה (Schematic).
סכימה ברורה ומדויקת מבטיחה ייצור והרכבה קלים; סכימה מבלבלת מסכנת את כל השלבים הבאים.
המדריך הזה מסביר מהי סכימת PCB, איך לצייר אותה נכון, ואיך היא מתחברת לקבצי הייצור בפועל, כמו Gerber.
מהי סכימת PCB ולמה היא חשובה?
סכימת PCB היא ייצוג חזותי של מעגל אלקטרוני. היא מציגה כיצד רכיבים—כמו נגדים, קבלים, שבבי IC ומחברים—מחוברים ביניהם דרך אותות או רשתות (nets).
חשבו עליה כמפת דרכים: היא עדיין לא מראה את פריסת הלוח הפיזית, אבל מגדירה את כל ההיגיון החשמלי והקשרים.
מהסכימה נגזרים שלושה פלטים קריטיים:
- Netlist – מגדיר כיצד הרכיבים מחוברים.
- BOM (Bill of Materials) – רשימת כל החלקים והכמויות.
- Reference Designators – סימונים כמו R1, C5, U2 שמקשרים בין הסכימה, הפריסה וההרכבה.
בלי סכימה תקינה אין פריסת PCB נכונה, אין ייצור איכותי, וקשה לבצע איתור תקלות.
PCB לעומת PCBA: להבין את ההבדל עוד לפני שמתחילים
רבים מבלבלים בין PCB ל-PCBA. הנה ההבדל בקצרה:
- PCB (Printed Circuit Board) – לוח חשוף ללא רכיבים.
קבצים נדרשים: קבצי Gerber, קבצי קידוח (Drill), ו-Stack-up. - PCBA (Printed Circuit Board Assembly) – לוח מורכב עם כל הרכיבים מולחמים.
קבצים נדרשים: BOM, קובץ Pick-and-Place, ושרטוט/הנחיות להרכבה.
PCB הוא בסיס הלוח—נחושת, למינציה וחורים.
PCBA הוא המוצר המוגמר לאחר הלחמת הרכיבים.
סמלים, תוויות ושמות רשתות: לשמור פשוט ועקבי
כדי שסכימה תהיה קריאה:
- Reference Designators: השתמשו בקידומות מקובלות (R לנגד, C לקבל, U ל-IC, J למחבר).
- שמות רשתות: סמנו אותות חשובים בבירור, כמו
VCC_3V3אוUSB_DP. - הזנות ומסגרת (GND): הגדירו סמלי הספק באופן חד-משמעי (VCC, GND, +5V וכו').
- הערות: הוסיפו הערות לרכיבים מיוחדים או לג'אמפרים.
עקביות מפחיתה טעויות בשלבי הפריסה וההרכבה.
כלי EDA נפוצים לציור סכימות
אפשר ליצור סכימות בעזרת מגוון כלי EDA. הפופולריים שבהם:
- Altium Designer – מקצועי ונפוץ בחברות גדולות.
- KiCad – חינמי וקוד פתוח, מצוין לחובבים ולעסקים קטנים.
- OrCAD / Cadence – נפוץ בארגונים ובפרויקטים מורכבים.
בחרו כלי שמתאים לגודל הצוות, לתקציב ולזרימת העבודה. הכי חשוב: ייצוא Netlist ו-BOM חלק, כי זה הגשר בין הסכימה לפריסת ה-PCB ולייצור.
איך לצייר סכימת PCB: שלב-אחר-שלב
1) להתחיל מדיאגרמת בלוקים פונקציונלית
לפני שמוסיפים חלקים, חלקו את התכנון לבלוקים—הזנת כוח, בקר, חיישנים, ממשקים וכו'. זה מסדר את הסכימה מהתחלה.
2) לבחור ולהוסיף רכיבים
בחרו רכיבים שעונים על הדרישות החשמליות והביצועיות. הוסיפו מאפיינים מרכזיים (מתח, זרם, סבילות) והצמידו מספרי חלק יצרן (MPN) אמיתיים.
3) לחבר את הרשתות
ציירו חוטים בין רגלי הרכיבים. השתמשו בשמות רשת ברורים כמו SCL, TX, VCC_5V. שמרו על זרימה משמאל לימין או מלמעלה למטה.
4) לבצע אנוטציה
הקצו אוטומטית סימונים (R1, R2, C1 וכו'). הוסיפו טקסטים ומיספור עמודים לניווט קל.
5) להריץ בדיקות ERC/DRC
השתמשו ב-ERC (Electrical Rule Check) כדי לאתר חיבורים חסרים, פינים לא מחוברים או קונפליקטים בהזנות. זה לוכד את רוב השגיאות הנפוצות.
6) לייצא BOM ו-Netlist
ייצאו את ה-BOM וה-Netlist. ודאו שלכל רכיב יש Footprint נכון וכל הפרמטרים מלאים, לפני שמעבירים לשלב הפריסה.
כך תתקבל סכימה לא רק תקינה תפקודית, אלא גם מוכנה לייצור.
מסכימה לפריסת PCB (Layout)
לאחר שהסכימה עוברת בדיקות, עוברים ליצור את פריסת ה-PCB.
הסכימה מעבירה את ה-Netlist לכלי הפריסה, שמגדיר כיצד כל Pad צריך להתחבר.
בשלב הזה סנכרון הנתונים קריטי:
- שינוי שם רכיב או חיבור? עדכנו קודם בסכימה.
- השתמשו בכלי ECO/סנכרון של התוכנה.
- בדקו שוב Footprints וכיווניות לפני ניתוב.
חוסר התאמה בין סכימה לפריסה הוא מקור נפוץ לטעויות ייצור.
מהו קובץ Gerber ואיך הוא קשור לסכימה?
בסיום הפריסה מייצאים קבצי Gerber—תקן הייצור שכל מפעל PCB משתמש בו.
לכל שכבה בלוח (נחושת, מסכת הלחמה, הדפס משי, קידוח, מכני) יש קובץ Gerber משלה.
יחד, הקבצים מגדירים איך הלוח מיוצר פיזית.
הסכימה לא נשלחת ישירות למפעל, אך משמשת כייחוס לבדיקה של:
- קוטביות וכיוון Pin 1.
- עקביות רשתות בין הסכימה לפריסה.
- נקודות בדיקה ונתיבי Debug.
רשימת בדיקה מהירה לפני שליחה לייצור:
- שכבות ה-Gerber תואמות ל-Stack-up.
- מסכת הלחמה והדפס המשי מיושרים היטב.
- כל הרשתות מחוברות בהתאם לסכימה.
- קוטביות וכיווניות תואמות ל-BOM.
- אין Footprints חסרים או סימונים שגויים.
חמש דקות בדיקה יכולות לחסוך ימים של עבודה חוזרת.
איך לקרוא סכימת PCB (מדריך מהיר לסוקרים)
גם אם לא אתם תכננתם את המעגל, תוכלו להבין אותו מהר בסדר הבא:
- לבדוק את בלוק הכותרת – שם הפרויקט, תאריך, ורוויזיה.
- להתחיל ב-דף ההזנות או דיאגרמת הבלוקים.
- לעקוב אחרי מסילות ההזנה וה-GND.
- לאתר את ה-IC/בקר הראשי ולעקוב אחרי כניסותיו ויציאותיו.
- לבדוק שעונים, איפוסים וקווי תקשורת (SPI, UART, USB וכו').
- לעבור על מעגלי הגנה (ESD, פיוזים, דיודות).
- לקרוא את המחברים ונקודות הבדיקה בשוליים.
כך מהנדסים, טכנאים וסוקרים מקבלים הקשר מהיר.
שאלות נפוצות
מה ההבדל בין סכימה לפריסת PCB?
סכימה מציגה חיבורים לוגיים; פריסה מציגה הולכת נחושת פיזית על הלוח.
מה פירוש “schematic diagram of PCB”?
זה פשוט שם נוסף ל-סכימת PCB—התרשים שמגדיר כיצד הלוח מחווט.
סיכום
יצירת סכימת PCB ברורה ומאורגנת היא הבסיס לכל תכנון אלקטרוני מוצלח.
כששומרים על שמות עקביים, סמלים נקיים ובדיקות ERC מסודרות—הסכימה זורמת בצורה חלקה לפריסה ולייצור.
מחפשים ייצור והרכבה אמינים—מהסכימה ועד מוצר עובד? FastTurnPCB כאן בשבילכם.
אנחנו מתמחים באבטיפוסי PCB מהירים ומדויקים ובשירות PCBA מלא—כדי להפוך את הסכימה שלכם למוצר איכותי ועובד.
