Een richtlijn van schematisch tot PCB-ontwerp op basis van Altium Designer

PCB, een afkorting voor Printed Circuit Board, wordt vervaardigd door elektronische printtechnologie en is verantwoordelijk voor de elektrische aansluiting van componenten. Schematisch diagram is het enige principe waar PCB-ontwerp zich aan moet houden, het bepalen van het aantal lagen PCB op basis van de complexiteit van het schematische diagram en de PCB-grootte om uiteindelijk de functies te implementeren die zijn ingesteld door circuitontwerpers. Wat het aantal lagen betreft, kunnen PCB's worden ingedeeld in enkellaags, dubbellaags, vierlaags, zeslaags en andere soorten PCB's met meerdere lagen. Met de ontwikkeling van elektronische technologie zijn PCB's op alle gebieden op grote schaal toegepast en worden ze in bijna elk elektronisch apparaat geplant.

Er zijn veel soorten PCB-ontwerpsoftware met hun eigen voor- en nadelen en in dit artikel wordt Altium Designer toegepast in het proces van schematisch diagramontwerp tot het genereren van PCB-ontwerpbestanden.

Ontwerpproces

• Schema ontwerp

Voorafgaand aan het ontwerp van een type product moet een schemaontwerp worden uitgevoerd, een basismodule van het circuit worden gepland, een schakelschema worden getekend, dit alles kan handmatig worden voltooid. Vervolgens wordt een eenvoudig ontwerp toegepast als voorbeeld om het PCB-ontwerpproces aan te geven.

• Schema ontwerp schakeling

Alles begint met een idee. Dan komt het schakelschema en ten slotte komt het PCB-ontwerp. Schematisch diagramontwerp is de basis van PCB-ontwerp, gecorreleerd met effect van PCB-ontwerp, zodat als er iets misgaat in het schematische diagram, er fouten moeten worden gemaakt in PCB's. Daarom is het eerst en vooral om de juistheid en nauwkeurigheid van het ontwerp van schematische diagrammen te bepalen.

• Schematisch diagram opstellen

1). Open Altium Designer en ga naar de hoofdinterface.

Afhankelijk van de prioriteit, klikt u op Bestand>>Nieuw>>Project>>PCB-project en voltooit u een ingenieursopleiding voordat u dit bestand opslaat. Een voordeel van het opstellen van technische bestanden is dat het handig voor u is om bestanden te beheren, waaronder symboolbestanden voor schema's (.schlib), PCB-verpakkingsbestand (.pcblib), schemabestand (.SCH) en PCB-bestand (.PCB) die zijn allemaal opgenomen in het engineeringdossier. Na vertaling en bewerking van het schema, wordt de nettolijst in PCB geleid, zodat het schema en de PCB als gecorreleerd worden beschouwd en interactieve bewerking tussen bestanden kan worden uitgevoerd. Als ze niet in hetzelfde technische bestand worden geplaatst, worden PCB's en schema's als onafhankelijk van elkaar beschouwd en wordt de netto-lijst met schema's niet automatisch in het PCB-bestand geleid. Als er geen engineeringbestand is, moet het pad naar het schematische diagram worden gevonden in het proces van de leidende netlijst in PCB. Tot op zekere hoogte is het handiger om een ​​technisch dossier op te stellen.

2). Schematisch diagram is volledig door verbinding tussen schematische symbolen, dus schematische diagramsymbolen moeten eerst worden vastgesteld.

Klik in het engineeringbestand op Bestand>>Nieuw>>Bibliotheken>>Schematische bibliotheken en sla op. Stel in een schematisch diagrambestand de vereiste schematische symbolen ordelijk vast. In het circuit van dit artikel zijn schakelaar, LED's en stopcontact allemaal opgenomen in het circuit en symbolen van deze componenten zijn behouden in Altium Designer. Als u echter een ontwerp wilt maken dat volledig compatibel is met uw vereisten, kunt u het beste een eigen bibliotheek opzetten. In feite gebruiken maar weinig ingenieurs de ingebouwde bibliotheek. Tijdens het opzetten van de bibliotheek moet u specificaties van overeenkomstige componenten vinden op basis waarvan uw ontwerp in staat zal zijn de juiste pinnamen en -markeringen te garanderen, zoals anode en kathode van een LED of drie terminals van een transistor.

3). PCB-verpakkingsinrichting.

Klik op Bestand>>Nieuw>>Bibliotheken>>PCB-bibliotheken (.pcblib) en sla op. Of PCB-verpakkingen goed ingeburgerd zijn, bepaalt de maakbaarheid van PCB's. Afgezien van de afstemming tussen anode en kathode en hierboven genoemde schematische symbolen, moeten ook veel details worden gefocust. Er moet bijvoorbeeld veel aandacht worden besteed aan het QFP-pakket, omdat de specificaties meestal een achteraanzicht bieden, dus het moet beeldvorming doorstaan ​​​​tijdens het opzetten van het PCB-pakket. Anders is de gevestigde bibliotheek het tegenovergestelde. Pad voor componenten en grootte van via voldoen ook aan principes. Grootte van componentvia's hangt af van de diameter van componentpinnen, terwijl die van pad van de grootte van via.

Laten we een voorbeeld van een LED-pakket nemen waarin de diameter van de LED 3 mm is, de speldenafstand 2,54 mm en de diameter van de pennen 0,6 mm. In de interface van PCB-bibliotheken:

a. Padplaatsing
①. Via diameter van pad =diameter van componentpen + 0,3 mm + 0,9 mm;
②. Pad is ontworpen als een cirkel. De diameter =pad via diameter 0,9 mm + 1,2 mm =2,1 mm (over het algemeen 1-zijdig bord + 1,2 mm terwijl 2-zijdig + 1,0 mm);
③. Als SMT wordt toegepast, wordt pad meestal op de toplaag geplaatst;
④. Plaatsingscoördinaat:X (-1,27 mm) en Y (0);
⑤. Pad is gedefinieerd als 1 pin (Designator is gedefinieerd als 1);
⑥. De tweede pad wordt met dezelfde methode geplaatst, behalve dat de plaatsingscoördinaat X (1,27 mm) en Y (0) is en de pad is ontworpen als 2-pins met aanduiding gedefinieerd als 2.

Om de fabricage gemakkelijk te maken, is het originele punt ingesteld op het midden van de component in het componentenpakket, daarom zijn de coördinaten van de bovengenoemde pads respectievelijk 1,27 en - 1.27.

b. Zeefdruk wordt getekend net na het plaatsen van het kussen.

c. Sla het bestand op en geef het een naam.

4). Wanneer schematische symbolen van component en PCB-pakket tot stand zijn gebracht, komt de volgende verbinding tussen schematische symbolen en PCB-pakket.

PCB-pakket moet worden verbonden met schematische symbolen in componentattribuut. Na het opzetten van schematische symboolbibliotheken en PCB-pakketbibliotheken, moeten overeenkomstige bibliotheken worden bewerkt en vertaald. Ondertussen zal Altium Designer de informatie van elk onderdeel controleren en als er fouten optreden, verschijnt er automatisch een hintvenster.

5). Schematische tekening.

Na het opstellen van schematische symbolen en PCB-pakket, wordt begonnen met het tekenen van schema's. Klik in het projectbestand op Bestand>>Nieuw>>Schema.

In de interface van het schema wordt een A4-tekening opgehaald (eigenlijk kan een geschikte tekening worden gekozen op basis van uw project). Zoek vervolgens de gevestigde schematische symbolen en plaats ze één voor één in de schematische interface. Ten slotte moeten pinnen worden aangesloten via elektrische verbindingslijnen.

Als het schema is voltooid, kunnen fouten in het ontwerp automatisch worden gecontroleerd. Klik in het schematische diagram met de rechtermuisknop op het voltooide diagram en pak "document compileren ***.Schdoc" in het pop-upmenu.

• PCB vliegt vestiging

Klik in het projectbestand op Bestand>>Nieuw>>PCB>>opslaan.

1). Teken het plaatframe van PCB en de grootte ervan kan worden ingesteld volgens de systeemstructuur. Op Mechanisch 1 wordt een printplaatframe getekend. In het voorbeeld van dit artikel is de afmeting van de print 62*55 mm.

2). Componenten naar binnen leiden. Componentinformatie in schema en netlijst worden in PCB geleid. Klik op Design>>"Update PCB Document ***.pcbDOC">> "Validate Changes" en "Execute Changes".

3). Ontwerp regels instelling. In dit deel worden lijnbreedte, afstand tussen lijnen, lijnbreedte van hoogspanningslijnen en grondlijnen ingesteld.

4). Indeling. Een goede lay-out is het halve werk. De regels waaraan u zich moet houden in de lay-out moeten zijn:
a. Locatiegaten moeten worden gerepareerd.
b. Componenten die vaste locaties nodig hebben, moeten eerst worden vastgemaakt om te voorkomen dat ze worden verplaatst wanneer andere componenten worden verplaatst.
c. Lay-out moet worden uitgevoerd van groot naar klein, van moeilijk naar eenvoudig op basis van functiemodules.

5). Routering. Routing is een proces waarbij lijnen en via's op PCB's worden geplaatst om componenten te verbinden:
a. Interactieve routering:Klik op Plaats>>Interactieve routering met cursor omgezet in een kruis voor routering.
b. Automatische routering:Klik op Auto route>>Alle>>Alles routeren. Dan begint de automatische routering.

6). Het toevoegen van traan- en kopercoating helpt de mechanische intensiteit tussen leads en pad of tussen through-hole via's te versterken.

Over het algemeen moet een koperen coating met een groot oppervlak na het routeren op de PCB worden aangebracht. Gewoonlijk wordt kopercoating aangebracht om verbinding te maken met aardleidingen en het oppervlak van aardleidingen te vergroten, wat gunstig is voor het verminderen van de impedantie van de aardleiding om de stroom- en signaaloverdracht stabiel te maken.

7). DRC.

Klik op Extra>>Ontwerpregelcontrole. Via het informatiebord kunt u de lijst met foutenrapporten doorlopen op basis waarvan u uw PCB-ontwerp kunt wijzigen, waarna DRC wordt uitgevoerd totdat er geen fouten optreden.

Uitvoer PCB-bestanden

• Gerber-bestand:het wordt aan de PCB-fabrikant geleverd.
• Montageschema:dit bestand wordt als een bedieningshandleiding aan de werkplaats aangeboden.
• Componentcoördinaat:het wordt aan de werkplaats aangeboden voor automatische montage op de machine.
• BOM:deze wordt aangeboden aan de sourcingafdeling en de productieafdeling.
• Andere bestanden met een ander formaat indien nodig.

Ontwerp voltooid

Tot nu toe hebben we het hele PCB-ontwerp voltooid, van schematisch diagram tot uitvoer van PCB-bestanden. Dit artikel geeft een overzicht van dit proces en u zult meer details ontdekken in uw praktijk.

PCBCart is hier om u te helpen bij het vervaardigen van uw PCB's

Als een in China gevestigd PCB-huis met meer dan 10 jaar ervaring in de fabricage en assemblage van aangepaste PCB's, heeft PCBCart de mogelijkheden om bijna alle soorten printplaten te produceren. Hebt u PCB-ontwerpbestanden klaar voor productie? U kunt hier beginnen met het verkrijgen van de PCB-prijs.

Handige hulpbron:
• Zelfstudie PCB-ontwerp voor degenen die Altium Designer gebruiken
• Bestandsvereisten voor efficiënte PCB-productie
• Full-feature PCB-fabricageservice met meerdere opties met toegevoegde waarde
• Verminderen Prijs voor PCB-fabricage door een circuit te ontwerpen binnen de standaardmogelijkheden van PCBCart
• Gedetailleerde handleiding voor het genereren van offertes voor PCB-productieprojecten
• Behalve voor PCB-fabricage biedt PCBCart ook volledige kant-en-klare PCB-assemblageservice