• Schemaentwurf
Vor der Entwicklung einer Produktart muss ein Entwurfsschema erstellt, das Grundmodul der Schaltung geplant und der Schaltplan gezeichnet werden, was alles manuell durchgeführt werden kann. Anschließend wird ein einfaches Design als Beispiel verwendet, um den PCB-Designprozess zu veranschaulichen.
• Schaltplanentwurf
Alles beginnt mit einer Idee. Dann folgt das Schaltplan-Diagramm und schließlich das PCB-Design. Das Schaltplan-Design ist die Grundlage des PCB-Designs und steht in direktem Zusammenhang mit der Wirkung des PCB-Designs. Wenn also im Schaltplan ein Fehler auftritt, müssen zwangsläufig auch Fehler auf den Leiterplatten auftreten. Daher ist es von größter Bedeutung, die Richtigkeit und Genauigkeit des Schaltplan-Designs sicherzustellen.
• Erstellung eines schematischen Diagramms
1). Öffnen Sie Altium Designer und betreten Sie die Hauptoberfläche.
Klicken Sie gemäß der Priorität auf Datei>>Neu>>Projekt>>PCB-Projekt und erstellen Sie zunächst ein Engineering-Projekt, bevor Sie diese Datei speichern. Ein Vorteil der Erstellung einer Engineering-Datei besteht darin, dass Sie damit bequem Dateien wie Schaltplansymbol-Dateien (.schlib), PCB-Gehäusedateien (.pcblib), Schaltplandateien (.SCH) und PCB-Dateien (.PCB) verwalten können, die alle in der Engineering-Datei enthalten sind. Nach der Übersetzung und Bearbeitung des Schaltplans wird die Netzliste in das PCB übernommen, sodass Schaltplan und PCB als miteinander verknüpft gelten und eine interaktive Bearbeitung zwischen den Dateien möglich ist. Wenn sie sich nicht in derselben Engineering-Datei befinden, werden PCB und Schaltplan als unabhängig voneinander betrachtet und die Netzliste des Schaltplans wird nicht automatisch in die PCB-Datei übernommen. Wenn keine Engineering-Datei vorhanden ist, muss beim Einfügen der Netzliste in das PCB der Pfad zum Schaltplan gefunden werden. In gewissem Maße ist es also bequemer, eine Engineering-Datei zu erstellen.
2). Das Schaltbild erfolgt vollständig durch die Verbindung zwischen den Schaltsymbolen, daher sollten die Schaltsymbole zuerst erstellt werden.
Klicken Sie in der Engineering-Datei auf Datei>>Neu>>Bibliotheken>>Schaltplanbibliotheken und speichern Sie. Erstellen Sie im Schaltplandatei nacheinander die erforderlichen Schaltsymbole. Im Schaltkreis dieses Artikels sind Schalter, LEDs und Buchsen alle im Schaltkreis enthalten, und die Symbole dieser Komponenten sind in Altium Designer bereits vorhanden. Wenn Sie jedoch ein Design erstellen möchten, das vollständig mit Ihren Anforderungen kompatibel ist, ist es am besten, eine eigene Bibliothek zu erstellen. Tatsächlich verwenden nur wenige Ingenieure die integrierte Bibliothek. Im Prozess der Bibliothekserstellung müssen Sie die Spezifikationen der entsprechenden Komponenten finden, auf deren Grundlage Ihr Design die Korrektheit der Pinnamen und Markierungen wie Anode und Kathode einer LED oder der drei Anschlüsse eines Transistors gewährleisten kann.
3). Einrichtung der PCB-Verpackung.
Klicken Sie auf Datei>>Neu>>Bibliotheken>>PCB-Bibliotheken (.pcblib) und speichern Sie. Ob das PCB-Packaging gut etabliert ist, bestimmt die Herstellbarkeit von Leiterplatten. Abgesehen von der Übereinstimmung zwischen Anode und Kathode sowie den oben genannten Schaltplansymbolen sollten auch viele Details beachtet werden. Zum Beispiel muss dem QFP-Gehäuse besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, da die Spezifikationen normalerweise die Rückansicht angeben, sodass beim Erstellen des PCB-Gehäuses eine Spiegelung erfolgen muss. Andernfalls ist die erstellte Bibliothek spiegelverkehrt. Pads für Bauteile und die Größe der Durchkontaktierungen entsprechen ebenfalls den Prinzipien. Die Größe der Bauteil-Durchkontaktierungen hängt vom Durchmesser der Bauteilanschlüsse ab, während die Größe des Pads von der Größe der Durchkontaktierung abhängt.
Nehmen wir als Beispiel ein LED-Gehäuse, bei dem der Durchmesser der LED 3 mm beträgt, der Pinabstand 2,54 mm und der Durchmesser der Pins 0,6 mm. In der Benutzeroberfläche von PCB Libraries:
a. Platzierung der Elektroden
①. Via-Durchmesser des Pads = Durchmesser des Bauteilpins + 0,3 mm + 0,9 mm;
②. Das Pad ist als Kreis gestaltet. Sein Durchmesser = Pad-Via-Durchmesser 0,9 mm + 1,2 mm = 2,1 mm (in der Regel 1-seitige Platine + 1,2 mm, bei 2-seitiger + 1,0 mm);
③. Wenn SMT angewendet wird, wird das Pad normalerweise auf der obersten Schicht platziert;
④. Platzierungskoordinate: X (-1,27 mm) und Y (0);
⑤. Pad ist als 1 Pin definiert (Bezeichner ist als 1 definiert);
⑥. Das zweite Pad wird auf die gleiche Weise platziert, außer dass seine Platzierungskoordinate X (1,27 mm) und Y (0) ist und das Pad als 2-polig mit dem Bezeichner 2 ausgelegt ist.
Um die Fertigung zu erleichtern, wird der Ursprungspunkt im Bauteilpaket auf das Zentrum der Komponente gesetzt, weshalb die Koordinaten der oben genannten Pads jeweils 1,27 und -1,27 betragen.
b. Der Siebdruck wird direkt nach dem Platzieren der Pads gezeichnet.
c. Speichern und benennen Sie die Datei.
4). Wenn die Schaltplansymbole der Bauteile und das PCB-Gehäuse erstellt sind, folgt als nächstes die Verbindung zwischen den Schaltplansymbolen und dem PCB-Gehäuse.
Das PCB-Gehäuse muss in den Komponentenattributen mit den Schaltplansymbolen verbunden werden. Nach der Erstellung der Schaltplansymbolbibliotheken und der PCB-Gehäusebibliotheken müssen die entsprechenden Bibliotheken bearbeitet und übersetzt werden. Gleichzeitig überprüft Altium Designer die Informationen jeder Komponente und falls Fehler auftreten, wird automatisch ein Hinweisfenster eingeblendet.
5). Schematische Zeichnung.
Nach der Erstellung der Schaltsymbole und des PCB-Gehäuses wird mit dem Zeichnen des Schaltplans begonnen. Klicken Sie im Projektordner auf Datei>>Neu>>Schaltplan.
In der Schaltplan-Oberfläche wird ein A4-Zeichenblatt ausgewählt (tatsächlich kann je nach Projekt eine geeignete Zeichnung gewählt werden). Dann werden die vorhandenen Schaltplansymbole gesucht und nacheinander in die Schaltplan-Oberfläche eingefügt. Schließlich sollten die Pins durch elektrische Verbindungsleitungen verbunden werden.
Nachdem das Schaltbild fertiggestellt ist, können Fehler im Design automatisch überprüft werden. Klicken Sie im Schaltbild mit der rechten Maustaste auf das fertige Diagramm und wählen Sie im Popup-Menü „Dokument kompilieren ***.Schdoc“ aus.
• PCB-Fliegen-Ansiedlung
Klicken Sie in der Projektdatei auf Datei>>Neu>>PCB>>Speichern.
1). Zeichnen Sie den Rahmen des Leiterplattenlayouts, und die Größe kann entsprechend der Systemstruktur festgelegt werden.Auf Mechanical 1 ist der Leiterplattenrahmen gezeichnet. Im Beispiel dieses Artikels beträgt die Größe der Leiterplatte 62*55 mm.
2). Führen Sie die Komponenten ein.Komponenteninformationen im Schaltplan und in der Netzliste werden in die Leiterplatte übernommen. Klicken Sie auf Design >> "Update PCB Document ***.pcbDOC" >> "Validate Changes" und "Execute Changes".
3). Festlegung der Designregeln.In diesem Abschnitt werden die Linienbreite, der Abstand zwischen den Linien sowie die Linienbreite von Strom- und Erdungsleitungen festgelegt.
4). Layout. Ein gutes Layout ist die halbe Miete.Die Regeln, an die Sie sich beim Layout halten müssen, sollten Folgendes umfassen:
a. Positionslöcher sollten behoben werden.
b. Komponenten, die feste Positionen benötigen, sollten zuerst fixiert werden, um zu verhindern, dass sie beim Verschieben anderer Komponenten bewegt werden.
c. Das Layout sollte von groß nach klein und von schwierig nach einfach auf der Grundlage der Funktionsmodule durchgeführt werden.
5). Routing.Routing ist ein Prozess, bei dem Leiterbahnen und Durchkontaktierungen auf der Leiterplatte platziert werden, um Komponenten zu verbinden:
a. Interaktives Routing: Klicken Sie auf Platzieren>>Interaktives Routing, wobei sich der Cursor in ein Kreuz für das Routing verwandelt.
b. Automatische Leitung: Klicken Sie auf Auto Route>>All>>Route All. Dann beginnt die automatische Leitung.
6). Hinzufügen von Tröpfchenform und Kupferbeschichtunghilft, die mechanische Festigkeit zwischen Leitungen und Pad oder zwischen Durchkontaktierungen zu erhöhen.
Im Allgemeinen sollte nach dem Routen eine großflächige Kupferbeschichtung auf der Leiterplatte (PCB) aufgebracht werden. Üblicherweise wird die Kupferbeschichtung verwendet, um eine Verbindung mit den Masseleitungen herzustellen und die Fläche der Masseleitungen zu vergrößern, was dazu beiträgt, die Impedanz der Masseleitung zu verringern, um eine stabile Strom- und Signalübertragung zu gewährleisten.
7). DRC.
Klicken Sie auf Tools>>Design Rule Check. Über das Informationsfenster können Sie die Fehlerberichtsliste durchgehen, anhand derer Sie Ihr PCB-Design anpassen können. Anschließend wird die DRC durchgeführt, bis keine Fehler mehr auftreten.
