PCB, singkatan bagi Printed Circuit Board, dihasilkan melalui teknologi percetakan elektronik dan bertanggungjawab untuk menyediakan sambungan elektrik bagi komponen. Rajah skematik ialah satu-satunya prinsip yang mesti dipatuhi dalam reka bentuk PCB, yang menentukan bilangan lapisan PCB mengikut kerumitan rajah skematik dan saiz PCB bagi akhirnya melaksanakan fungsi berkaitan yang ditetapkan oleh pereka litar. Dari segi bilangan lapisan, PCB boleh dikelaskan kepada PCB satu lapisan, dua lapisan, empat lapisan, enam lapisan dan jenis PCB berbilang lapisan yang lain. Dengan perkembangan teknologi elektronik, PCB telah digunakan secara meluas dalam semua bidang dan ia terdapat hampir pada setiap peranti elektronik.
• Reka bentuk skim
Sebelum mereka bentuk sesuatu jenis produk, reka bentuk skema perlu dijalankan, modul asas litar dirancang, dan rajah litar dilukis, yang kesemuanya boleh disiapkan secara manual. Kemudian satu reka bentuk ringkas akan digunakan sebagai contoh untuk menunjukkan proses reka bentuk PCB.
• Reka bentuk skematik litar
Segala-galanya bermula dengan satu idea. Kemudian datanglah rajah skematik litar dan akhirnya reka bentuk PCB. Reka bentuk rajah skematik ialah asas kepada reka bentuk PCB, berkait rapat dengan kesan reka bentuk PCB sehingga jika berlaku sebarang kesilapan dalam rajah skematik, beberapa kesilapan pasti akan berlaku pada PCB. Oleh itu, perkara yang paling utama ialah memastikan ketepatan dan ketelitian reka bentuk rajah skematik.
• Penubuhan rajah skematik
1). Buka Altium Designer dan masuk ke antara muka utama.
Mengikut keutamaan, klik File>>New>>Project>>PCB Project dan lengkapkan penubuhan kejuruteraan sebelum menyimpan fail ini. Salah satu kelebihan penubuhan fail kejuruteraan ialah ia memudahkan anda mengurus fail termasuk fail simbol rajah skematik (.schlib), fail pembungkusan PCB (.pcblib), fail rajah skematik (.SCH) dan fail PCB (.PCB) yang semuanya terkandung dalam fail kejuruteraan. Selepas penterjemahan dan penyuntingan rajah skematik, senarai rangkaian akan dibawa masuk ke PCB supaya rajah skematik dan PCB dianggap berkorelasi dan operasi interaktif boleh dijalankan antara fail. Jika ia tidak diletakkan dalam fail kejuruteraan yang sama, PCB dan rajah skematik akan dianggap bebas antara satu sama lain dan senarai rangkaian rajah skematik tidak akan dibawa masuk secara automatik ke dalam fail PCB. Jika tiada fail kejuruteraan, laluan ke rajah skematik perlu dicari dalam proses membawa masuk senarai rangkaian ke PCB. Pada tahap tertentu, adalah lebih mudah untuk menubuhkan fail kejuruteraan.
2). Rajah skematik adalah sambungan sepenuhnya melalui sambungan antara simbol skematik, jadi simbol rajah skematik harus ditetapkan terlebih dahulu.
Dalam fail kejuruteraan, klik File>>New>>Libraries>>Schematic Libraries dan simpan. Semasa berada dalam fail rajah skematik, bina simbol skematik yang diperlukan secara teratur. Dalam litar bagi artikel ini, suis, LED dan soket semuanya terkandung dalam litar dan simbol komponen ini telah disediakan dalam Altium Designer. Namun, jika anda ingin membangunkan reka bentuk yang benar-benar serasi dengan keperluan anda, adalah lebih baik untuk membina pustaka anda sendiri. Sebenarnya, hanya segelintir jurutera menggunakan pustaka terbina dalam. Dalam proses pembinaan pustaka, anda perlu mencari spesifikasi komponen yang sepadan, berdasarkan mana reka bentuk anda akan dapat memastikan ketepatan nama pin dan tanda seperti anod dan katod LED atau tiga terminal transistor.
3). Penubuhan pembungkusan PCB.
Klik File>>New>>Libraries>>PCB Libraries (.pcblib) dan simpan. Sama ada pembungkusan PCB ditetapkan dengan baik menentukan kebolehbuatan PCB. Selain daripada padanan antara anod dan katod serta simbol skematik yang disebutkan di atas, banyak perincian lain juga perlu diberi tumpuan. Sebagai contoh, perhatian yang besar perlu diberikan kepada pakej QFP kerana spesifikasi biasanya menyediakan pandangan belakang, jadi ia perlu melalui proses pengimejan semasa pembinaan pakej PCB. Jika tidak, pustaka yang dibina akan menjadi terbalik. Pad untuk komponen dan saiz via juga mematuhi prinsip. Saiz via komponen bergantung pada diameter pin komponen manakala saiz pad bergantung pada saiz via.
Mari kita ambil contoh pakej LED di mana diameter LED ialah 3mm, jarak pin 2.54mm dan diameter pin 0.6mm. Dalam antara muka PCB Libraries:
a. Penempatan pad
①. Diameter via pad = diameter pin komponen + 0.3mm + 0.9mm;
②. Pad direka bentuk sebagai bulatan. Diameternya = diameter via pad 0.9mm + 1.2mm = 2.1mm (umumnya papan 1-sisi + 1.2mm manakala 2-sisi + 1.0mm);
③. Jika SMT digunakan, pad biasanya diletakkan pada lapisan atas;
④. Koordinat penempatan: X (-1.27mm) dan Y (0);
⑤. Pad ditakrifkan sebagai 1 pin (Penanda ditakrifkan sebagai 1);
⑥. Pad kedua diletakkan dengan kaedah yang sama kecuali bahawa koordinat peletakannya ialah X (1.27mm) dan Y (0) dan pad direka bentuk sebagai 2 pin dengan penanda ditakrifkan sebagai 2.
Untuk memudahkan pembuatan, titik asal ditetapkan sebagai pusat komponen dalam pakej komponen, sebab itulah koordinat pad yang disebutkan di atas masing-masing ialah 1.27 dan -1.27.
b. Silkscreen dilukis sejurus selepas peletakan pad.
c. Simpan dan namakan fail tersebut.
4). Apabila simbol skematik komponen dan pakej PCB telah ditetapkan, langkah seterusnya ialah menyambungkan antara simbol skematik dan pakej PCB.
Pakej PCB perlu disambungkan dengan simbol skematik dalam atribut komponen. Selepas penubuhan pustaka simbol skematik dan pustaka pakej PCB, pustaka yang sepadan perlu disunting dan ditukar. Pada masa yang sama, Altium Designer akan menyemak maklumat setiap komponen dan jika ralat berlaku, tetingkap petunjuk akan dipaparkan secara automatik.
5). Lukisan skematik.
Selepas penetapan simbol skematik dan pakej PCB, lukisan skematik mula dilakukan. Dalam fail projek, klik File>>New>>Schematic.
Dalam antara muka skematik, lukisan A4 dipilih (Sebenarnya, lukisan yang sesuai boleh dipilih mengikut projek anda). Kemudian, cari simbol skematik yang telah ditetapkan dan letakkannya satu demi satu dalam antara muka skematik. Akhir sekali, pin perlu disambungkan melalui garisan sambungan elektrik.
Setelah rajah skematik siap, ralat dalam reka bentuk boleh diperiksa secara automatik. Pada rajah skematik, klik kanan rajah yang telah siap dan pilih "compile document ***.Schdoc" dalam menu timbul.
• Penubuhan lalat PCB
Dalam fail projek, klik Fail>>Baru>>PCB>>simpan.
1). Lukis bingkai helaian PCB dan saiznya boleh ditetapkan mengikut struktur sistem.Pada Mechanical 1, bingkai helaian PCB dilukis. Dalam contoh dalam artikel ini, saiz PCB ialah 62*55mm.
2). Masukkan komponen utama.Maklumat komponen dalam rajah skematik dan senarai rangkaian dibawa masuk ke PCB. Klik Design >> "Update PCB Document ***.pcbDOC" >> "Validate Changes" dan "Execute Changes".
3). Tetapan peraturan reka bentuk.Dalam bahagian ini, lebar garisan, jarak antara garisan, lebar garisan talian kuasa dan talian bumi ditetapkan.
4). Susun atur. Susun atur yang baik adalah separuh daripada kerja yang telah siap.Peraturan yang perlu anda patuhi dalam susun atur hendaklah merangkumi:
a. Lubang penentududukan perlu dibaiki.
b. Komponen yang memerlukan lokasi tetap harus dipasang terlebih dahulu supaya ia tidak dialihkan apabila mengalihkan komponen lain.
c. Susun atur hendaklah dilakukan daripada besar ke kecil, daripada sukar ke mudah berdasarkan modul fungsi.
5). Penghalaan.Penghalaan ialah satu proses di mana garisan dan via diletakkan pada PCB untuk menyambungkan komponen:
a. Penghalaan interaktif: Klik Place>>Interactive Routing dengan kursor bertukar menjadi tanda silang untuk penghalaan.
b. Penghalaan automatik: Klik Auto Route>>All>>Route All. Kemudian penghalaan automatik akan bermula.
6). Menambah bentuk titisan air mata dan salutan kuprummembantu menguatkan kekuatan mekanikal antara pin dan pad atau antara via lubang tembus.
Secara umumnya, salutan kuprum kawasan besar hendaklah dilaksanakan pada PCB selepas pendawaian siap. Lazimnya, salutan kuprum digunakan untuk disambungkan dengan talian bumi dan menambah keluasan talian bumi, yang bermanfaat untuk mengurangkan impedans talian bumi bagi memastikan penghantaran kuasa dan isyarat lebih stabil.
7). DRC.
Klik Tools>>Design Rule Check. Melalui papan maklumat, anda boleh menyemak senarai laporan ralat yang membolehkan anda mengubah suai reka bentuk PCB anda, selepas itu DRC dijalankan sehingga tiada ralat berlaku.
