Εκμάθηση διάταξης πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος Altium Designer: Από το σχηματικό στην τελική πλακέτα (Οδηγός βήμα προς βήμα)

Εισαγωγή

Καλώς ορίσατε σε αυτό το ολοκληρωμένο σεμινάριο διάταξης πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος Altium Designer. Αυτός ο οδηγός παρέχει πλήρεις οδηγίες βήμα προς βήμα για τη μετατροπή του ολοκληρωμένου σχηματικού σας σχεδίου σε μια επαγγελματική, έτοιμη για κατασκευή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος. Είτε σχεδιάζετε την πρώτη σας πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είτε βελτιώνετε τις δεξιότητές σας, αυτό το σεμινάριο καλύπτει κάθε βασικό στάδιο με πρακτικά, πρακτικά παραδείγματα.

Το Altium Designer είναι ένα βιομηχανικό πρότυπο λογισμικού σχεδιασμού PCB στο οποίο βασίζονται χιλιάδες μηχανικοί και εταιρείες παγκοσμίως. Τα ισχυρά χαρακτηριστικά του διευκολύνουν τον αποτελεσματικό σχεδιασμό, από απλές πλακέτες 2 στρώσεων έως σύνθετα συστήματα πολλαπλών στρώσεων. Αυτό το σεμινάριο εστιάζει σε μια πρακτική προσέγγιση χρησιμοποιώντας ένα πραγματικό έργο ρυθμιστή τάσης, διασφαλίζοντας ότι κατανοείτε τόσο τις διαδικασίες όσο και το σκεπτικό πίσω από κάθε απόφαση.

Διάταξη PCB
Διάταξη PCB

Τι θα μάθετε

Ολοκληρώνοντας αυτό το σεμινάριο, θα κατακτήσετε:

  • Ολοκληρωμένη ροή εργασίας διάταξης PCB από σχηματικά έως αρχεία κατασκευής
  • Εισαγωγή σχηματικών στον επεξεργαστή PCB χρησιμοποιώντας Εντολές Αλλαγής Μηχανικής (ECO)
  • Στρατηγική τοποθέτηση εξαρτημάτων για βέλτιστη δρομολόγηση και ακεραιότητα σήματος
  • Διαμόρφωση κανόνων σχεδιασμού για την εξασφάλιση της κατασκευασιμότητας
  • Τεχνικές χειροκίνητης και διαδραστικής δρομολόγησης
  • Δημιουργία επιπέδου γείωσης και διαχείριση χύτευσης χαλκού
  • Επαλήθευση Ελέγχου Κανόνων Σχεδιασμού (DRC) και επίλυση παραβάσεων
  • Τρισδιάστατη απεικόνιση και προετοιμασία τελικού αρχείου κατασκευής

Προϋποθέσεις

Πριν ξεκινήσετε αυτό το σεμινάριο, βεβαιωθείτε ότι έχετε:

  • Εγκατεστημένο Altium Designer (συνιστάται έκδοση 20 ή νεότερη)
  • Βασική κατανόηση ηλεκτρονικών σχηματικών και συμβόλων εξαρτημάτων
  • Ένα ολοκληρωμένο σχηματικό σχέδιο έτοιμο για διάταξη PCB
  • Εξοικείωση με τη διεπαφή του Altium Designer (χρήσιμη αλλά όχι απαραίτητη)
  • Προδιαγραφές σχεδιασμού κατασκευαστή PCB (πλάτος ίχνους, διάκενο, μεγέθη διέλευσης)

Δείγμα Επισκόπησης Έργου

Αυτό το σεμινάριο χρησιμοποιεί ένα πρακτικό παράδειγμα: ένα απλό αλλά ολοκληρωμένο κύκλωμα ρυθμιστή τάσης LM7805. Αυτό το έργο παρουσιάζει όλες τις βασικές έννοιες διάταξης PCB, ενώ παραμένει προσβάσιμο για αρχάριους. Το κύκλωμα μετατρέπει μια υψηλότερη τάση DC (7-35V) σε μια σταθερή έξοδο 5V, μια κοινή απαίτηση σε πολλά ηλεκτρονικά έργα. Επίσης, περιγράφεται ένας οδηγός βήμα προς βήμα για τον τρόπο χρήσης και λειτουργίας του λογισμικού Altium Designer. Συζητούνται διαφορετικές λειτουργίες και χαρακτηριστικά.

Προδιαγραφές έργου:

  • Κύκλωμα: Γραμμικός ρυθμιστής τάσης LM7805 με φιλτράρισμα εισόδου/εξόδου
  • Εξαρτήματα: Περίπου 10-15 εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων ολοκληρωμένου κυκλώματος, πυκνωτών, αντιστάσεων, LED
  • Μέγεθος πλακέτας: 50mm × 40mm (συμπαγής σχεδιασμός κατάλληλος για πρωτότυπα)
  • Αριθμός στρώσεων: Σχεδιασμός 2 στρώσεων (πάνω και κάτω στρώματα χαλκού)
  • Πολυπλοκότητα: Φιλικό προς αρχάριους, ενώ παράλληλα επιδεικνύει επαγγελματικές τεχνικές
Φυσικό εξάρτημα ολοκληρωμένου κυκλώματος ρυθμιστή τάσης LM7805 (αριστερά) και διάγραμμα ακίδων (δεξιά) που δείχνει την Είσοδο (ακίδα 1), τη Γείωση (ακίδα 2) και την Έξοδο (ακίδα 3)
Φυσικό εξάρτημα ολοκληρωμένου κυκλώματος ρυθμιστή τάσης LM7805 (αριστερά) και διάγραμμα ακίδων (δεξιά) που δείχνει την Είσοδο (ακίδα 1), τη Γείωση (ακίδα 2) και την Έξοδο (ακίδα 3)

Δημιουργία νέου εγγράφου PCB

Το πρώτο βήμα στη διάταξη PCB είναι να δημιουργήσετε ένα νέο έγγραφο PCB μέσα στο υπάρχον έργο Altium Designer. Αυτό το έγγραφο PCB θα συνδεθεί με το σχηματικό σας, επιτρέποντας τον αυτόματο συγχρονισμό των εξαρτημάτων και των συνδέσεων μέσω του συστήματος Engineering Change Order. Ένα νέο έργο μπορεί να δημιουργηθεί μέσα στο Altium Designer χρησιμοποιώντας το παράθυρο διαλόγου Create Project (Αρχείο » Νέο » Έργο).

Παράθυρο διαλόγου "Δημιουργία έργου" που εμφανίζει την επιλογή τύπου έργου PCB
Παράθυρο διαλόγου "Δημιουργία έργου" που εμφανίζει την επιλογή τύπου έργου PCB

Προσθήκη PCB σε υπάρχον έργο

Στον πίνακα Έργα (που συνήθως βρίσκεται στην αριστερή πλευρά της διεπαφής του Altium), θα δείτε τη δομή του έργου σας, συμπεριλαμβανομένου του σχηματικού αρχείου. Για να προσθέσετε ένα νέο έγγραφο PCB, κάντε δεξί κλικ στο όνομα του έργου σας στο επάνω μέρος του πίνακα. Από το μενού περιβάλλοντος που εμφανίζεται, μεταβείτε στην επιλογή «Προσθήκη νέου στο έργο» και επιλέξτε «PCB». Το Altium θα δημιουργήσει ένα κενό έγγραφο τυπωμένου κυκλώματος και θα το προσθέσει στη δομή του έργου σας.

Αποθηκεύστε αμέσως αυτό το νέο αρχείο PCB με ένα περιγραφικό όνομα που να ταιριάζει με το έργο σας. Για παράδειγμα, εάν το έργο σας είναι 'Voltage_Regulator', ονομάστε το αρχείο PCB 'Voltage_Regulator_PCB.PcbDoc'. Αποθηκεύστε το στον ίδιο κατάλογο με το σχηματικό σας για να διατηρείτε τα αρχεία του έργου οργανωμένα. Αυτή η σύμβαση ονομασίας βοηθά στη διατήρηση της σαφήνειας κατά τη διαχείριση πολλαπλών αρχείων σχεδίασης.

Μενού περιβάλλοντος πίνακα έργων με αναπτυγμένο το 'Προσθήκη νέου στο έργο', που εμφανίζει τις επιλογές PCB και σχηματικού
Μενού περιβάλλοντος πίνακα έργων με αναπτυγμένο το 'Προσθήκη νέου στο έργο', που εμφανίζει τις επιλογές PCB και σχηματικού

Κατανόηση της διεπαφής του επεξεργαστή PCB

Όταν ξεκινήσει ο επεξεργαστής PCB, θα δείτε μια μαύρη περιοχή χώρου εργασίας (το προεπιλεγμένο χρώμα φόντου, που μπορεί να ρυθμιστεί στις προτιμήσεις). Η διεπαφή αποτελείται από πολλά βασικά στοιχεία: τον κύριο χώρο εργασίας στο κέντρο όπου θα σχεδιάσετε το PCB σας, τον πίνακα Έργα στα αριστερά που δείχνει τη δομή του έργου σας, τον πίνακα PCB (συνήθως στα δεξιά) που παρέχει γρήγορη πρόσβαση σε επίπεδα και αντικείμενα, τον πίνακα Ιδιότητες για την προβολή και επεξεργασία ιδιοτήτων αντικειμένων και τον πίνακα Μηνύματα στο κάτω μέρος για την εμφάνιση προειδοποιήσεων και σφαλμάτων.

Η γραμμή εργαλείων στο επάνω μέρος περιέχει εντολές που χρησιμοποιούνται συχνά για τοποθέτηση, δρομολόγηση και προβολή. Εξοικειωθείτε με τις καρτέλες επιπέδων στο κάτω μέρος του χώρου εργασίας. Αυτές επιτρέπουν γρήγορη εναλλαγή μεταξύ επιπέδων χαλκού, μεταξοτυπίας, μάσκας συγκόλλησης και άλλων επιπέδων πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Η γραμμή κατάστασης στο κάτω μέρος εμφανίζει τις συντεταγμένες του δρομέα και την τρέχουσα ενεργή στρώση, καθώς και βασικές πληροφορίες κατά τη διάρκεια της εργασίας διάταξης.

Διεπαφή επεξεργασίας πλακέτας Altium που εμφανίζει τον κύριο χώρο εργασίας με τρισδιάστατη προβολή, τον πίνακα Έργων, τον πίνακα Ιδιοτήτων και τα στοιχεία ελέγχου επιπέδων
Διεπαφή επεξεργασίας πλακέτας Altium που εμφανίζει τον κύριο χώρο εργασίας με τρισδιάστατη προβολή, τον πίνακα Έργων, τον πίνακα Ιδιοτήτων και τα στοιχεία ελέγχου επιπέδων

Εισαγωγή σχηματικού σε διάταξη PCB

Το σύστημα Engineering Change Order (ECO) στο Altium Designer επιβεβαιώνει τον ακριβή συγχρονισμό μεταξύ του σχηματικού σας και του PCB. Αυτή η διαδικασία μετατρέπει όλα τα εξαρτήματα, τις συνδέσεις (δίκτυα), τους κανόνες σχεδιασμού και άλλες πληροφορίες σχηματικού στο περιβάλλον PCB, διατηρώντας την ακεραιότητα του σχεδιασμού καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του έργου.

Σχεδίαση → Εισαγωγή αλλαγών από το σχηματικό

Με το έγγραφο PCB ενεργό (κάντε κλικ στην καρτέλα του εάν υπάρχουν ανοιχτά πολλά έγγραφα), μεταβείτε στο μενού Σχεδίαση στην επάνω γραμμή μενού. Επιλέξτε 'Εισαγωγή αλλαγών από [YourProjectName].PrjPcb'. Το όνομα του έργου θα ταιριάζει με το πραγματικό σας έργο. Αυτή η ενέργεια ξεκινά τη διαδικασία ECO, συγκρίνοντας το σχηματικό σας με την τρέχουσα κατάσταση του PCB και προσδιορίζοντας τι πρέπει να προστεθεί, να αφαιρεθεί ή να τροποποιηθεί.

Θα εμφανιστεί το παράθυρο διαλόγου "Σειρά αλλαγών μηχανικής", το οποίο θα εμφανίζει μια ολοκληρωμένη λίστα με όλες τις αλλαγές που θα εφαρμοστούν στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Αυτό είναι ένα κρίσιμο στάδιο αναθεώρησης - αφιερώστε χρόνο για να κατανοήσετε τι έχει εντοπίσει η Altium πριν προχωρήσετε στην εκτέλεση.

Μενού δεξιού κλικ στον πίνακα έργων που εμφανίζει την επιλογή "Προσθήκη νέου στο έργο" με PCB, σχηματικό και άλλους τύπους εγγράφων
Μενού δεξιού κλικ στον πίνακα έργων που εμφανίζει την επιλογή "Προσθήκη νέου στο έργο" με PCB, σχηματικό και άλλους τύπους εγγράφων

Αναθεώρηση Εντολής Τεχνικής Αλλαγής (ECO)

Το παράθυρο διαλόγου ECO εμφανίζει τις αλλαγές σε δομημένη μορφή. Η ενότητα «Προσθήκη Στοιχείου» παραθέτει κάθε στοιχείο από το σχηματικό σας που θα προστεθεί στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος – βεβαιωθείτε ότι υπάρχουν όλα τα αναμενόμενα εξαρτήματα (ολοκληρωμένα κυκλώματα, αντιστάσεις, πυκνωτές, σύνδεσμοι κ.λπ.). Ελέγξτε τους προσδιοριστές εξαρτημάτων (U1, R1, C1 κ.λπ.) για να βεβαιωθείτε ότι δεν λείπει τίποτα.

Η ενότητα «Προσθήκη δικτύου» δείχνει όλες τις ηλεκτρικές συνδέσεις από το σχηματικό σας. Κάθε όνομα δικτύου αντιστοιχεί σε μια σύνδεση στο κύκλωμά σας (VCC, GND, ονόματα σημάτων, κ.λπ.). Οι προειδοποιήσεις εμφανίζονται με κίτρινο χρώμα - αυτές συνήθως υποδεικνύουν μικρά προβλήματα, όπως μη συνδεδεμένες ακίδες. Τα σφάλματα εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα και πρέπει να επιλυθούν πριν προχωρήσετε. Συνήθεις προειδοποιήσεις περιλαμβάνουν μη συνδεδεμένες ακίδες τροφοδοσίας σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, κάτι που μπορεί να είναι σκόπιμο στο σχεδιασμό σας.

Πριν από την εκτέλεση αλλαγών, κάντε κλικ στο κουμπί «Επικύρωση αλλαγών» στο κάτω μέρος του παραθύρου διαλόγου. Αυτό εκτελεί έναν τελικό έλεγχο για τυχόν προβλήματα που θα μπορούσαν να εμποδίσουν την επιτυχή εισαγωγή. Τα πράσινα σημάδια ελέγχου υποδεικνύουν ότι η επικύρωση ολοκληρώθηκε με επιτυχία. Εάν εμφανιστούν σφάλματα, επιστρέψτε στο σχηματικό σας για να διορθώσετε τα προβλήματα και, στη συνέχεια, επανεκκινήστε τη διαδικασία εισαγωγής.

Παράθυρο διαλόγου Σειράς Αλλαγής Μηχανικής που εμφανίζει μια λίστα με τα στοιχεία και τα δίκτυα που θα προστεθούν με την κατάσταση επικύρωσης
Παράθυρο διαλόγου Σειράς Αλλαγής Μηχανικής που εμφανίζει μια λίστα με τα στοιχεία και τα δίκτυα που θα προστεθούν με την κατάσταση επικύρωσης

Εκτέλεση των αλλαγών

Μόλις η επικύρωση ολοκληρωθεί με επιτυχία, κάντε κλικ στο κουμπί «Εκτέλεση αλλαγών». Το Altium επεξεργάζεται κάθε αλλαγή, προσθέτοντας στοιχεία και δίκτυα στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Θα δείτε δείκτες προόδου καθώς ολοκληρώνεται η εισαγωγή. Όταν ολοκληρωθεί, όλα τα στοιχεία από το σχηματικό σας εμφανίζονται στον χώρο εργασίας της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, αρχικά στοιβαγμένα μαζί σε ένα ορθογώνιο περίγραμμα που ονομάζεται «Δωμάτιο».

Οι λεπτές λευκές ή γκρι γραμμές που συνδέουν τα pads των εξαρτημάτων γίνονται ορατές, αντιπροσωπεύοντας τις ηλεκτρικές συνδέσεις από το σχηματικό σας διάγραμμα. Αυτές οι γραμμές δείχνουν ποια pads πρέπει να συνδεθούν με ίχνη χαλκού κατά τη δρομολόγηση. Το ratsnest χρησιμεύει ως οπτικός οδηγός σε όλη τη διαδικασία διάταξης, εξαφανιζόμενο καθώς ολοκληρώνετε κάθε σύνδεση.

Χώρος εργασίας PCB μετά την εκτέλεση ECO που δείχνει στοιχεία στοιβαγμένα με ορατές συνδέσεις ratsnest
Χώρος εργασίας PCB μετά την εκτέλεση ECO που δείχνει στοιχεία στοιβαγμένα με ορατές συνδέσεις ratsnest

Σχήμα και διαμόρφωση πλακέτας

Ο ορισμός του φυσικού περιγράμματος της πλακέτας και η διαμόρφωση των βασικών παραμέτρων της πλακέτας θέτουν τα θεμέλια για τη διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Το σχήμα της πλακέτας καθορίζει τα φυσικά όρια εντός των οποίων πρέπει να χωράνε όλα τα εξαρτήματα και η δρομολόγησή τους, ενώ οι ιδιότητες της πλακέτας επηρεάζουν τη σκοπιμότητα κατασκευής και την ηλεκτρική απόδοση.

Ορισμός περιγράμματος πίνακα

Το περίγραμμα της πλακέτας δηλώνει το φυσικό σχήμα και το μέγεθος της τελικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Σε αυτό το σεμινάριο, θα δημιουργήσουμε μια απλή ορθογώνια πλακέτα διαστάσεων 50mm × 40mm. Μεταβείτε στο μενού Σχεδίαση και επιλέξτε «Σχήμα πλακέτας» και, στη συνέχεια, «Ορισμός από επιλεγμένα αντικείμενα». Εναλλακτικά, μπορείτε να σχεδιάσετε χειροκίνητα το περίγραμμα χρησιμοποιώντας την επιλογή Τοποθέτηση → Γραμμή, φροντίζοντας να επιλέξετε το Επίπεδο πλακέτας (που ονομάζεται επίσης Επίπεδο Keep-Out) από το αναπτυσσόμενο μενού επιπέδων.

Για να σχεδιάσετε χειροκίνητα ένα ορθογώνιο περίγραμμα, κάντε κλικ στην πρώτη γωνία του επιθυμητού σχήματος του πίνακα, μετακινηθείτε στη δεύτερη γωνία και κάντε κλικ, και στη συνέχεια συνεχίστε γύρω από το ορθογώνιο, κάνοντας διπλό κλικ στην τελευταία γωνία για να κλείσετε το σχήμα. Το Altium αναγνωρίζει αυτό το κλειστό όριο ως την άκρη του πίνακα. Το περίγραμμα εμφανίζεται ως μια παχιά γραμμή με μια ιδιαίτερη εμφάνιση, διακριτή από τα κανονικά ίχνη. Αυτό το όριο δημιουργεί μια περιοχή που δεν επιτρέπει την τοποθέτηση στοιχείων και ιχνών εκτός της περιοχής του πίνακα.

16 εικόνα
Παράθυρο διαλόγου επιλογής κλίμακας και μονάδας για τη ρύθμιση της πλακέτας που εμφανίζει μετρικές (mm) και αυτοκρατορικές (mil/inch) επιλογές

Ρύθμιση πλακέτας και ιδιότητες

Αποκτήστε πρόσβαση στην ακριβή διαμόρφωση της πλακέτας μέσω του Σχεδίαση → Επιλογές πλακέτας. Αυτό το παράθυρο διαλόγου παρέχει ολοκληρωμένο έλεγχο των διαστάσεων της πλακέτας, των ρυθμίσεων πλέγματος και των προτιμήσεων εμφάνισης. Ορίστε τις διαστάσεις της πλακέτας με ακρίβεια εάν σχεδιάσατε το περίγραμμα χειροκίνητα ή εάν χρειάζεται να προσαρμόσετε ένα υπάρχον περίγραμμα. Για το έργο μας, βεβαιωθείτε ότι οι διαστάσεις είναι ακριβώς 50 mm πλάτος × 40 mm ύψος.

Οι ρυθμίσεις πλέγματος επηρεάζουν εκτενώς την τοποθέτηση και την αποτελεσματικότητα της δρομολόγησης. Το συνιστώμενο πλέγμα για γενική εργασία σε πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι 25 mil (0.635 mm) ή 50 mil (1.27 mm). Τα τακάκια εξαρτημάτων βρίσκονται συνήθως σε κέντρα 50 mil ή 100 mil, επομένως η χρήση συμβατών τιμών πλέγματος εξασφαλίζει εύκολη ευθυγράμμιση. Ορίστε τις προτιμώμενες μονάδες (χιλιοστά) με βάση τη βιβλιοθήκη εξαρτημάτων σας και τις προσωπικές σας προτιμήσεις. Τα περισσότερα μοντέρνα σχέδια χρησιμοποιούν μετρικό μέγεθος (mm).

Ενεργοποίηση 'Σύνδεση στο πλέγμα' για να κάνετε την τοποθέτηση και τη δρομολόγηση των στοιχείων πιο ελεγχόμενη και επαγγελματική. Μπορείτε να παρακάμψετε προσωρινά την προσκόλληση πλέγματος κρατώντας πατημένο το πλήκτρο Ctrl κατά την τοποθέτηση ή τη μετακίνηση αντικειμένων όταν απαιτείται ακριβής τοποθέτηση.

Διαχειριστής στοίβας επιπέδων

Η στοίβα στρώσεων ορίζει τη φυσική κατασκευή της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB), συμπεριλαμβανομένου του αριθμού των στρώσεων χαλκού, του πάχους τους και του μονωτικού διηλεκτρικού υλικού μεταξύ τους. Αποκτήστε πρόσβαση σε αυτήν την κρίσιμη διαμόρφωση μέσω του Σχεδίαση → Διαχειριστής στοίβας στρώσεων. Για την πλακέτα 2 στρώσεων, η στοίβα αποτελείται από ένα άνω στρώμα χαλκού, ένα διηλεκτρικό υλικό πυρήνα (συνήθως υαλοβάμβακα FR-4) και ένα κάτω στρώμα χαλκού.

Ρυθμίστε το πάχος του χαλκού σε 1 oz (35 μικρόμετρα), το οποίο είναι στάνταρ για τους περισσότερους κατασκευαστές PCB και παρέχει καλή ικανότητα μεταφοράς ρεύματος για τυπικά κυκλώματα. Το διηλεκτρικό πάχος για μια πλακέτα 2 στρώσεων είναι συνήθως 1.6 mm συνολικό πάχος πλακέτας, με τον πυρήνα FR-4 να αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος αυτής της διάστασης. Το υλικό FR-4 έχει διηλεκτρική σταθερά (Er) περίπου 4.5 στο 1 MHz, σημαντική για σχέδια υψηλής συχνότητας αλλά λιγότερο κρίσιμη για τον ρυθμιστή τάσης μας.

Ελέγξτε τις προδιαγραφές του κατασκευαστή της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) για να βεβαιωθείτε ότι οι δομές σας ταιριάζουν με τις δυνατότητές τους. Ορισμένοι κατασκευαστές έχουν ελάχιστα βάρη χαλκού (λεπτότερα από 1 ουγγιά) ή μέγιστα πάχη που μπορούν να παράγουν αξιόπιστα. Η σωστή διαμόρφωση της δομικής σας διάταξης από την αρχή αποτρέπει τους δαπανηρούς επανασχεδιασμούς αργότερα.

Ρύθμιση κανόνων σχεδιασμού

Οι κανόνες σχεδιασμού αποτελούν το θεμέλιο της κατασκευασιμότητας των PCB και της ηλεκτρικής απόδοσης. Αυτοί οι κανόνες ορίζουν περιορισμούς για τα πλάτη των ιχνών, τις αποστάσεις μεταξύ αντικειμένων, τα μεγέθη διέλευσης και άλλες σημαντικές παραμέτρους. Η σωστή διαμόρφωση των κανόνων σχεδιασμού αποφεύγει τα προβλήματα κατασκευής και διασφαλίζει ότι η πλακέτα σας μπορεί να παραχθεί αξιόπιστα. Το σύστημα κανόνων σχεδιασμού της Altium χρησιμοποιεί μια ιεραρχία προτεραιότητας, όπου πιο συγκεκριμένοι κανόνες υπερισχύουν των γενικών κανόνων όταν προκύπτουν διενέξεις.

Άνοιγμα παραθύρου διαλόγου κανόνων σχεδίασης

Αποκτήστε πρόσβαση στο ολοκληρωμένο σύστημα κανόνων σχεδιασμού μέσω Σχεδιασμός → Κανόνες. Ανοίγει το παράθυρο διαλόγου Κανόνες Σχεδίασης, εμφανίζοντας τις κατηγορίες κανόνων σε μια δομή δέντρου στα αριστερά. Οι κατηγορίες περιλαμβάνουν Ηλεκτρικά (για ακεραιότητα σήματος), Δρομολόγηση (για ίχνη και διαβάσεις), Κατασκευή (για περιορισμούς κατασκευής), Υψηλή ταχύτητα (για έλεγχο σύνθετης αντίστασης), Τοποθέτηση (για απόσταση εξαρτημάτων) και Ακεραιότητα σήματος (για προηγμένες προσομοιώσεις).

Κάθε κανόνας έχει μια τιμή προτεραιότητας – οι κανόνες υψηλότερης προτεραιότητας έχουν προτεραιότητα όταν πολλαπλοί κανόνες μπορούν να εφαρμοστούν στο ίδιο αντικείμενο. Αυτή η ιεραρχία σάς επιτρέπει να ορίσετε γενικές προεπιλογές (χαμηλή προτεραιότητα) και συγκεκριμένες εξαιρέσεις (υψηλή προτεραιότητα) για δίκτυα ή κλάσεις στοιχείων.

Πρόσβαση στο μενού Κανόνες Σχεδίασης μέσω του μενού Σχεδίαση που εμφανίζει κατηγορίες κανόνων και επιλογές διαμόρφωσης
Πρόσβαση στο μενού Κανόνες Σχεδίασης μέσω του μενού Σχεδίαση που εμφανίζει κατηγορίες κανόνων και επιλογές διαμόρφωσης
Επεξεργαστής κανόνων και περιορισμών PCB που εμφανίζει το δέντρο κατηγοριών κανόνων με τους κανόνες δρομολόγησης αναπτυγμένους
Επεξεργαστής κανόνων και περιορισμών PCB που εμφανίζει το δέντρο κατηγοριών κανόνων με τους κανόνες δρομολόγησης αναπτυγμένους
17 εικόνα
Δέντρο κατηγοριών Κανόνων Σχεδίασης που εμφανίζει το Στυλ Δρομολόγησης μέσω και άλλους κανόνες που σχετίζονται με τη δρομολόγηση

Κρίσιμοι κανόνες για ρύθμιση παραμέτρων

Αρκετοί κανόνες χρειάζονται διαμόρφωση πριν από την έναρξη των εργασιών διάταξης. Οι πιο κρίσιμοι κανόνες επηρεάζουν την κατασκευασιμότητα και την ηλεκτρική ασφάλεια. Κάθε κατασκευαστής PCB δημοσιεύει δυνατότητες σχεδιασμού - χρησιμοποιήστε αυτές τις προδιαγραφές για να ορίσετε τους κανόνες σας κατάλληλα.

Α. Περιορισμός Εκκαθάρισης

Η απόσταση εξηγεί την ελάχιστη απόσταση μεταξύ χάλκινων αντικειμένων – ίχνη, μαξιλαράκια, πολύγωνα κ.λπ. Μεταβείτε στην επιλογή Δρομολόγηση → Απόσταση στο δέντρο κανόνων. Ορίστε μια ελάχιστη τιμή απόστασης με βάση τις δυνατότητες του κατασκευαστή σας, συνήθως 0.2 mm (8 mil) για τυπική κατασκευή ή 0.15 mm (6 mil) για προηγμένες διαδικασίες. Αυτή η απόσταση αποτρέπει τα ηλεκτρικά βραχυκυκλώματα κατά την κατασκευή και τη λειτουργία.

Εξετάστε το ενδεχόμενο δημιουργίας ξεχωριστών κανόνων απόστασης για διαφορετικά επίπεδα τάσης. Τα κυκλώματα υψηλής τάσης (άνω των 50V) χρειάζονται μεγαλύτερες αποστάσεις για την αποφυγή ηλεκτρικού τόξου. Μπορείτε να δημιουργήσετε κανόνες ειδικούς για κάθε δίκτυο ορίζοντας κλάσεις δικτύου (π.χ., «Δίκτυα Ισχύος» συμπεριλαμβανομένων των VCC και VIN) και εφαρμόζοντας διαφορετικές τιμές απόστασης σε αυτές τις κλάσεις. Για τον ρυθμιστή 5V μας, η τυπική απόσταση είναι επαρκής για όλα τα δίκτυα.

Β. Περιορισμός πλάτους

Οι κανόνες πλάτους ίχνους ορίζουν αποδεκτές διαστάσεις για τη δρομολόγηση ιχνών. Μεταβείτε στην επιλογή Δρομολόγηση → Πλάτος. Για ίχνη σήματος, ορίστε το ελάχιστο πλάτος σε 0.15 mm (6 mil), το προτιμώμενο πλάτος σε 0.25 mm (10 mil) και το μέγιστο πλάτος σε 2 mm. Το προτιμώμενο πλάτος είναι αυτό που χρησιμοποιεί το Altium από προεπιλογή κατά τη διαδραστική δρομολόγηση - η επιλογή 0.25 mm παρέχει μια καλή ισορροπία μεταξύ της χωρητικότητας μεταφοράς ρεύματος και της αποδοτικότητας χώρου.

Οι ιχνηλασίες ισχύος απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή. Δημιουργήστε έναν ξεχωριστό κανόνα πλάτους για τα δίκτυα ισχύος (VCC, VIN, VOUT, GND εάν δεν χρησιμοποιείτε χύτευση χαλκού). Ορίστε ελάχιστη τιμή 0.5 mm, κατά προτίμηση 0.8 mm έως 1 mm και μέγιστη τιμή 2 mm ή περισσότερο. Οι ευρύτερες ιχνηλασίες μειώνουν την αντίσταση και την πτώση τάσης, κάτι που είναι κρίσιμο για την κατανομή ισχύος. Ο υπολογισμός του απαιτούμενου πλάτους ιχνηλασίας γίνεται με βάση το αναμενόμενο ρεύμα χρησιμοποιώντας πρότυπα IPC-2221 ή ηλεκτρονικές αριθμομηχανές πλάτους ιχνηλασίας.

Γ. Δρομολόγηση μέσω στυλ

Οι οπές διέλευσης συνδέουν ίχνη μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων χαλκού. Μεταβείτε στην επιλογή Δρομολόγηση → Στυλ οπών διέλευσης για να διαμορφώσετε τις παραμέτρους οπών διέλευσης. Ορίστε τη διάμετρο οπών διέλευσης (το χάλκινο επίθεμα γύρω από την οπή) σε 0.6 mm και το μέγεθος οπών διέλευσης (η τρυπημένη οπή μέσα από την πλακέτα) σε 0.3 mm. Αυτή η διαμόρφωση παρέχει δακτυλιοειδή δακτύλιο 0.15 mm (ο χαλκός που απομένει γύρω από την οπή μετά τη διάτρηση), πληρώντας τα περισσότερα ελάχιστα πρότυπα του κατασκευαστή.

Οι μεγαλύτερες οπές διέλευσης (διάμετρος 0.8 mm / οπή 0.4 mm) προσφέρουν καλύτερη αξιοπιστία και ικανότητα μεταφοράς ρεύματος, αλλά καταναλώνουν περισσότερο χώρο στην πλακέτα. Οι μικρότερες οπές διέλευσης (διάμετρος 0.4 mm / οπή 0.2 mm) εξοικονομούν χώρο, αλλά ενδέχεται να επιφέρουν πρόσθετο κόστος κατασκευής. Για την απλή πλακέτα 2 στρώσεων, οι οπές διέλευσης 0.6 mm/0.3 mm παρέχουν εξαιρετική ισορροπία.

Πίνακας PCB που δείχνει κλάσεις εξαρτημάτων, προσδιοριστές και ιεραρχία αρχέγονων εξαρτημάτων
Πίνακας PCB που δείχνει κλάσεις εξαρτημάτων, προσδιοριστές και ιεραρχία αρχέγονων εξαρτημάτων
Διαδραστικές προτιμήσεις δρομολόγησης που εμφανίζουν επιλογές μεταφοράς και ρυθμίσεις επίλυσης διενέξεων δρομολόγησης
Διαδραστικές προτιμήσεις δρομολόγησης που εμφανίζουν επιλογές μεταφοράς και ρυθμίσεις επίλυσης διενέξεων δρομολόγησης
Διαμόρφωση στυλ σύνδεσης πολυγώνου που εμφανίζει τις επιλογές Relief Connect, Direct Connect και No Connect
Διαμόρφωση στυλ σύνδεσης πολυγώνου που εμφανίζει τις επιλογές Relief Connect, Direct Connect και No Connect

Δ. Κανόνες Παραγωγής

Οι κανόνες κατασκευής επιβεβαιώνουν ότι το σχέδιό σας μπορεί να κατασκευαστεί αξιόπιστα. Ορίστε τον ελάχιστο δακτύλιο σε 0.15 mm. (Κατασκευή → Ελάχιστος δακτύλιος)Αυτό διασφαλίζει ότι παραμένει επαρκής ποσότητα χαλκού γύρω από τις τρυπημένες οπές μετά τις κατασκευαστικές ανοχές. Διαμορφώστε τους περιορισμούς μεγέθους οπών (Κατασκευή → Μέγεθος οπών) με ελάχιστο 0.2 mm και μέγιστο 6 mm για να ταιριάζει με τις τυπικές δυνατότητες του τρυπανιού.

Ορισμός απόστασης από τρύπα σε τρύπα (Κατασκευή → Απόσταση από τρύπα σε τρύπα) σε τουλάχιστον 0.5 mm. Αυτή η απόσταση αποτρέπει το σπάσιμο της μύτης του τρυπανιού κατά την κατασκευή και εξασφαλίζει επαρκή αντοχή της πλακέτας. Πάντα να συμβουλεύεστε τις προδιαγραφές σχεδιασμού του κατασκευαστή της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος που έχετε επιλέξει και να ορίζετε κανόνες που να ταιριάζουν ή να υπερβαίνουν τις απαιτήσεις του.

Στρατηγική τοποθέτησης στοιχείων

Η τοποθέτηση των εξαρτημάτων είναι μια από τις πιο σημαντικές φάσεις του σχεδιασμού της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Η κακή τοποθέτηση δυσχεραίνει ή αδυνατεί τη δρομολόγηση και μπορεί να προκαλέσει προβλήματα ακεραιότητας σήματος, ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και θερμικά προβλήματα. Η καλή τοποθέτηση καθιστά τη δρομολόγηση απλή και βελτιώνει την απόδοση της πλακέτας. Αφιερώστε χρόνο για να σχεδιάσετε προσεκτικά την τοποθέτηση πριν ξεκινήσετε οποιαδήποτε δρομολόγηση. Είναι πολύ πιο εύκολο να μετακινήσετε εξαρτήματα τώρα παρά μετά την έναρξη της δρομολόγησης.

Οργάνωση Στοιχείων (Αίθουσα)

Μετά την εισαγωγή από το σχηματικό, όλα τα στοιχεία εμφανίζονται στοιβαγμένα σε ένα ορθογώνιο περίγραμμα «Δωμάτιου». Αλλάξτε σε λειτουργία διάταξης 2D εάν δεν είναι ήδη ενεργή (Προβολή → Μετάβαση σε διάταξη 2D ή πατήστε το πλήκτρο '2'). Η λειτουργία "Δωμάτιο" διατηρεί αρχικά τα εισαγόμενα στοιχεία μαζί. Για να ξεκινήσετε την τοποθέτηση, θα χρειαστεί να τα διασκορπίσετε για ευκολότερη πρόσβαση.

Χρήση Εργαλεία → Τοποθέτηση Στοιχείων → Τακτοποίηση Στοιχεία για την αυτόματη κατανομή των στοιχείων σε όλο τον χώρο εργασίας. Το Altium κατανέμει τα στοιχεία σε ένα μοτίβο πλέγματος έξω από το περίγραμμα του πίνακα. Αυτό σας δίνει σαφή ορατότητα όλων των τμημάτων και διευκολύνει την αρπαγή και την τοποθέτηση κάθε στοιχείου. Εναλλακτικά, σύρετε χειροκίνητα τα στοιχεία εκτός του δωματίου ένα προς ένα.

Κινούμενα και περιστρεφόμενα εξαρτήματα

Για να μετακινήσετε ένα στοιχείο, απλώς κάντε κλικ πάνω του και σύρετέ το στην επιθυμητή θέση. Τα στοιχεία προσκολλώνται στο πλέγμα από προεπιλογή, διευκολύνοντας την ευθυγράμμιση. Ενώ σύρετε ένα στοιχείο, πατήστε το Πλήκτρο διαστήματος για να το περιστρέψετε σε βήματα 90 μοιρώνΣυνεχίστε να πατάτε το πλήκτρο SPACE μέχρι ο προσανατολισμός των εξαρτημάτων να ταιριάζει με τις ανάγκες σας. Τα περισσότερα ορθογώνια εξαρτήματα, όπως τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, θα πρέπει να ευθυγραμμίζονται με τις άκρες της πλακέτας, ενώ εξαρτήματα όπως οι πυκνωτές μπορούν να περιστραφούν για βελτιστοποίηση της δρομολόγησης.

Για ακριβή τοποθέτηση, πατήστε TAB ενώ σύρετε ένα στοιχείο για να ανοίξετε τον πίνακα ιδιοτήτων του. Εδώ μπορείτε να εισαγάγετε ακριβείς συντεταγμένες X και Y, να ορίσετε την περιστροφή σε οποιαδήποτε γωνία (όχι μόνο βήματα 90 μοιρών) και να προσαρμόσετε άλλες παραμέτρους. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν τοποθετείτε στοιχεία συμμετρικά ή σε συγκεκριμένες μετρημένες αποστάσεις.

Χρήση Προβολή → Πλέγματα → Συγκράτηση στο Πλέγμα για εναλλαγή της σύνδεσης πλέγματος. Απενεργοποιήστε προσωρινά τη σύνδεση όταν χρειάζεστε κλασματική τοποθέτηση και, στη συνέχεια, ενεργοποιήστε την ξανά για γενική εργασία τοποθέτησης. Ευθυγραμμίστε πολλά στοιχεία οριζόντια ή κάθετα χρησιμοποιώντας Επεξεργασία → Στοίχιση → Στοίχιση αριστερά/δεξιά/πάνω/κάτω αφού επιλέξετε τα στοιχεία ενώ κρατάτε πατημένο το Shift.

Προσαρμογή μεταξοτυπίας και σχεδιαστή

Κάθε στοιχείο έχει έναν προσδιοριστή (R1, C1, U1, κ.λπ.) που εμφανίζεται στο επίπεδο μεταξοτυπίας. Αυτές οι ετικέτες κειμένου είναι απαραίτητες για τη συναρμολόγηση της πλακέτας και την αντιμετώπιση προβλημάτων, αλλά μπορούν να δημιουργήσουν προβλήματα στη διάταξή σας εάν δεν τοποθετηθούν σωστά. Κάντε κλικ και σύρετε τους προσδιοριστές για να τους μετακινήσετε ανεξάρτητα από τα στοιχεία τους. Τοποθετήστε τους προσδιοριστές σε θέσεις όπου είναι ευανάγνωστοι αλλά δεν επικαλύπτονται με pads, traces ή άλλα στοιχεία.

Οι προσδιοριστές ανήκουν στο επίπεδο Top Overlay (ή Bottom Overlay για τα στοιχεία στο κάτω μέρος). Βεβαιωθείτε ότι όλοι οι προσδιοριστές είναι ορατοί και σωστά προσανατολισμένοι – το οριζόντιο κείμενο είναι πιο εύκολο να διαβαστεί. Εάν μια περιοχή του πίνακα γίνει πολύ γεμάτη, σκεφτείτε να μετακινήσετε ορισμένους προσδιοριστές στο κάτω επίπεδο μεταξοτυπίας, αν και αυτό κάνει την επαλήθευση συναρμολόγησης λίγο πιο περίπλοκη.

Ελέγξτε το μέγεθος της γραμματοσειράς του προσδιοριστή (συνήθως ύψος 1 mm έως 1.5 mm) για ευανάγνωστο. Πολύ μικρό κείμενο (κάτω των 0.8 mm) μπορεί να είναι δύσκολο να εκτυπωθεί καθαρά. Πολύ μεγάλο κείμενο σπαταλά χώρο στον πίνακα. Χρησιμοποιήστε την επιλογή Προβολή → Εμφάνιση → Προσδιοριστές για να ενεργοποιήσετε την ορατότητα των προσδιοριστών όταν χρειάζεστε μια ομαλή προβολή της διάταξής σας.

Τελική Διάταξη Στοιχείων

Για το κύκλωμα ρυθμιστή τάσης μας, η βελτιστοποιημένη τοποθέτηση τοποθετεί το ολοκληρωμένο κύκλωμα LM7805 στο κέντρο της πλακέτας για θερμική κατανομή. Οι πυκνωτές εισόδου (C1, C2) τοποθετούνται ακριβώς δίπλα στον ακροδέκτη εισόδου του ολοκληρωμένου κυκλώματος (ακίδα 1), ελαχιστοποιώντας τον βρόχο ρεύματος υψηλής συχνότητας. Οι πυκνωτές εξόδου (C3, C4) τοποθετούνται κοντά στον ακροδέκτη εξόδου του ολοκληρωμένου κυκλώματος (ακίδα 3) για τον ίδιο λόγο.

Η υποδοχή εισόδου (J1) βρίσκεται στην αριστερή άκρη της πλακέτας, η υποδοχή εξόδου (J2) στη δεξιά άκρη. Τα στοιχεία ένδειξης LED (LED1, R1) βρίσκονται κοντά στο τμήμα εξόδου. Οι συνδέσεις γείωσης για όλα τα στοιχεία σχηματίζουν μια φυσική διαδρομή επιστροφής, την οποία θα συνδέσουμε χρησιμοποιώντας επίπεδα γείωσης αντί για μεμονωμένες διαδρομές στις επόμενες ενότητες.

Πριν προχωρήσετε στη δρομολόγηση, ελέγξτε προσεκτικά τους εξής ελέγχους: Όλα τα στοιχεία βρίσκονται εντός του περιγράμματος του πίνακα, τα λειτουργικά σχετικά στοιχεία είναι ομαδοποιημένα, η ροή σήματος είναι λογική, οι γραμμές ratsnest εμφανίζουν ελάχιστη διασταύρωση, όλοι οι προσδιοριστές είναι ευανάγνωστοι και τοποθετημένοι κατάλληλα. Η πραγματοποίηση αλλαγών τοποθέτησης μετά τη δρομολόγηση είναι χρονοβόρα και απογοητευτική, καθώς επενδύετε χρόνο τώρα στη βέλτιστη τοποθέτηση.

Δρομολόγηση PCB – Σύνδεση εξαρτημάτων

Η δρομολόγηση δημιουργεί ίχνη χαλκού που συνδέουν ηλεκτρικά τα εξαρτήματα σύμφωνα με το σχηματικό σας. Εδώ είναι που ο σχεδιασμός του κυκλώματός σας γίνεται φυσική πραγματικότητα. Το Altium παρέχει ισχυρά διαδραστικά εργαλεία δρομολόγησης που εξισορροπούν τον χειροκίνητο έλεγχο με την έξυπνη βοήθεια.

Κατανόηση των επιπέδων δρομολόγησης

Η πλακέτα 2 στρώσεων μας έχει δύο στρώσεις δρομολόγησης χαλκού: την επάνω στρώση (συνήθως εμφανίζεται με κόκκινο χρώμα) και την κάτω στρώση (συνήθως εμφανίζεται με μπλε χρώμα). Πατήστε το πλήκτρο + κατά τη δρομολόγηση για να μεταβείτε από την επάνω στρώση στην κάτω. Πατήστε το πλήκτρο – για να μεταβείτε από την κάτω στρώση στην κορυφή. Το Altium τοποθετεί αυτόματα μια διέλευση στο σημείο εναλλαγής.

Βασικά στοιχεία χειροκίνητης δρομολόγησης

Η πρόσβαση στην διαδραστική δρομολόγηση γίνεται μέσω της διαδρομής Route → Interactive Routing ή πατώντας Ctrl+W. Κάντε κλικ σε οποιοδήποτε μη δρομολογημένο pad για να ξεκινήσετε τη δρομολόγηση από αυτό το σημείο. Πατήστε το πλήκτρο SPACE κατά τη δρομολόγηση για να εναλλάσσεστε μεταξύ των λειτουργιών δρομολόγησης: γωνίες 90 μοιρών, γωνίες 45 μοιρών και δρομολόγηση οποιασδήποτε γωνίας. Για επαγγελματικές πλακέτες, χρησιμοποιήστε αποκλειστικά δρομολόγηση 45 μοιρών.

Δρομολόγηση ισχύος και ίχνη γείωσης

Οι γραμμές διανομής ισχύος μεταφέρουν υψηλότερα ρεύματα και απαιτούν ευρύτερες γραμμές. Δρομολογήστε αυτές πρώτα, χρησιμοποιώντας πλάτη γραμμής από 0.8 mm έως 1.0 mm. Πατήστε TAB κατά τη δρομολόγηση για να ανοίξετε τις ιδιότητες και να τροποποιήσετε την τιμή πλάτους.

Δημιουργία επιπέδου γείωσης (χύτευση χαλκού)

Ένα επίπεδο γείωσης είναι μια μεγάλη περιοχή χαλκού που συνδέεται με τη γείωση, παρέχοντας μια διαδρομή επιστροφής χαμηλής σύνθετης αντίστασης και μειώνοντας τις ηλεκτρομαγνητικές παρενέργειες (EMI). Αντί να δρομολογούμε μεμονωμένες ίχνη γείωσης, δημιουργούμε μια χύτευση χαλκού που συνδέει αυτόματα όλα τα μαξιλαράκια γείωσης.

Ορισμός πολυγώνου εδάφους

Αποκτήστε πρόσβαση στην προσθήκη πολυγώνου μέσω του Place → Pour Pour ή πατήστε P και μετά G. Κάντε κλικ γύρω από την περίμετρο του πίνακά σας για να ορίσετε την περιοχή πλήρωσης. Κάντε διπλό κλικ για να ολοκληρώσετε το πολύγωνο και να ανοίξετε το παράθυρο διαλόγου ιδιοτήτων.

Ρύθμιση παραμέτρων ιδιοτήτων πολυγώνου

Ορίστε το Net σε 'GND' για να αντιστοιχίσετε αυτό το πολύγωνο στη γείωση. Ορίστε το Layer σε 'Top Layer'. Επιλέξτε 'Relief Connect' για το Connection Style για να δημιουργήσετε συνδέσεις θερμικής ανακούφισης που είναι απαραίτητες για την συγκόλληση. Ορίστε το Clearance σε 0.2 mm.

Ρίχνοντας χαλκό

Κάντε δεξί κλικ στο περίγραμμα του πολυγώνου και επιλέξτε Ενέργειες πολυγώνου → Επαναφορά όλων. Το επίπεδο γείωσης γεμίζει την διαθέσιμη περιοχή του πίνακα, αποφεύγοντας τα ασύμβατα αντικείμενα κατά τη σύνδεση σε όλα τα εδάφη γείωσης.

Σύνδεση επιπέδων γείωσης με διαμπερείς συνδέσεις

Τοποθετήστε συρραφές οπές διέλευσης για να συνδέσετε ηλεκτρικά τα πάνω και κάτω επίπεδα γείωσης. Τοποθετήστε τις οπές διέλευσης σε τακτά χρονικά διαστήματα (κάθε 10-20 mm) γύρω από την πλακέτα, ιδιαίτερα κοντά στις ακίδες γείωσης του ολοκληρωμένου κυκλώματος.

Έλεγχος Κανόνων Σχεδιασμού (DRC) και Επαλήθευση

Ο Έλεγχος Κανόνων Σχεδιασμού εντοπίζει παραβιάσεις πριν από την κατασκευή. Ποτέ μην στέλνετε μια πλακέτα στην κατασκευή χωρίς να επιτύχετε μηδενικά σφάλματα DRC.

Εκτέλεση ελέγχου κανόνα σχεδίασης

Αποκτήστε πρόσβαση στο DRC μέσω των Εργαλεία → Έλεγχος Κανόνα Σχεδίασης. Βεβαιωθείτε ότι όλες οι κατηγορίες είναι ενεργοποιημένες. Κάντε κλικ στην επιλογή «Εκτέλεση Ελέγχου Κανόνα Σχεδίασης» για να ξεκινήσει η επαλήθευση.

Πίνακας διαμόρφωσης εργασίας εξόδου που εμφανίζει τους κανόνες σχεδίασης Ελέγξτε τις επιλογές εξόδου
Πίνακας διαμόρφωσης εργασίας εξόδου που εμφανίζει τους κανόνες σχεδίασης Ελέγξτε τις επιλογές εξόδου

Επανεξέταση παραβιάσεων του DRC

Ο πίνακας Μηνύματα εμφανίζει όλες τις παραβάσεις. Κάντε κλικ σε οποιαδήποτε παράβαση για να κάνετε ζουμ στην προβληματική τοποθεσία με επισημασμένους δείκτες.

Πίνακας μηνυμάτων που εμφανίζει παραβιάσεις DRC με λεπτομερείς περιγραφές σφαλμάτων και μεγεθυμένη προβολή της θέσης της παράβασης στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος
Πίνακας μηνυμάτων που εμφανίζει παραβιάσεις DRC με λεπτομερείς περιγραφές σφαλμάτων και μεγεθυμένη προβολή της θέσης της παράβασης στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος

Διόρθωση Συνηθισμένων Παραβιάσεων

Διορθώστε τις παραβιάσεις των κενών ασφαλείας μετακινώντας τις ιχνηλασίες. Διορθώστε τις παραβιάσεις πλάτους προσαρμόζοντας τις ιδιότητες πλάτους ιχνηλασίας. Ολοκληρώστε όλες τις μη δρομολογημένες συνδέσεις. Προσαρμόστε την τοποθέτηση μέσω για να επιλύσετε τις παραβιάσεις μέσω.

Επίτευξη μηδενικών σφαλμάτων DRC

Διορθώνετε συνεχώς τις παραβιάσεις και εκτελείτε ξανά το DRC μέχρι ο πίνακας Μηνυμάτων να μην εμφανίζει κανένα σφάλμα. Βεβαιωθείτε ότι όλα τα δίκτυα δρομολογούνται χωρίς να έχουν απομείνει γραμμές φωλιάς αρουραίων.

Προσθήκη Τελικών Πινελιών και Τεκμηρίωσης

Προσθήκη οπών στερέωσης

Τοποθετήστε τις οπές στερέωσης στις γωνίες της πλακέτας χρησιμοποιώντας το Place → Pad. Για βίδες M3, χρησιμοποιήστε διάμετρο οπών 3.2 mm. Τοποθετήστε τις οπές σε απόσταση τουλάχιστον 3-5 mm από τις άκρες της πλακέτας.

Κείμενο και πληροφορίες μεταξοτυπίας

Προσθέστε πληροφορίες αναγνώρισης χρησιμοποιώντας το επίπεδο Τοποθέτηση → Σειρά χαρακτήρων στην επάνω επικάλυψη. Συμπεριλάβετε το όνομα του πίνακα, την αναθεώρηση, την ημερομηνία και τις προδιαγραφές. Βεβαιωθείτε ότι το κείμενο είναι ευανάγνωστο (ύψος τουλάχιστον 1 mm) και δεν επικαλύπτει τα pads.

Μενού εργαλείων που εμφανίζει την επιλογή Προετοιμασία μεταξοτυπίας για τη διαχείριση στοιχείων μεταξοτυπίας
Μενού εργαλείων που εμφανίζει την επιλογή Προετοιμασία μεταξοτυπίας για τη διαχείριση στοιχείων μεταξοτυπίας
Παράθυρο διαλόγου προετοιμασίας μεταξοτυπίας που εμφανίζει πίνακα με κείμενο μεταξοτυπίας και προσδιοριστές εξαρτημάτων
Παράθυρο διαλόγου προετοιμασίας μεταξοτυπίας που εμφανίζει πίνακα με κείμενο μεταξοτυπίας και προσδιοριστές εξαρτημάτων

Δείκτες άκρων και διαστάσεων πίνακα

Προσθέστε δείκτες διαστάσεων χρησιμοποιώντας την επιλογή Τοποθέτηση → Διάσταση → Γραμμική διάσταση στη στρώση Μηχανική 1. Αυτό βοηθά στην επαλήθευση του μεγέθους της πλακέτας και στον σχεδιασμό του περιβλήματος.

Επαλήθευση εκκαθάρισης μεταξοτυπίας

Βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν επικαλύψεις μεταξοτυπίας χρησιμοποιώντας Προβολή → Συνδέσεις → Εμφάνιση πλαισίων. Μετακινήστε τυχόν κείμενο που βρίσκεται σε διένεξη για να διαγράψετε περιοχές.

Τρισδιάστατη απεικόνιση και ανασκόπηση

Ρυθμίσεις διαμόρφωσης τρισδιάστατης προβολής

Τόσο η δισδιάστατη όσο και η τρισδιάστατη προβολή είναι οργανωμένες στον πίνακα "Διαμόρφωση προβολής". Για να εμφανίσετε τον πίνακα: πατήστε τη συντόμευση L; χρησιμοποιήστε το κουμπί Πάνελ στην κάτω δεξιά γωνία του λογισμικού ή επιλέξτε το στοιχείο μενού Προβολή » Πίνακες » Διαμόρφωση προβολήςΌταν μεταβείτε σε λειτουργία διάταξης 3D, περισσότερες επιλογές για τον έλεγχο της παρουσίασης του πίνακα σε 3D γίνονται διαθέσιμες στην καρτέλα Επιλογές προβολής του πίνακα Διαμόρφωση προβολής.

Προβολή πίνακα διαμόρφωσης που εμφανίζει τις ρυθμίσεις 3D, συμπεριλαμβανομένων των επιλογών Προβολής, Ορθογραφίας/Προοπτικής και των στοιχείων ελέγχου διαφάνειας επιπέδων
Προβολή πίνακα διαμόρφωσης που εμφανίζει τις ρυθμίσεις 3D, συμπεριλαμβανομένων των επιλογών Προβολής, Ορθογραφίας/Προοπτικής και των στοιχείων ελέγχου διαφάνειας επιπέδων

Μετάβαση σε προβολή 3D

Πατήστε '3' ή επιλέξτε Προβολή → Μετάβαση σε 3D. Χρησιμοποιήστε το ποντίκι για περιστροφή (σύρσιμο με αριστερό κλικ), μετατόπιση (σύρσιμο με δεξί κλικ) και ζουμ (τροχός κύλισης) για να εξετάσετε από οποιαδήποτε γωνία.

Τρισδιάστατη απεικόνιση ενός ολοκληρωμένου PCB που δείχνει ρεαλιστική τοποθέτηση εξαρτημάτων και εμφάνιση της πλακέτας
Τρισδιάστατη απεικόνιση ενός ολοκληρωμένου PCB που δείχνει ρεαλιστική τοποθέτηση εξαρτημάτων και εμφάνιση της πλακέτας

Έλεγχος υψών και αποστάσεων εξαρτημάτων

Επαληθεύστε τα διάκενα μεταξύ των εξαρτημάτων σε τρισδιάστατη προβολή. Βεβαιωθείτε ότι τα ψηλά εξαρτήματα δεν παρεμβάλλονται. Ελέγξτε ότι ο σχεδιασμός ταιριάζει στο προβλεπόμενο περίβλημα μετρώντας το μέγιστο ύψος της πλακέτας.

Επιλογές εξαγωγής 3D

Εξαγωγή τρισδιάστατου μοντέλου χρησιμοποιώντας το Αρχείο → Εξαγωγή → STEP για λογισμικό μηχανολογικού CAD. Οι μηχανολόγοι μηχανικοί χρησιμοποιούν αυτές τις εξαγωγές για σχεδιασμό περιβλημάτων και επαλήθευση εφαρμογής.

Μενού εξαγωγής που εμφανίζει την επιλογή εξαγωγής STEP 3D για μηχανική ενσωμάτωση CAD
Μενού εξαγωγής που εμφανίζει την επιλογή εξαγωγής STEP 3D για μηχανική ενσωμάτωση CAD
Παράθυρο διαλόγου Επιλογές εξαγωγής STEP και προβολές τρισδιάστατου μοντέλου που δείχνουν την μπροστινή και την πίσω όψη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB)
Παράθυρο διαλόγου Επιλογές εξαγωγής STEP και προβολές τρισδιάστατου μοντέλου που δείχνουν την μπροστινή και την πίσω όψη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB)

Το παράθυρο διαλόγου Επιλογές εξαγωγής, στο οποίο έχετε πρόσβαση κάνοντας διπλό κλικ σε ένα πρόσθετο αποτέλεσμα εξαγωγής STEP ή εκκινώντας την εντολή Αρχείο » Εξαγωγή » STEP 3D, παρέχει μια σειρά επιλογών, συμπεριλαμβανομένων επιλογών για τον προσδιορισμό των αντικειμένων του πίνακα που θα συμπεριληφθούν στο δημιουργημένο αρχείο.

Τελικοί έλεγχοι πριν από την κατασκευή

Πλήρης λίστα ελέγχου σχεδιασμού

Επαληθεύστε κάθε στοιχείο πριν από τη δημιουργία αρχείων κατασκευής:

  • Όλα τα στοιχεία τοποθετούνται λογικά
  • Όλα τα δίχτυα δρομολογημένα, μηδενική φωλιά αρουραίων
  • Επίπεδα γείωσης και στα δύο στρώματα με συρραφές διόδους
  • Το DRC πέρασε με 0 σφάλματα
  • Αναγνώσιμοι προσδιοριστές μεταξοτυπίας
  • Οι οπές στερέωσης τοποθετούνται σωστά
  • Οι διαστάσεις της σανίδας είναι σωστές
  • Επαληθεύτηκε η τρισδιάστατη προβολή

Δημιουργία Αρχείων Παραγωγής

Δημιουργήστε αρχεία Gerber μέσω Αρχείο → Έξοδοι Κατασκευής → Αρχεία Gerber και αρχεία NC Drill μέσω Αρχείο → Έξοδοι Κατασκευής → Αρχεία NC DrillΣυμβουλευτείτε τον κατασκευαστή σας για συγκεκριμένες απαιτήσεις.

Διαμόρφωση εργασίας εξόδου που εμφανίζει τις εξόδους κατασκευής με επιλογές αρχείων Gerber και αρχείων τρυπανιών NC
Διαμόρφωση εργασίας εξόδου που εμφανίζει τις εξόδους κατασκευής με επιλογές αρχείων Gerber και αρχείων τρυπανιών NC

Αποθήκευση και δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας του έργου

Αποθήκευση όλων των αρχείων με Ctrl+Shift+S. Δημιουργήστε ένα πλήρες αρχείο έργου χρησιμοποιώντας το Project → Archive Project για αντίγραφα ασφαλείας ή συνεργασία.

Συμπέρασμα

Συγχαρητήρια που ολοκληρώσατε αυτό το ολοκληρωμένο σεμινάριο διάταξης PCB! Έχετε μάθει ολόκληρη τη ροή εργασίας, από την εισαγωγή σχηματικών έως την προετοιμασία κατασκευής. Αυτές οι βασικές δεξιότητες, η στρατηγική τοποθέτηση, η επαγγελματική δρομολόγηση, η υλοποίηση του επιπέδου γείωσης και η διεξοδική επαλήθευση αποτελούν τα βασικά στοιχεία του εξειδικευμένου σχεδιασμού PCB. Συνεχίστε να αναπτύσσετε τις δεξιότητές σας σχεδιάζοντας ποικίλα κυκλώματα. Μελετήστε επαγγελματικά σχέδια, γίνετε μέλος των κοινοτήτων PCB και ελέγξτε τις κατασκευασμένες πλακέτες σας για να μάθετε από τις επιτυχίες και τα λάθη.

Σας ευχαριστούμε που παρακολουθήσατε αυτό το σεμινάριο. Το επόμενο βήμα σας: σχεδιάστε τη δική σας πλακέτα από την αρχή μέχρι το τέλος, εφαρμόζοντας όλα όσα έχετε μάθει. Καλή τύχη στο ταξίδι σας με το σχεδιασμό PCB!

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *