บทนำ

ยินดีต้อนรับสู่บทช่วยสอนการออกแบบ PCB ด้วย Altium Designer ที่ครอบคลุมทุกด้าน คู่มือนี้ให้คำแนะนำทีละขั้นตอนอย่างละเอียดสำหรับการเปลี่ยนแบบร่างวงจรที่เสร็จสมบูรณ์ของคุณให้เป็นแผงวงจรพิมพ์ระดับมืออาชีพที่พร้อมสำหรับการผลิต ไม่ว่าคุณจะกำลังออกแบบ PCB ครั้งแรกหรือกำลังพัฒนาทักษะของคุณ บทช่วยสอนนี้ครอบคลุมทุกขั้นตอนที่สำคัญพร้อมตัวอย่างที่ใช้งานได้จริง

Altium Designer เป็นซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB มาตรฐานอุตสาหกรรมที่วิศวกรและบริษัทหลายพันแห่งทั่วโลกไว้วางใจ คุณสมบัติอันทรงพลังของซอฟต์แวร์นี้ช่วยให้การออกแบบมีประสิทธิภาพ ตั้งแต่แผงวงจร 2 ชั้นแบบง่ายๆ ไปจนถึงระบบหลายชั้นที่ซับซ้อน บทช่วยสอนนี้มุ่งเน้นวิธีการปฏิบัติจริงโดยใช้โครงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าจริง เพื่อให้แน่ใจว่าคุณเข้าใจทั้งขั้นตอนและเหตุผลเบื้องหลังการตัดสินใจแต่ละครั้ง

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้

เมื่อทำตามบทช่วยสอนนี้จบ คุณจะเชี่ยวชาญสิ่งต่อไปนี้:

• กระบวนการออกแบบ PCB แบบครบวงจร ตั้งแต่แผนผังวงจรจนถึงไฟล์สำหรับการผลิต
• การนำเข้าแผนผังวงจรลงในโปรแกรมแก้ไข PCB โดยใช้คำสั่งเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรม (ECO)
• การจัดวางส่วนประกอบอย่างมีกลยุทธ์เพื่อการกำหนดเส้นทางและการรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ดีที่สุด
• การกำหนดค่ากฎการออกแบบเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการผลิต
• เทคนิคการกำหนดเส้นทางด้วยตนเองและแบบโต้ตอบ
• การสร้างระนาบพื้นและการจัดการการเททองแดง
• การตรวจสอบและแก้ไขการละเมิดกฎการออกแบบ (Design Rule Check - DRC)
• การสร้างภาพสามมิติและการเตรียมไฟล์สำหรับการผลิตขั้นสุดท้าย

เบื้องต้น

ก่อนเริ่มบทช่วยสอนนี้ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีสิ่งต่อไปนี้:

• ติดตั้งโปรแกรม Altium Designer แล้ว (แนะนำเวอร์ชัน 20 หรือใหม่กว่า)
• ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับแผนผังวงจรไฟฟ้าและสัญลักษณ์ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
• แบบร่างวงจรที่สมบูรณ์พร้อมสำหรับการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
• มีความคุ้นเคยกับอินเทอร์เฟซของ Altium Designer (จะเป็นประโยชน์ แต่ไม่จำเป็น)
• ข้อกำหนดการออกแบบของผู้ผลิต PCB (ความกว้างของลายวงจร ระยะห่าง ขนาดของรูเชื่อมต่อ)

ภาพรวมโครงการตัวอย่าง

บทช่วยสอนนี้ใช้ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม: วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM7805 ที่เรียบง่ายแต่สมบูรณ์ โครงการนี้แสดงให้เห็นถึงแนวคิดพื้นฐานทั้งหมดของการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ในขณะที่ยังคงเข้าถึงได้ง่ายสำหรับผู้เริ่มต้น วงจรนี้แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูง (7-35V) ให้เป็นเอาต์พุต 5V ที่เสถียร ซึ่งเป็นข้อกำหนดทั่วไปในโครงการอิเล็กทรอนิกส์หลายโครงการ นอกจากนี้ยังมีคำแนะนำทีละขั้นตอนเกี่ยวกับวิธีการใช้งานและใช้งานซอฟต์แวร์ Altium Designer มีการกล่าวถึงฟังก์ชันและคุณสมบัติต่างๆ ด้วย

ข้อมูลจำเพาะของโครงการ:

• วงจร: ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น LM7805 พร้อมตัวกรองอินพุต/เอาต์พุต
• ส่วนประกอบ: ประมาณ 10-15 ชิ้น รวมถึงไอซี ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน และ LED
• ขนาดแผ่นวงจร: 50 มม. × 40 มม. (ดีไซน์กะทัดรัด เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบ)
• จำนวนชั้น: ดีไซน์ 2 ชั้น (ชั้นทองแดงด้านบนและด้านล่าง)
• ระดับความซับซ้อน: เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้น แต่ยังคงแสดงให้เห็นถึงเทคนิคระดับมืออาชีพ

การสร้างเอกสาร PCB ใหม่

ขั้นตอนแรกในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) คือการสร้างเอกสาร PCB ใหม่ภายในโปรเจ็กต์ Altium Designer ที่มีอยู่ของคุณ เอกสาร PCB นี้จะเชื่อมโยงกับแผนผังวงจรของคุณ ทำให้สามารถซิงโครไนซ์ส่วนประกอบและการเชื่อมต่อโดยอัตโนมัติผ่านระบบคำสั่งเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรม (Engineering Change Order) คุณสามารถสร้างโปรเจ็กต์ใหม่ได้ภายใน Altium Designer โดยใช้กล่องโต้ตอบ สร้างโปรเจ็กต์ (ไฟล์ » ใหม่ » โปรเจ็กต์)

การเพิ่มแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ลงในโครงการที่มีอยู่แล้ว

ในแผง Projects (โดยทั่วไปจะอยู่ทางด้านซ้ายของอินเทอร์เฟซ Altium) คุณจะเห็นโครงสร้างโปรเจ็กต์ของคุณ รวมถึงไฟล์แผนผังวงจร หากต้องการเพิ่มเอกสาร PCB ใหม่ ให้คลิกขวาที่ชื่อโปรเจ็กต์ของคุณที่ด้านบนของแผง จากเมนูบริบทที่ปรากฏขึ้น ให้ไปที่ 'Add New to Project' และเลือก 'PCB' Altium จะสร้างเอกสารแผงวงจรพิมพ์เปล่าและเพิ่มลงในโครงสร้างโปรเจ็กต์ของคุณ

บันทึกไฟล์ PCB ใหม่นี้ทันทีด้วยชื่อที่สื่อความหมายและตรงกับโครงการของคุณ ตัวอย่างเช่น หากโครงการของคุณคือ 'Voltage_Regulator' ให้ตั้งชื่อไฟล์ PCB ว่า 'Voltage_Regulator_PCB.PcbDoc' บันทึกไว้ในไดเร็กทอรีเดียวกับไฟล์แผนผังวงจรเพื่อความเป็นระเบียบเรียบร้อยของไฟล์โครงการ การตั้งชื่อตามหลักการนี้จะช่วยให้การจัดการไฟล์ออกแบบหลายไฟล์มีความชัดเจนยิ่งขึ้น

ทำความเข้าใจอินเทอร์เฟซของโปรแกรมแก้ไข PCB

เมื่อโปรแกรมแก้ไข PCB เริ่มทำงาน คุณจะเห็นพื้นที่ทำงานสีดำ (สีพื้นหลังเริ่มต้น ซึ่งสามารถกำหนดค่าได้ในการตั้งค่า) อินเทอร์เฟซประกอบด้วยองค์ประกอบหลักหลายอย่าง ได้แก่ พื้นที่ทำงานหลักตรงกลางที่คุณจะออกแบบ PCB แผงโครงการทางด้านซ้ายที่แสดงโครงสร้างโครงการของคุณ แผง PCB (โดยปกติจะอยู่ทางด้านขวา) ที่ให้การเข้าถึงเลเยอร์และวัตถุอย่างรวดเร็ว แผงคุณสมบัติสำหรับการดูและแก้ไขคุณสมบัติของวัตถุ และแผงข้อความด้านล่างสำหรับแสดงคำเตือนและข้อผิดพลาด

แถบเครื่องมือด้านบนประกอบด้วยคำสั่งที่ใช้บ่อยสำหรับการจัดวาง การกำหนดเส้นทาง และการดู ทำความคุ้นเคยกับแท็บเลเยอร์ที่ด้านล่างของพื้นที่ทำงาน แท็บเหล่านี้ช่วยให้สามารถสลับระหว่างเลเยอร์ทองแดง ซิลค์สกรีน หน้ากากบัดกรี และเลเยอร์อื่นๆ ของแผงวงจรพิมพ์ได้อย่างรวดเร็ว แถบสถานะที่ด้านล่างสุดแสดงพิกัดเคอร์เซอร์และเลเยอร์ที่ใช้งานอยู่ ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญระหว่างการทำงานด้านการจัดวางเลย์เอาต์

การนำแผนผังวงจรเข้าสู่การออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB Layout)

ระบบ Engineering Change Order (ECO) ใน Altium Designer ช่วยยืนยันการซิงโครไนซ์ที่ถูกต้องระหว่างแผนผังวงจรและแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) กระบวนการนี้จะแปลงส่วนประกอบ การเชื่อมต่อ (เน็ต) กฎการออกแบบ และข้อมูลแผนผังวงจรอื่นๆ ทั้งหมดให้อยู่ในสภาพแวดล้อมของ PCB เพื่อรักษาความสมบูรณ์ของการออกแบบตลอดวงจรชีวิตของโครงการ

ออกแบบ → นำเข้าการเปลี่ยนแปลงจากแผนผังวงจร

เมื่อเอกสาร PCB ของคุณเปิดใช้งานอยู่ (คลิกที่แท็บหากเปิดเอกสารหลายฉบับ) ให้ไปที่เมนู Design ในแถบเมนูด้านบน เลือก 'Import Changes from [YourProjectName].PrjPcb' ชื่อโปรเจ็กต์จะตรงกับชื่อโปรเจ็กต์จริงของคุณ การดำเนินการนี้จะเริ่มกระบวนการ ECO โดยเปรียบเทียบแผนผังวงจรของคุณกับสถานะ PCB ปัจจุบัน และระบุสิ่งที่ต้องเพิ่ม ลบ หรือแก้ไข

หน้าต่างคำสั่งเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรมจะปรากฏขึ้น โดยแสดงรายการการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่จะนำไปใช้กับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณ ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนการตรวจสอบที่สำคัญมาก โปรดใช้เวลาทำความเข้าใจสิ่งที่ Altium ระบุไว้ก่อนที่จะดำเนินการต่อไป

การตรวจสอบคำสั่งเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรม (ECO)

หน้าต่าง ECO แสดงการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบที่มีโครงสร้าง ส่วน 'เพิ่มส่วนประกอบ' จะแสดงรายการส่วนประกอบทั้งหมดจากแผนผังวงจรของคุณที่จะถูกเพิ่มลงใน PCB – ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีชิ้นส่วนที่คาดหวังทั้งหมดอยู่ (IC, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ, ตัวเชื่อมต่อ ฯลฯ) ตรวจสอบรหัสส่วนประกอบ (U1, R1, C1 ฯลฯ) เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดขาดหายไป

ส่วน 'เพิ่มเน็ต' แสดงการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าทั้งหมดจากแผนผังวงจรของคุณ ชื่อเน็ตแต่ละชื่อสอดคล้องกับการเชื่อมต่อในวงจรของคุณ (VCC, GND, ชื่อสัญญาณ ฯลฯ) คำเตือนจะปรากฏเป็นสีเหลือง ซึ่งโดยทั่วไปบ่งชี้ถึงปัญหาเล็กน้อย เช่น ขาที่ไม่ได้เชื่อมต่อ ข้อผิดพลาดจะปรากฏเป็นสีแดงและต้องแก้ไขก่อนดำเนินการต่อ คำเตือนทั่วไป ได้แก่ ขาจ่ายไฟที่ไม่ได้เชื่อมต่อบนไอซี ซึ่งอาจเป็นเจตนาในการออกแบบของคุณ

ก่อนดำเนินการเปลี่ยนแปลงใดๆ โปรดคลิกปุ่ม 'ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลง' ที่ด้านล่างของหน้าต่าง เพื่อทำการตรวจสอบขั้นสุดท้ายว่ามีปัญหาใดๆ ที่อาจขัดขวางการนำเข้าหรือไม่ เครื่องหมายถูกสีเขียวแสดงว่าการตรวจสอบผ่านแล้ว หากพบข้อผิดพลาด โปรดกลับไปที่แผนผังวงจรของคุณเพื่อแก้ไขปัญหา จากนั้นเริ่มกระบวนการนำเข้าใหม่

ดำเนินการเปลี่ยนแปลง

เมื่อการตรวจสอบความถูกต้องผ่านไปได้ด้วยดี ให้คลิกปุ่ม 'Execute Changes' Altium จะประมวลผลการเปลี่ยนแปลงแต่ละรายการ โดยเพิ่มส่วนประกอบและเน็ตเวิร์กไปยัง PCB ของคุณ คุณจะเห็นตัวบ่งชี้ความคืบหน้าขณะที่การนำเข้าเสร็จสมบูรณ์ เมื่อเสร็จสิ้นแล้ว ส่วนประกอบทั้งหมดจากแผนผังวงจรของคุณจะปรากฏในพื้นที่ทำงาน PCB โดยในตอนแรกจะเรียงซ้อนกันในกรอบสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่เรียกว่า 'Room'

เส้นประสีขาวหรือสีเทาบางๆ ที่เชื่อมต่อแผ่นรองของชิ้นส่วนต่างๆ จะปรากฏให้เห็น ซึ่งแสดงถึงการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าจากแผนผังวงจรของคุณ เส้นเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าแผ่นรองใดบ้างที่ต้องเชื่อมต่อด้วยลายทองแดงในระหว่างการเดินสาย เส้นประนี้ทำหน้าที่เป็นแนวทางภาพตลอดกระบวนการออกแบบวงจร และจะหายไปเมื่อคุณทำการเชื่อมต่อแต่ละครั้งเสร็จสมบูรณ์

รูปทรงและโครงสร้างของบอร์ด

การกำหนดโครงร่างทางกายภาพของแผ่นวงจรและการกำหนดค่าพารามิเตอร์พื้นฐานของแผ่นวงจรเป็นการวางรากฐานสำหรับการออกแบบเลย์เอาต์ PCB ของคุณ รูปทรงของแผ่นวงจรจะกำหนดขอบเขตทางกายภาพที่ส่วนประกอบและเส้นทางการเดินสายทั้งหมดต้องพอดี ในขณะที่คุณสมบัติของแผ่นวงจรจะส่งผลต่อความเป็นไปได้ในการผลิตและประสิทธิภาพทางไฟฟ้า

การกำหนดโครงร่างของคณะกรรมการ

โครงร่างของแผงวงจรระบุรูปร่างและขนาดทางกายภาพของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่เสร็จสมบูรณ์ของคุณ สำหรับบทเรียนนี้ เราจะสร้างแผงวงจรสี่เหลี่ยมผืนผ้าอย่างง่ายขนาด 50 มม. × 40 มม. ไปที่เมนู Design แล้วเลือก 'Board Shape' จากนั้นเลือก 'Define from selected objects' หรืออีกวิธีหนึ่ง คุณสามารถวาดโครงร่างด้วยตนเองโดยใช้ Place → Line ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เลือก Board Layer (หรือเรียกว่า Keep-Out Layer) จากเมนูแบบเลื่อนลงของเลเยอร์

ในการวาดเส้นขอบสี่เหลี่ยมผืนผ้าด้วยตนเอง ให้คลิกที่มุมแรกของรูปทรงบอร์ดที่คุณต้องการ จากนั้นเลื่อนไปยังมุมที่สองแล้วคลิกอีกครั้ง แล้ววาดต่อไปรอบสี่เหลี่ยมผืนผ้า โดยดับเบิ้ลคลิกที่มุมสุดท้ายเพื่อปิดรูปทรง Altium จะจดจำเส้นขอบที่ปิดแล้วนี้เป็นขอบบอร์ดของคุณ เส้นขอบจะปรากฏเป็นเส้นหนาที่มีลักษณะพิเศษ แตกต่างจากเส้นวงจรทั่วไป เส้นขอบนี้สร้างพื้นที่ห้ามวาง ซึ่งป้องกันไม่ให้ส่วนประกอบและเส้นวงจรถูกวางนอกพื้นที่บอร์ด

การตั้งค่าและคุณสมบัติของบอร์ด

เข้าถึงการกำหนดค่าบอร์ดอย่างละเอียดได้ที่ ออกแบบ → ตัวเลือกบอร์ด หน้าต่างนี้ให้การควบคุมที่ครอบคลุมเกี่ยวกับขนาดบอร์ด การตั้งค่าตาราง และการตั้งค่าการแสดงผล ตั้งค่าขนาดบอร์ดอย่างแม่นยำหากคุณวาดโครงร่างด้วยตนเองหรือต้องการปรับโครงร่างที่มีอยู่ สำหรับโครงการของเรา ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขนาดกว้าง 50 มม. × สูง 40 มม. อย่างถูกต้อง

การตั้งค่ากริดมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพในการจัดวางและการเดินสาย กริดที่แนะนำสำหรับงาน PCB ทั่วไปคือ 25 มิล (0.635 มม.) หรือ 50 มิล (1.27 มม.) โดยทั่วไปแล้วแผ่นรองของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะอยู่ห่างกัน 50 มิลหรือ 100 มิล ดังนั้นการใช้ค่ากริดที่เหมาะสมจะช่วยให้จัดตำแหน่งได้ง่าย ตั้งค่าหน่วยที่คุณต้องการ (มิลลิเมตร) ตามไลบรารีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และความชอบส่วนตัวของคุณ การออกแบบสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้หน่วยเมตริก (มม.)

ทำให้สามารถ 'จัดวางให้ตรงกับตาราง' เพื่อให้การจัดวางและการเดินสายส่วนประกอบมีความแม่นยำและเป็นมืออาชีพมากขึ้น คุณสามารถยกเลิกการล็อกตำแหน่งตามตารางชั่วคราวได้โดยการกดปุ่ม Ctrl ค้างไว้ขณะวางหรือเคลื่อนย้ายวัตถุ เมื่อต้องการจัดวางตำแหน่งอย่างละเอียด

ตัวจัดการสแต็กเลเยอร์

โครงสร้างชั้นของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) กำหนดโครงสร้างทางกายภาพของแผ่นวงจรพิมพ์ รวมถึงจำนวนชั้นทองแดง ความหนา และวัสดุฉนวนไดอิเล็กทริกที่อยู่ระหว่างชั้น คุณสามารถเข้าถึงการกำหนดค่าที่สำคัญนี้ได้ผ่านทาง Design → Layer Stack Manager สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ 2 ชั้นของเรา โครงสร้างชั้นประกอบด้วยชั้นทองแดงด้านบน วัสดุไดอิเล็กทริกแกนกลาง (โดยทั่วไปคือใยแก้ว FR-4) และชั้นทองแดงด้านล่าง

กำหนดความหนาของทองแดงไว้ที่ 1 ออนซ์ (35 ไมโครเมตร) ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับผู้ผลิต PCB ส่วนใหญ่ และให้ความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าที่ดีสำหรับวงจรทั่วไป ความหนาของฉนวนสำหรับบอร์ด 2 ชั้นโดยทั่วไปคือ 1.6 มม. โดยที่แกน FR-4 ประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของขนาดนี้ วัสดุ FR-4 มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (Er) ประมาณ 4.5 ที่ 1 เมกะเฮิร์ตซ์ ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการออกแบบความถี่สูง แต่มีความสำคัญน้อยกว่าสำหรับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเรา

ตรวจสอบข้อกำหนดของผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างชั้นของแผ่นทองแดงตรงกับความสามารถของพวกเขา ผู้ผลิตบางรายมีน้ำหนักทองแดงขั้นต่ำ (บางกว่า 1 ออนซ์) หรือความหนาสูงสุดที่พวกเขาสามารถผลิตได้อย่างน่าเชื่อถือ การกำหนดค่าโครงสร้างชั้นของแผ่นทองแดงให้ถูกต้องตั้งแต่เริ่มต้นจะช่วยป้องกันการออกแบบใหม่ที่มีค่าใช้จ่ายสูงในภายหลัง

การกำหนดกฎเกณฑ์การออกแบบ

กฎการออกแบบเป็นรากฐานของการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และประสิทธิภาพทางไฟฟ้า กฎเหล่านี้กำหนดข้อจำกัดสำหรับความกว้างของลายวงจร ระยะห่างระหว่างวัตถุ ขนาดของรูเชื่อมต่อ และพารามิเตอร์สำคัญอื่นๆ การกำหนดค่ากฎการออกแบบที่เหมาะสมจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาในการผลิตและทำให้มั่นใจได้ว่าแผงวงจรของคุณสามารถผลิตได้อย่างน่าเชื่อถือ ระบบกฎการออกแบบของ Altium ใช้ลำดับความสำคัญ โดยกฎที่เฉพาะเจาะจงกว่าจะแทนที่กฎทั่วไปเมื่อเกิดข้อขัดแย้ง

บทสนทนาเกี่ยวกับกฎการออกแบบเบื้องต้น

เข้าถึงระบบกฎการออกแบบที่ครอบคลุมผ่านทาง การออกแบบ → กฎเกณฑ์ หน้าต่างโต้ตอบกฎการออกแบบจะเปิดขึ้น โดยแสดงหมวดหมู่กฎในโครงสร้างแบบต้นไม้ทางด้านซ้าย หมวดหมู่ต่างๆ ได้แก่ ไฟฟ้า (สำหรับความสมบูรณ์ของสัญญาณ), การกำหนดเส้นทาง (สำหรับเส้นทางเดินสายและรูเชื่อมต่อ), การผลิต (สำหรับข้อจำกัดในการผลิต), ความเร็วสูง (สำหรับการควบคุมอิมพีแดนซ์), การจัดวาง (สำหรับระยะห่างของส่วนประกอบ) และความสมบูรณ์ของสัญญาณ (สำหรับการจำลองขั้นสูง)

แต่ละกฎจะมีค่าลำดับความสำคัญ – กฎที่มีลำดับความสำคัญสูงกว่าจะมีผลบังคับใช้เมื่อมีหลายกฎที่อาจใช้กับวัตถุเดียวกันได้ ลำดับชั้นนี้ช่วยให้คุณสามารถกำหนดค่าเริ่มต้นทั่วไป (ลำดับความสำคัญต่ำ) และข้อยกเว้นเฉพาะ (ลำดับความสำคัญสูง) สำหรับเน็ตเวิร์กหรือคลาสส่วนประกอบได้

กฎสำคัญที่ต้องกำหนดค่า

มีกฎหลายข้อที่ต้องกำหนดค่าก่อนเริ่มงานออกแบบเลย์เอาต์ กฎที่สำคัญที่สุดส่งผลต่อความสามารถในการผลิตและความปลอดภัยทางไฟฟ้า ผู้ผลิต PCB แต่ละรายจะเผยแพร่ความสามารถในการออกแบบ – ใช้ข้อกำหนดเหล่านี้เพื่อกำหนดกฎของคุณให้เหมาะสม

ก. ข้อจำกัดด้านระยะห่าง

ระยะห่าง (Clearance) คือระยะห่างขั้นต่ำระหว่างวัตถุทองแดงต่างๆ เช่น ลายวงจร แผ่นรอง รูปหลายเหลี่ยม เป็นต้น ไปที่ การกำหนดเส้นทาง (Routing) → ระยะห่าง (Clearance) ในแผนผังกฎ กำหนดค่าระยะห่างขั้นต่ำตามความสามารถของผู้ผลิต โดยทั่วไปคือ 0.2 มม. (8 มิล) สำหรับการผลิตแบบมาตรฐาน หรือ 0.15 มม. (6 มิล) สำหรับกระบวนการขั้นสูง ระยะห่างนี้ช่วยป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรในระหว่างการผลิตและการใช้งาน

ควรพิจารณาการสร้างกฎการเว้นระยะห่างแยกต่างหากสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน วงจรแรงดันสูง (สูงกว่า 50V) ต้องการระยะห่างที่มากขึ้นเพื่อป้องกันการเกิดประกายไฟ คุณสามารถสร้างกฎเฉพาะสำหรับแต่ละเน็ตได้โดยการกำหนดคลาสของเน็ต (เช่น 'เน็ตกำลัง' ซึ่งรวมถึง VCC และ VIN) และใช้ค่าระยะห่างที่แตกต่างกันกับคลาสเหล่านี้ สำหรับตัวควบคุมแรงดัน 5V ของเรา ระยะห่างมาตรฐานก็เพียงพอสำหรับทุกเน็ตแล้ว

ข. ข้อจำกัดด้านความกว้าง

กฎความกว้างของเส้นทางการเดินสายกำหนดขนาดที่ยอมรับได้สำหรับเส้นทางการเดินสาย ไปที่ การเดินสาย → ความกว้าง สำหรับเส้นทางสัญญาณ ให้ตั้งค่าความกว้างขั้นต่ำเป็น 0.15 มม. (6 มิล) ความกว้างที่แนะนำเป็น 0.25 มม. (10 มิล) และความกว้างสูงสุดเป็น 2 มม. ความกว้างที่แนะนำคือค่าที่ Altium ใช้เป็นค่าเริ่มต้นระหว่างการเดินสายแบบโต้ตอบ การเลือก 0.25 มม. จะให้ความสมดุลที่ดีระหว่างความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าและประสิทธิภาพการใช้พื้นที่

เส้นทางเดินสายไฟต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษ สร้างกฎความกว้างแยกต่างหากสำหรับเส้นทางเดินสายไฟ (VCC, VIN, VOUT, GND หากไม่ได้ใช้การเททองแดง) กำหนดความกว้างขั้นต่ำ 0.5 มม. ความกว้างที่เหมาะสมคือ 0.8 มม. ถึง 1 มม. และความกว้างสูงสุด 2 มม. หรือมากกว่านั้น เส้นทางเดินสายไฟที่กว้างขึ้นจะช่วยลดความต้านทานและแรงดันตก ซึ่งมีความสำคัญต่อการกระจายพลังงาน การคำนวณความกว้างของเส้นทางเดินสายไฟที่ต้องการโดยพิจารณาจากกระแสไฟฟ้าที่คาดการณ์ไว้ ให้ใช้มาตรฐาน IPC-2221 หรือเครื่องคำนวณความกว้างของเส้นทางเดินสายไฟออนไลน์

ค. การกำหนดเส้นทางผ่านสไตล์

Via คือตัวเชื่อมต่อลายวงจรระหว่างชั้นทองแดงที่แตกต่างกัน ไปที่ Routing → Routing Via Style เพื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์ของ Via ตั้งค่าเส้นผ่านศูนย์กลางของ Via (แผ่นทองแดงรอบรู) เป็น 0.6 มม. และขนาดรู Via (รูที่เจาะผ่านแผ่นวงจร) เป็น 0.3 มม. การกำหนดค่านี้จะให้วงแหวนทองแดงขนาด 0.15 มม. (ทองแดงที่เหลืออยู่รอบรูหลังจากเจาะ) ซึ่งตรงตามข้อกำหนดขั้นต่ำของผู้ผลิตส่วนใหญ่

รูเชื่อมต่อขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8 มม. / รูขนาด 0.4 มม.) ให้ความน่าเชื่อถือและความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าที่ดีกว่า แต่ใช้พื้นที่บนแผงวงจรมากกว่า รูเชื่อมต่อขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.4 มม. / รูขนาด 0.2 มม.) ประหยัดพื้นที่ แต่Hอาจมีต้นทุนการผลิตเพิ่มเติม สำหรับแผงวงจร 2 ชั้นแบบง่ายของเรา รูเชื่อมต่อขนาด 0.6 มม./0.3 มม. ให้ความสมดุลที่ยอดเยี่ยม

ง. กฎระเบียบการผลิต

กฎการผลิตยืนยันว่าการออกแบบของคุณสามารถผลิตได้อย่างน่าเชื่อถือ ตั้งค่าวงแหวนขั้นต่ำเป็น 0.15 มม. (การผลิต → วงแหวนขั้นต่ำ)วิธีนี้จะช่วยให้มีทองแดงเหลืออยู่เพียงพอรอบๆ รูที่เจาะหลังจากค่าความคลาดเคลื่อนในการผลิต ตั้งค่าข้อจำกัดขนาดรู (การผลิต → ขนาดรู) โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำ 0.2 มม. และสูงสุด 6 มม. เพื่อให้เหมาะสมกับความสามารถของดอกสว่านทั่วไป

ตั้งระยะห่างระหว่างรู (การผลิต → ระยะห่างระหว่างรู) ควรมีระยะห่างอย่างน้อย 0.5 มม. ระยะห่างนี้ช่วยป้องกันดอกสว่านหักระหว่างการผลิตและรับประกันความแข็งแรงของแผ่นวงจรพิมพ์อย่างเพียงพอ ควรตรวจสอบข้อกำหนดการออกแบบและกำหนดกฎเกณฑ์ของบริษัทผู้ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ที่คุณเลือกใช้เสมอ เพื่อให้ตรงตามหรือเกินกว่าข้อกำหนดของพวกเขา

กลยุทธ์การจัดวางส่วนประกอบ

การจัดวางชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดขั้นตอนหนึ่งในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ การจัดวางที่ไม่ดีจะทำให้การเดินสายทำได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้ และอาจทำให้เกิดปัญหาด้านความสมบูรณ์ของสัญญาณ การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า และปัญหาด้านความร้อน การจัดวางที่ดีจะทำให้การเดินสายทำได้ง่ายขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพของแผงวงจร ควรใช้เวลาวางแผนการจัดวางอย่างรอบคอบก่อนเริ่มการเดินสายใดๆ การทำเช่นนี้จะง่ายกว่ามากในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนหลังจากเริ่มการเดินสายแล้ว

การจัดวางองค์ประกอบ (ห้อง)

หลังจากนำเข้าจากแผนผังแล้ว ส่วนประกอบทั้งหมดจะปรากฏเรียงซ้อนกันในโครงร่าง 'ห้อง' สี่เหลี่ยมผืนผ้า สลับไปที่โหมดเค้าโครง 2 มิติ หากยังไม่ได้เปิดใช้งาน ((ดู → สลับไปใช้รูปแบบ 2 มิติ หรือกดปุ่ม '2') ฟีเจอร์ Room จะจัดเก็บส่วนประกอบที่นำเข้าไว้ด้วยกันในตอนเริ่มต้น ในการเริ่มต้นจัดวาง คุณจะต้องแยกส่วนประกอบเหล่านั้นออกเพื่อให้เข้าถึงได้ง่ายขึ้น

ใช้ เครื่องมือ → การจัดวางส่วนประกอบ → จัดเรียง ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกจัดวางโดยอัตโนมัติทั่วพื้นที่ทำงาน Altium จะกระจายส่วนประกอบในรูปแบบตารางนอกขอบเขตของบอร์ดของคุณ ซึ่งจะช่วยให้คุณมองเห็นชิ้นส่วนทั้งหมดได้อย่างชัดเจนและทำให้การเลือกและวางตำแหน่งแต่ละส่วนประกอบทำได้ง่ายขึ้น หรืออีกทางเลือกหนึ่ง คุณสามารถลากส่วนประกอบออกจากพื้นที่ทำงานทีละชิ้นได้ด้วยตนเอง

ส่วนประกอบที่เคลื่อนที่และหมุนได้

ในการย้ายส่วนประกอบ เพียงคลิกที่ส่วนประกอบนั้นแล้วลากไปยังตำแหน่งที่ต้องการ ส่วนประกอบจะจัดวางตามตารางโดยอัตโนมัติ ทำให้การจัดวางทำได้ง่าย ในขณะที่กำลังลากส่วนประกอบ ให้กดปุ่ม แถบเว้นวรรค เพื่อหมุนมัน โดยเพิ่มขึ้นทีละ 90 องศากดปุ่ม SPACE ค้างไว้จนกว่าการจัดวางชิ้นส่วนจะตรงกับความต้องการของคุณ ชิ้นส่วนรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าส่วนใหญ่ เช่น ไอซี ควรจัดวางให้ตรงกับขอบของแผงวงจร ในขณะที่ชิ้นส่วนอย่างเช่นตัวเก็บประจุ อาจต้องหมุนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดวางสายไฟ

หากต้องการจัดตำแหน่งให้แม่นยำยิ่งขึ้น ให้กดปุ่ม TAB ขณะลากส่วนประกอบเพื่อเปิดแผงคุณสมบัติ คุณสามารถป้อนพิกัด X และ Y ที่แน่นอน ตั้งค่าการหมุนเป็นมุมใดก็ได้ (ไม่ใช่แค่ 90 องศา) และปรับพารามิเตอร์อื่นๆ ได้ ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อวางส่วนประกอบแบบสมมาตรหรือในระยะห่างที่วัดได้เฉพาะเจาะจง

ใช้ มุมมอง → ตาราง → จัดวาง ไปที่ตารางเพื่อสลับการจัดวางตามตาราง ปิดใช้งานการจัดวางตามตารางชั่วคราวเมื่อคุณต้องการจัดวางแบบละเอียด จากนั้นเปิดใช้งานอีกครั้งสำหรับการจัดวางทั่วไป จัดวางส่วนประกอบหลายชิ้นในแนวนอนหรือแนวตั้งโดยใช้ แก้ไข → จัดแนว → จัดแนวซ้าย/ขวา/บน/ล่าง หลังจากเลือกส่วนประกอบต่างๆ โดยกดปุ่ม Shift ค้างไว้

การปรับแต่งตัวกำหนดและสกรีน

แต่ละส่วนประกอบจะมีตัวกำหนด (R1, C1, U1 เป็นต้น) ปรากฏอยู่บนชั้นซิลค์สกรีน ป้ายข้อความเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการประกอบแผงวงจรและการแก้ไขปัญหา แต่หากวางตำแหน่งไม่ถูกต้องอาจทำให้เค้าโครงดูรกได้ คลิกและลากตัวกำหนดเพื่อย้ายตำแหน่งโดยอิสระจากส่วนประกอบ วางตำแหน่งตัวกำหนดในตำแหน่งที่อ่านได้ แต่ไม่ทับซ้อนกับแผ่นรอง วงจร หรือส่วนประกอบอื่นๆ

ตัวระบุตำแหน่งจะอยู่ในเลเยอร์โอเวอร์เลย์ด้านบน (หรือโอเวอร์เลย์ด้านล่างสำหรับชิ้นส่วนที่อยู่ด้านล่าง) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวระบุตำแหน่งทั้งหมดมองเห็นได้ชัดเจนและวางในแนวที่ถูกต้อง – ข้อความแนวนอนอ่านง่ายที่สุด หากพื้นที่บนแผงวงจรมีตัวระบุตำแหน่งหนาแน่นเกินไป ให้พิจารณาย้ายตัวระบุตำแหน่งบางส่วนไปยังเลเยอร์ซิลค์สกรีนด้านล่าง แม้ว่าวิธีนี้จะทำให้การตรวจสอบการประกอบซับซ้อนขึ้นเล็กน้อยก็ตาม

ตรวจสอบขนาดตัวอักษรของตัวกำหนด (โดยทั่วไปมีความสูง 1 มม. ถึง 1.5 มม.) เพื่อให้สามารถอ่านได้ง่าย ตัวอักษรขนาดเล็กมาก (ต่ำกว่า 0.8 มม.) อาจพิมพ์ได้ยาก ตัวอักษรขนาดใหญ่มากเกินไปจะเปลืองพื้นที่บนกระดาน ใช้เมนู มุมมอง → แสดง → ตัวกำหนด เพื่อสลับการแสดงตัวกำหนดเมื่อคุณต้องการดูเค้าโครงแบบไม่รกตา

การจัดเรียงส่วนประกอบขั้นสุดท้าย

สำหรับวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเรา การจัดวางที่เหมาะสมที่สุดคือการวางไอซี LM7805 ไว้ตรงกลางของแผงวงจรเพื่อการกระจายความร้อน ตัวเก็บประจุขาเข้า (C1, C2) ถูกวางไว้ติดกับขาขาเข้าของไอซี (ขา 1) เพื่อลดกระแสวนความถี่สูงให้น้อยที่สุด ตัวเก็บประจุขาออก (C3, C4) ถูกวางไว้ใกล้กับขาขาออกของไอซี (ขา 3) ด้วยเหตุผลเดียวกัน

ขั้วต่ออินพุต (J1) อยู่ที่ขอบด้านซ้ายของแผงวงจร ขั้วต่อเอาต์พุต (J2) อยู่ที่ขอบด้านขวา ส่วนประกอบไฟแสดงสถานะ LED (LED1, R1) อยู่ใกล้กับส่วนเอาต์พุต การเชื่อมต่อกราวด์ของส่วนประกอบทั้งหมดก่อให้เกิดเส้นทางส่งกลับตามธรรมชาติ ซึ่งเราจะเชื่อมต่อโดยใช้ระนาบกราวด์แทนการใช้เส้นทางเดินสัญญาณแต่ละเส้นในส่วนถัดไป

ก่อนดำเนินการวางเส้นทางวงจร โปรดตรวจสอบสิ่งเหล่านี้ก่อน: ส่วนประกอบทั้งหมดอยู่ภายในขอบเขตของแผงวงจร; ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกันในเชิงฟังก์ชันถูกจัดกลุ่มไว้ด้วยกัน; การไหลของสัญญาณเป็นไปตามหลักตรรกะ; เส้นทางวงจรมีการไขว้กันน้อยที่สุด; ตัวระบุตำแหน่งทั้งหมดสามารถอ่านได้และอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งหลังจากวางเส้นทางวงจรแล้วจะเสียเวลาและน่าหงุดหงิด การลงทุนเวลาในขั้นตอนนี้เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดจึงเป็นสิ่งสำคัญ

การเดินสายวงจรพิมพ์ (PCB Routing) – การเชื่อมต่อชิ้นส่วนต่างๆ

การกำหนดเส้นทางวงจรจะสร้างร่องทองแดงที่เชื่อมต่อแผ่นรองของชิ้นส่วนต่างๆ ทางไฟฟ้าตามแผนผังวงจรของคุณ นี่คือจุดที่การออกแบบวงจรของคุณกลายเป็นความจริงทางกายภาพ Altium มีเครื่องมือการกำหนดเส้นทางแบบโต้ตอบที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งผสมผสานการควบคุมด้วยตนเองเข้ากับความช่วยเหลืออัจฉริยะอย่างลงตัว

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเลเยอร์การกำหนดเส้นทาง

แผงวงจร 2 ชั้นของเรามีชั้นการเดินสายทองแดงสองชั้น ได้แก่ ชั้นบน (โดยทั่วไปแสดงด้วยสีแดง) และชั้นล่าง (โดยทั่วไปแสดงด้วยสีน้ำเงิน) กดปุ่ม + ระหว่างการเดินสายเพื่อสลับจากชั้นบนไปยังชั้นล่าง กดปุ่ม – เพื่อสลับจากชั้นล่างไปยังชั้นบน Altium จะวาง vias โดยอัตโนมัติที่จุดสลับ

หลักการกำหนดเส้นทางด้วยตนเอง

สามารถเข้าถึงการกำหนดเส้นทางแบบโต้ตอบได้โดยไปที่ Route → Interactive Routing หรือโดยการกดปุ่ม Ctrl+W คลิกที่แผ่นวงจรที่ยังไม่ได้กำหนดเส้นทางเพื่อเริ่มกำหนดเส้นทางจากจุดนั้น กดปุ่ม SPACE ระหว่างการกำหนดเส้นทางเพื่อสลับโหมดการกำหนดเส้นทาง: มุม 90 องศา มุม 45 องศา และการกำหนดเส้นทางมุมใดก็ได้ สำหรับแผงวงจรระดับมืออาชีพ ให้ใช้การกำหนดเส้นทางมุม 45 องศาเท่านั้น

การเดินสายไฟและสายดิน

เส้นทางจ่ายไฟใช้กระแสไฟฟ้าสูงกว่าและต้องการเส้นทางที่กว้างกว่า ควรวางเส้นทางเหล่านี้ก่อน โดยใช้ความกว้างของเส้นทางตั้งแต่ 0.8 มม. ถึง 1.0 มม. กดปุ่ม TAB ขณะวางเส้นทางเพื่อเปิดคุณสมบัติและแก้ไขค่าความกว้าง

การสร้างพื้นราบ (การเททองแดง)

แผ่นกราวด์คือพื้นที่ขนาดใหญ่ของทองแดงที่เชื่อมต่อกับกราวด์ ทำให้เกิดเส้นทางส่งกลับที่มีความต้านทานต่ำและลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า แทนที่จะเดินสายกราวด์ทีละเส้น เราสร้างแผ่นทองแดงขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อแผ่นกราวด์ทั้งหมดโดยอัตโนมัติ

การกำหนดรูปหลายเหลี่ยมพื้นดิน

เข้าถึงตัวเลือกการเทสีรูปหลายเหลี่ยมได้โดยไปที่ Place → Polygon Pour หรือกด P แล้วตามด้วย G คลิกไปรอบๆ ขอบกระดานเพื่อกำหนดพื้นที่เติมสี ดับเบิ้ลคลิกเพื่อสร้างรูปหลายเหลี่ยมให้เสร็จสมบูรณ์และเปิดหน้าต่างคุณสมบัติ

การกำหนดค่าคุณสมบัติของรูปหลายเหลี่ยม

ตั้งค่า Net เป็น 'GND' เพื่อกำหนดให้รูปหลายเหลี่ยมนี้เป็นกราวด์ ตั้งค่า Layer เป็น 'Top Layer' เลือก 'Relief Connect' สำหรับ Connection Style เพื่อสร้างการเชื่อมต่อระบายความร้อนที่จำเป็นสำหรับการบัดกรี ตั้งค่า Clearance เป็น 0.2 มม.

การหล่อทองแดง

คลิกขวาที่เส้นขอบรูปหลายเหลี่ยม แล้วเลือก Polygon Actions → Repour All ระนาบพื้นจะเติมเต็มพื้นที่ว่างบนกระดาน โดยหลีกเลี่ยงวัตถุที่ไม่เข้ากันขณะเชื่อมต่อกับแผ่นพื้นทั้งหมด

การเชื่อมต่อระนาบกราวด์ด้วยเวีย

วางรูเชื่อมต่อ (vias) เพื่อเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของระนาบกราวด์ด้านบนและด้านล่าง วางรูเชื่อมต่อในระยะห่างที่สม่ำเสมอ (ทุกๆ 10-20 มม.) รอบแผ่นวงจร โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับขาต่อกราวด์ของไอซี

การตรวจสอบและยืนยันกฎการออกแบบ (DRC)

การตรวจสอบกฎการออกแบบ (Design Rule Check หรือ DRC) จะระบุข้อผิดพลาดก่อนการผลิต ห้ามส่งแผงวงจรไปผลิตหากยังไม่พบข้อผิดพลาด DRC เป็นศูนย์

การตรวจสอบกฎการออกแบบขณะดำเนินการ

เข้าถึง DRC ผ่านทาง เครื่องมือ → ตรวจสอบกฎการออกแบบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เปิดใช้งานทุกหมวดหมู่แล้ว คลิก 'เรียกใช้การตรวจสอบกฎการออกแบบ' เพื่อเริ่มการตรวจสอบ

การตรวจสอบการละเมิด DRC

แผงข้อความจะแสดงการละเมิดทั้งหมด คลิกที่การละเมิดใดก็ได้เพื่อซูมไปยังตำแหน่งที่มีปัญหาพร้อมเครื่องหมายไฮไลต์

การแก้ไขข้อผิดพลาดทั่วไป

แก้ไขปัญหาการเว้นระยะห่างที่ไม่ถูกต้องโดยการย้ายเส้นทางเดินสาย แก้ไขปัญหาความกว้างที่ไม่ถูกต้องโดยการปรับคุณสมบัติความกว้างของเส้นทางเดินสาย เชื่อมต่อส่วนที่ยังไม่ได้เดินสายทั้งหมดให้สมบูรณ์ ปรับตำแหน่ง vias เพื่อแก้ไขปัญหา vias ที่ไม่ถูกต้อง

บรรลุเป้าหมายข้อผิดพลาด DRC เป็นศูนย์

แก้ไขข้อผิดพลาดอย่างต่อเนื่องและเรียกใช้ DRC ซ้ำจนกว่าแผงข้อความจะแสดงข้อผิดพลาดเป็นศูนย์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครือข่ายทั้งหมดได้รับการกำหนดเส้นทางอย่างถูกต้องโดยไม่มีสายพันกันหลงเหลืออยู่

ขั้นตอนสุดท้ายในการเก็บรายละเอียดและจัดทำเอกสาร

การเพิ่มรูยึด

วางตำแหน่งรูยึดที่มุมของแผ่นวงจรโดยใช้เมนู Place → Pad สำหรับสกรู M3 ให้ใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรู 3.2 มม. วางตำแหน่งรูให้ห่างจากขอบแผ่นวงจรอย่างน้อย 3-5 มม.

ข้อความและข้อมูลการพิมพ์สกรีน

เพิ่มข้อมูลระบุตัวตนโดยใช้ Place → String บนเลเยอร์ Top Overlay ระบุชื่อบอร์ด เวอร์ชัน วันที่ และข้อมูลจำเพาะ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อความอ่านได้ชัดเจน (ความสูงอย่างน้อย 1 มม.) และไม่ทับซ้อนกับแผ่นรอง

ขอบกระดานและเครื่องหมายบอกขนาด

เพิ่มเครื่องหมายบอกขนาดโดยใช้ Place → Dimension → Linear Dimension บนเลเยอร์ Mechanical 1 วิธีนี้ช่วยตรวจสอบขนาดของแผงวงจรและช่วยในการออกแบบตัวกล่องหุ้ม

การตรวจสอบระยะห่างของการพิมพ์สกรีน

ตรวจสอบว่าไม่มีลายสกรีนทับซ้อนกับแผ่นรองโดยใช้ View → Connections → Show Pads ย้ายข้อความที่ขัดแย้งไปยังพื้นที่ว่าง

การแสดงภาพและการตรวจสอบแบบ 3 มิติ

การตั้งค่าการกำหนดค่ามุมมอง 3 มิติ

โหมดการแสดงผลทั้งแบบ 2 มิติและ 3 มิติถูกจัดระเบียบไว้ในแผงการกำหนดค่าการแสดงผล หากต้องการแสดงแผงดังกล่าวกดปุ่มลัด L; ใช้ปุ่ม Panels ที่ด้านล่างขวาของซอฟต์แวร์ หรือ เลือกรายการเมนู มุมมอง » แผง » การกำหนดค่ามุมมองเมื่อคุณเปลี่ยนไปใช้โหมดเค้าโครง 3 มิติ ตัวเลือกเพิ่มเติมในการควบคุมการแสดงผลกระดานในรูปแบบ 3 มิติจะปรากฏขึ้นในแท็บตัวเลือกการแสดงผล (View Options) ของแผงการกำหนดค่าการแสดงผล (View Configuration)

เปลี่ยนไปใช้มุมมอง 3 มิติ

กด '3' หรือเลือก ดู → เปลี่ยนเป็นโหมด 3 มิติ ใช้เมาส์ในการหมุน (คลิกซ้ายแล้วลาก), เลื่อน (คลิกขวาแล้วลาก) และซูม (ล้อเลื่อนของเมาส์) เพื่อตรวจสอบจากมุมใดก็ได้

การตรวจสอบความสูงและระยะห่างของชิ้นส่วน

ตรวจสอบระยะห่างของชิ้นส่วนในมุมมอง 3 มิติ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่มีความสูงไม่กีดขวางกัน ตรวจสอบว่าการออกแบบนั้นพอดีกับตู้ที่ต้องการโดยการวัดความสูงสูงสุดของแผงวงจร

ตัวเลือกการส่งออก 3 มิติ

ส่งออกโมเดล 3 มิติโดยใช้เมนู ไฟล์ → ส่งออก → STEP สำหรับซอฟต์แวร์ CAD ทางด้านเครื่องกล วิศวกรเครื่องกลใช้ไฟล์ที่ส่งออกเหล่านี้สำหรับการออกแบบโครงสร้างและการตรวจสอบความพอดี

หน้าต่างตัวเลือกการส่งออก ซึ่งเข้าถึงได้โดยการดับเบิ้ลคลิกที่เอาต์พุตการส่งออก STEP ที่เพิ่มเข้ามา หรือเรียกใช้คำสั่ง ไฟล์ » ส่งออก » STEP 3D จะมีตัวเลือกมากมาย รวมถึงตัวเลือกในการกำหนดว่าวัตถุบนบอร์ดใดจะถูกรวมอยู่ในไฟล์ที่สร้างขึ้น

ตรวจสอบขั้นสุดท้ายก่อนการผลิต

รายการตรวจสอบการออกแบบที่ครบถ้วน

ตรวจสอบแต่ละรายการก่อนสร้างไฟล์สำหรับการผลิต:

• ส่วนประกอบทั้งหมดถูกจัดวางอย่างมีเหตุผล
• ติดตั้งตาข่ายทุกเส้นเรียบร้อยแล้ว ไม่มีรังหนู
• ระนาบกราวด์บนทั้งสองชั้นพร้อมการเชื่อมต่อแบบ vias
• การตรวจสอบ DRC ผ่านโดยไม่มีข้อผิดพลาด
• ตัวระบุการพิมพ์ซิลค์สกรีนสามารถอ่านได้
• รูยึดติดตั้งอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม
• ขนาดของบอร์ดถูกต้อง
• ตรวจสอบมุมมอง 3 มิติแล้ว

การสร้างไฟล์การผลิต

สร้างไฟล์ Gerber ผ่าน ไฟล์ → ผลลัพธ์การผลิต → ไฟล์ Gerber และไฟล์เจาะ NC ผ่านทาง ไฟล์ → ผลลัพธ์การผลิต → ไฟล์เจาะ NCโปรดสอบถามผู้ผลิตสำหรับข้อกำหนดเฉพาะ

การบันทึกและสำรองข้อมูลโปรเจกต์

บันทึกไฟล์ทั้งหมดด้วย Ctrl+Shift+S สร้างไฟล์เก็บถาวรโครงการฉบับสมบูรณ์โดยใช้เมนู โครงการ → เก็บถาวรโครงการ เพื่อสำรองข้อมูลหรือใช้ในการทำงานร่วมกัน

สรุป

ขอแสดงความยินดีที่คุณได้เรียนรู้บทเรียนการออกแบบ PCB อย่างละเอียดครบถ้วนแล้ว! คุณได้เรียนรู้ขั้นตอนการทำงานทั้งหมด ตั้งแต่การนำเข้าแผนผังวงจรไปจนถึงการเตรียมการผลิต ทักษะพื้นฐานเหล่านี้ การจัดวางอย่างมีกลยุทธ์ การเดินสายอย่างมืออาชีพ การติดตั้งระนาบกราวด์ และการตรวจสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วน ล้วนเป็นพื้นฐานของการออกแบบ PCB ระดับผู้เชี่ยวชาญ พัฒนาทักษะของคุณต่อไปโดยการออกแบบวงจรที่หลากหลาย ศึกษาการออกแบบระดับมืออาชีพ เข้าร่วมชุมชน PCB และตรวจสอบแผงวงจรที่ผลิตแล้วของคุณเพื่อเรียนรู้จากความสำเร็จและข้อผิดพลาด

ขอบคุณที่ติดตามบทช่วยสอนนี้ ขั้นตอนต่อไปของคุณคือ ออกแบบแผงวงจรของคุณเองตั้งแต่ต้นจนจบ โดยนำทุกสิ่งที่คุณได้เรียนรู้ไปประยุกต์ใช้ ขอให้โชคดีกับการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ของคุณ!