Altium Designer に基づく回路図から PCB 設計へのガイドライン

PCB は、プリント サーキット ボードの略で、電子印刷技術によって製造され、コンポーネントの電気的接続を提供します。回路図は PCB 設計が固執しなければならない唯一の原則であり、回路設計者が設定した機能を最終的に実装するために、回路図の複雑さと PCB サイズに応じて PCB の層数を決定します。層の数に関して、PCB は単層、2 層、4 層、6 層、および複数の層を持つ他の種類の PCB に分類できます。電子技術の発展に伴い、PCB はあらゆる分野で広く適用され、ほぼすべての電子機器に組み込まれています。

PCB 設計ソフトウェアにはさまざまな種類があり、それぞれ長所と短所があります。この記事では、回路図の設計から PCB 設計ファイルの生成までのプロセスに Altium Designer を適用しています。

設計プロセス

• スキームの設計

あるタイプの製品を設計する前に、スキーム設計を実行し、回路の基本モジュールを計画し、回路図を作成する必要があり、これらはすべて手動で完了することができます。次に、PCB 設計プロセスを示すための例として、簡単な設計が適用されます。

• 回路図設計

すべてはアイデアから始まります。それから回路図が来て、最後に PCB 設計が来ます。回路図設計は PCB 設計の基本であり、PCB 設計の影響と相関しているため、回路図に問題があると、PCB にいくつかの間違いが発生する必要があります。したがって、スケマティック ダイアグラムの設計の正確性と精度を判断することが何よりも重要です。

• 概略図の確立

1)。 Altium Designer を開き、メイン インターフェイスに入ります。

優先度に従って、[ファイル]>>[新規]>>[プロジェクト]>>[PCB プロジェクト] をクリックし、このファイルを保存する前にエンジニアの設定を完了します。エンジニアリング ファイルを作成する利点の 1 つは、回路図シンボル ファイル (.schlib)、PCB パッケージ ファイル (.pcblib)、回路図ファイル (.SCH)、PCB ファイル (.PCB) などのファイルを簡単に管理できることです。すべてエンジニアリング ファイルに含まれています。回路図の翻訳・編集後、ネットリストがPCBに導かれるため、回路図とPCBが相関関係にあるとみなされ、ファイル間でインタラクティブな操作が行えます。それらが同じエンジニアリング ファイルに配置されていない場合、PCB と回路図は互いに独立していると見なされ、回路図のネット リストは PCB ファイルに自動的に導かれません。エンジニアリング ファイルがない場合、回路図へのパスは、PCB でネット リストをリードする過程で見つける必要があります。ある程度、エンジニアリング ファイルを作成する方が便利です。

2)。スケマティック ダイアグラムは、スケマティック シンボル間の完全な接続であるため、スケマティック ダイアグラム シンボルを最初に確立する必要があります。

エンジニアリング ファイルで、File>>New>>Libraries>>Schematic Libraries をクリックして保存します。スケマティック ダイアグラム ファイルで、必要なスケマティック シンボルを整然と確立します。この記事の回路では、スイッチ、LED、およびソケットはすべて回路に含まれており、これらのコンポーネントのシンボルは Altium Designer で維持されています。ただし、要件と完全に互換性のある設計を確立したい場合は、独自のライブラリを確立することをお勧めします。実際のところ、組み込みライブラリを使用しているエンジニアはほとんどいません。ライブラリを確立する過程で、対応するコンポーネントの仕様を見つける必要があります。これに基づいて、LED のアノードとカソード、またはトランジスタの 3 つの端子などのピン名とマークの正確性を設計で保証できます。

3)。 PCBパッケージングの確立。

File>>New>>Libraries>>PCB Libraries (.pcblib) をクリックして保存します。 PCB パッケージが十分に確立されているかどうかによって、PCB の製造可能性が決まります。上記のアノードとカソードと回路図記号の一致とは別に、多くの詳細にも焦点を当てる必要があります。たとえば、QFP パッケージには通常背面図が提供されるため、PCB パッケージの確立プロセスでイメージに合格する必要があるため、多くの注意を払う必要があります。そうでなければ、確立されたライブラリは反対です。部品のパッドやビアのサイズも原則に準拠しています。コンポーネント ビアのサイズはコンポーネント ピンの直径に依存し、パッドのサイズはビアのサイズに依存します。

LED の直径が 3mm、ピン スペースが 2.54mm、ピンの直径が 0.6mm の LED パッケージの例を見てみましょう。 PCB ライブラリのインターフェース:

a.パッドの配置
①.パッドのビア径=部品ピンの径+0.3mm+0.9mm;
②.パッドは円になるように設計されています。その直径 =パッドビアの直径 0.9mm + 1.2mm =2.1mm (通常、基板の 1 面 + 1.2mm、2 面 + 1.0mm);
③. SMTが適用される場合、パッドは通常最上層に配置されます;
④.配置座標：X(-1.27mm)、Y(0);
⑤.パッドは1ピンと定義されます(デジグネータは1と定義されます);
⑥. 2 番目のパッドは、配置座標が X (1.27mm) と Y (0) であることを除いて同じ方法で配置され、パッドはデジグネータが 2 として定義された 2 ピンになるように設計されています。

製造を容易にするために、部品パッケージでは部品の中心に原点が設定されています。これが、上記のパッドの座標がそれぞれ 1.27 と - である理由です。 1.27.

b.パッドを配置した直後にシルクスクリーンが描画されます。

c.ファイルに名前を付けて保存します。

4)。コンポーネントと PCB パッケージの回路図シンボルが確立されると、次は回路図シンボルと PCB パッケージの間の接続になります。

PCB パッケージは、コンポーネント属性の回路図シンボルに接続する必要があります。回路図シンボル ライブラリと PCB パッケージ ライブラリを確立した後、対応するライブラリを編集して翻訳する必要があります。一方、Altium Designer は各コンポーネントの情報をチェックし、エラーが発生した場合はヒント ウィンドウが自動的にポップされます。

5)。回路図。

回路図記号と PCB パッケージの確立後、回路図の描画が開始されます。プロジェクト ファイルで、[ファイル]> [新規]> [回路図] をクリックします。

回路図のインターフェイスでは、A4 図面がピックアップされます (実際には、プロジェクトに応じて適切な図面を選択できます)。次に、確立された回路図シンボルを見つけて、回路図インターフェイスに 1 つずつ配置します。最後に、ピンは電気接続線で接続する必要があります。

スケマティック ダイアグラムが完成すると、設計のエラーを自動的にチェックできます。スケマティック ダイアグラムで、完成したダイアグラムを右クリックし、ポップアップ メニューで [ドキュメントのコンパイル ***.Schdoc] を選択します。

• PCB ハエの設立

プロジェクト ファイルで、[ファイル]>>[新規]>>[PCB]>>[保存] をクリックします。

1)。システム構成に合わせてPCBの図面枠とそのサイズを設定できます。 Mechanical 1 では、PCB シート フレームが描画されます。この記事の例では、PCB のサイズは 62*55mm です。

2)。部品をリードイン。回路図やネットリストの部品情報をPCBにリード。 Design>>"Update PCB Document ***.pcbDOC">> "Validate Changes" および "Execute Changes" をクリックします。

3)。デザインルールの設定。この部分では、電源線とグランド線の線幅、線間距離、線幅を設定します。

4)。レイアウト。良いレイアウトは半分終わっています。レイアウトで守らなければならない規則には次のものが含まれます。
a.
b.位置穴を修正する必要があります。
c. 固定位置が必要なコンポーネントは、他のコンポーネントを移動するときに動かないように、最初に固定する必要があります。
c.レイアウトは、機能モジュールに基づいて、大きいものから小さいものまで、難しいものから簡単なものまで実行する必要があります。

5)。ルーティング。ルーティングは、コンポーネントを接続するために PCB にラインとビアを配置するプロセスです。
a.インタラクティブ ルーティング:[配置]>> [インタラクティブ ルーティング] をクリックし、カーソルをルーティング用の十字に変換します。
b.自動ルート:[自動ルート]>>[すべて]>>[すべてのルート]をクリックします。その後、自動ルーティングが開始されます。

6)。ティアドロップと銅コーティングを追加することで、リードとパッド間またはスルーホール ビア間の機械的強度を強化できます。

一般に、大面積の銅コーティングは、配線後に PCB に実装する必要があります。通常、グランドラインと接続するために銅コーティングが施され、グランドラインの面積が増加します。これは、電力と信号の伝送を安定させるために、グランドラインのインピーダンスを下げるのに役立ちます.

7）。 DRC.

ツール>>デザインルールチェックをクリックします。インフォメーション ボードを介して、エラー レポート リストに基づいて PCB 設計を変更し、エラーが発生しなくなるまで DRC を実行できます。

PCB ファイル出力

• ガーバー ファイル:PCB メーカーに提供されます。
• 組立図:このファイルは操作マニュアルとしてワークショップに提供されます。
• コンポーネント座標:マシンへの自動実装のためにワークショップに提供されます。
• BOM:調達部門と製造部門に提供されます。
• 必要に応じて他の形式の他のファイル

設計完了

ここまでで、回路図から PCB ファイル出力までの PCB 設計全体が完了しました。この記事では、このプロセスの概要を説明します。詳細については、実際の作業で確認してください。

PCBCart は PCB の製造を支援します

カスタム PCB の製造と組み立てで 10 年以上の経験を持つ中国を拠点とする PCB ハウスとして、PCBCart はほぼすべての種類の回路基板を製造する能力を備えています。 PCB 設計ファイルを製造する準備ができましたか?ここで PCB の価格を取得することから始めることができます。

役立つリソース:
• Altium Designer を使用する人のための PCB 設計チュートリアル
• 効率的な PCB 製造のためのファイル要件
• 複数の付加価値オプションを備えたフル機能の PCB 製造サービス
• 削減PCBCart の標準機能内で回路を設計することによる PCB 製造価格
• PCB 製造プロジェクトの見積もり作成に関する詳細なマニュアル
• PCB 製造を除いて、PCBCart は完全なターンキー PCB アセンブリ サービスも提供します