Panduan dari Skema ke Desain PCB Berdasarkan Altium Designer

PCB, kependekan dari Printed Circuit Board, diproduksi oleh teknologi pencetakan elektronik dan bertanggung jawab untuk menyediakan sambungan listrik untuk komponen. Diagram skematik adalah satu-satunya prinsip desain PCB yang harus dipatuhi, menentukan jumlah lapisan PCB sesuai dengan kompleksitas diagram skematik dan ukuran PCB untuk akhirnya mengimplementasikan fungsi-fungsi yang ditetapkan oleh desainer sirkuit. Dalam hal jumlah lapisan, PCB dapat diklasifikasikan menjadi satu lapis, dua lapis, empat lapis, enam lapis dan jenis lain dari PCB dengan banyak lapisan. Dengan berkembangnya teknologi elektronik, PCB telah banyak diaplikasikan di segala bidang dan ditanam di hampir semua perangkat elektronik.

Ada banyak jenis perangkat lunak desain PCB dengan kelebihan dan kekurangannya masing-masing dan dalam artikel ini Altium Designer diterapkan dalam proses mulai dari desain diagram skematik hingga pembuatan file desain PCB.

Proses Desain

• Desain skema

Sebelum merancang suatu jenis produk, terlebih dahulu harus dilakukan perancangan skema, modul dasar rangkaian yang direncanakan, diagram rangkaian yang digambar, yang semuanya dapat diselesaikan secara manual. Kemudian desain sederhana akan diterapkan sebagai contoh untuk menunjukkan proses desain PCB.

• Desain skema sirkuit

Semuanya dimulai dengan sebuah ide. Kemudian muncul diagram skema rangkaian dan akhirnya muncul desain PCB. Desain diagram skematik adalah dasar dari desain PCB, berkorelasi dengan efek desain PCB sehingga jika terjadi kesalahan dalam diagram skematik, beberapa kesalahan harus terjadi pada PCB. Oleh karena itu, pertama-tama dan terutama untuk menentukan kebenaran dan keakuratan desain diagram skematik.

• Pembuatan diagram skema

1). Buka Altium Designer dan masuk ke antarmuka utama.

Sesuai dengan prioritas, klik File>>New>>Project>>PCB Project dan selesaikan pembuatan engineer sebelum menyimpan file ini. Salah satu keuntungan dari pembuatan file teknik terletak pada kemudahan bagi Anda untuk mengelola file termasuk file simbol diagram skematik (.schlib), file kemasan PCB (.pcblib), file diagram skematik (.SCH) dan file PCB (.PCB) yang semua terkandung dalam file teknik. Setelah penerjemahan dan pengeditan diagram skematik, daftar bersih akan diarahkan ke PCB sehingga diagram skematik dan PCB dianggap berkorelasi dan operasi interaktif dapat dilakukan antar file. Jika mereka tidak dimasukkan ke dalam file teknik yang sama, PCB dan diagram skematik akan dianggap independen satu sama lain dan daftar bersih diagram skematik tidak akan secara otomatis diarahkan ke file PCB. Jika tidak ada file rekayasa, jalur ke diagram skematik harus ditemukan dalam proses daftar bersih terkemuka di PCB. Sampai batas tertentu, lebih mudah untuk membuat file teknik.

2). Diagram skematik sepenuhnya melalui koneksi antara simbol skematik sehingga simbol diagram skematik harus terlebih dahulu ditetapkan.

Dalam file engineering, klik File>>New>>Libraries>>Schematic Libraries dan simpan. Sementara dalam file diagram skematik, buat simbol skematik yang diperlukan secara teratur. Dalam rangkaian artikel ini, sakelar, LED, dan soket semuanya terdapat dalam rangkaian dan simbol komponen ini telah dipertahankan di Altium Designer. Namun, jika Anda ingin membuat desain yang benar-benar kompatibel dengan kebutuhan Anda, yang terbaik adalah membuat perpustakaan Anda sendiri. Faktanya, beberapa insinyur menggunakan perpustakaan bawaan. Dalam proses pendirian perpustakaan, Anda harus menemukan spesifikasi komponen yang sesuai berdasarkan desain Anda yang akan mampu memastikan kebenaran nama dan tanda pin seperti anoda dan katoda LED atau tiga terminal transistor.

3). Pembuatan kemasan PCB.

Klik File>>New>>Libraries>>PCB Libraries (.pcblib) dan simpan. Apakah kemasan PCB sudah mapan menentukan kemampuan manufaktur PCB. Selain pencocokan antara anoda dan katoda dan simbol skema yang disebutkan di atas, banyak detail yang harus difokuskan juga. Misalnya, banyak perhatian harus diberikan pada paket QFP karena spesifikasi biasanya memberikan tampilan belakang sehingga harus melewati pencitraan dalam proses pembuatan paket PCB. Jika tidak, perpustakaan yang didirikan adalah kebalikannya. Pad untuk komponen dan ukuran via juga sesuai dengan prinsip. Ukuran vias komponen tergantung pada diameter pin komponen sedangkan pad pada ukuran via.

Mari kita ambil contoh paket LED di mana diameter LED adalah 3mm, ruang pin 2.54mm dan diameter pin 0.6mm. Di antarmuka Perpustakaan PCB:

a. Penempatan bantalan
①. Melalui diameter pad =diameter pin komponen + 0.3mm + 0.9mm;
②. Pad didesain berbentuk lingkaran. Diameternya =bantalan melalui diameter 0.9mm + 1.2mm =2.1mm (umumnya papan 1 sisi + 1.2mm sedangkan 2 sisi + 1.0mm);
. Jika SMT diterapkan, pad biasanya ditempatkan di lapisan atas;
. Koordinat penempatan:X (-1.27mm) dan Y (0);
⑤. Pad didefinisikan sebagai 1 pin (Designator didefinisikan sebagai 1);
⑥. Pad kedua ditempatkan dengan metode yang sama kecuali koordinat penempatannya adalah X (1,27mm) dan Y (0) dan pad dirancang untuk menjadi 2 pin dengan penunjuk yang didefinisikan sebagai 2.

Untuk membuat manufaktur nyaman, titik asli diatur menjadi pusat komponen dalam paket komponen, itulah sebabnya koordinat bantalan yang disebutkan di atas masing-masing adalah 1,27 dan - 1.27.

b. Silkscreen digambar tepat setelah penempatan pad.

c. Simpan dan beri nama file.

4). Ketika simbol skematik komponen dan paket PCB dibuat, selanjutnya muncul koneksi antara simbol skematik dan paket PCB.

Paket PCB harus dihubungkan dengan simbol skematik pada atribut komponen. Setelah pembentukan pustaka simbol skematik dan pustaka paket PCB, pustaka yang sesuai perlu diedit dan diterjemahkan. Sementara itu, Altium Designer akan memeriksa informasi dari setiap komponen dan jika terjadi kesalahan, jendela petunjuk akan muncul secara otomatis.

5). Gambar skema.

Setelah pembentukan simbol skema dan paket PCB, skema mulai digambar. Dalam file proyek, klik File>>Baru>>Skematis.

Dalam antarmuka skema, gambar A4 diambil (Sebenarnya, gambar yang sesuai dapat dipilih sesuai dengan proyek Anda). Kemudian, temukan simbol skematik yang ditetapkan dan letakkan di antarmuka skematik satu per satu. Akhirnya pin harus dihubungkan melalui jalur sambungan listrik.

Dengan diagram skema selesai, kesalahan dalam desain dapat diperiksa secara otomatis. Pada diagram skematik, klik kanan diagram yang telah selesai dan pilih "compile document ***.Schdoc" di menu popup.

• Pendirian lalat PCB

Dalam file proyek, klik File>>Baru>>PCB>>simpan.

1). Gambar bingkai lembar PCB dan ukurannya dapat diatur sesuai dengan struktur sistem. Pada Mekanik 1, bingkai lembaran PCB digambar. Dalam contoh artikel ini, ukuran PCB adalah 62*55mm.

2). Komponen timah masuk. Informasi komponen dalam diagram skematik dan daftar bersih ditampilkan dalam PCB. Klik Desain>>"Perbarui Dokumen PCB ***.pcbDOC">> "Validasi Perubahan" dan "Jalankan Perubahan".

3). Pengaturan aturan desain. Pada bagian ini, lebar saluran, jarak antar saluran, lebar saluran listrik dan saluran tanah diatur.

4). tata letak. Tata letak yang baik sudah setengah jadi. Aturan yang harus Anda patuhi dalam tata letak harus mencakup:
a. Lokasi lubang harus diperbaiki.
b. Komponen yang memerlukan lokasi tetap harus diperbaiki terlebih dahulu agar tidak dipindahkan saat memindahkan komponen lain.
c. Tata letak harus dilakukan dari besar ke kecil, dari sulit ke mudah berdasarkan modul fungsi.

5). Rute. Routing adalah suatu proses di mana jalur dan vias ditempatkan pada PCB untuk menghubungkan komponen:
a. Perutean interaktif:Klik Tempat>>Perutean Interaktif dengan kursor diubah menjadi tanda silang untuk perutean.
b. Perutean otomatis:Klik Rute Otomatis>> Semua>> Rute Semua. Kemudian perutean otomatis dimulai.

6). Menambahkan tetesan air mata dan lapisan tembaga membantu memperkuat intensitas mekanis antara lead dan pad atau antara via lubang tembus.

Umumnya, pelapisan tembaga area masif harus diterapkan pada PCB setelah perutean. Biasanya, lapisan tembaga diterapkan untuk menghubungkan dengan saluran tanah dan meningkatkan luas saluran tanah, yang bermanfaat untuk mengurangi impedansi saluran tanah untuk membuat transmisi daya dan sinyal stabil.

7). DRC.

Klik Alat>>Periksa Aturan Desain. Melalui papan informasi, Anda dapat melihat daftar laporan kesalahan berdasarkan mana Anda dapat memodifikasi desain PCB Anda setelah itu dilakukan DRC hingga tidak terjadi kesalahan.

Keluaran File PCB

• File Gerber:dipasok ke produsen PCB.
• Diagram perakitan:file ini ditawarkan ke bengkel sebagai manual pengoperasian.
• Koordinat komponen:ditawarkan ke bengkel untuk pemasangan otomatis pada mesin.
• BOM:ditawarkan ke departemen sumber dan departemen manufaktur.
• File lain dengan jenis format lain jika diperlukan.

Desain Selesai

Hingga saat ini, kami telah menyelesaikan seluruh desain PCB dari diagram skematik hingga keluaran file PCB. Artikel ini memberikan gambaran umum tentang proses ini dan detail lebih lanjut akan Anda temukan dalam praktik Anda.

PCBCart Hadir untuk Membantu Pembuatan PCB Anda

Sebagai Rumah PCB yang berbasis di China dengan pengalaman lebih dari 10 tahun dalam fabrikasi dan perakitan PCB khusus, PCBCart memiliki kemampuan untuk memproduksi hampir semua jenis papan sirkuit. Punya file desain PCB siap untuk produksi? Anda dapat mulai dari mendapatkan harga PCB di sini.

Sumber daya yang berguna:
• Tutorial Desain PCB untuk Mereka yang Menggunakan Perancang Altium
• Persyaratan File untuk Pembuatan PCB yang Efisien
• Layanan Fabrikasi PCB Fitur Lengkap dengan Beberapa Opsi Nilai Tambah
• Mengurangi Harga Fabrikasi PCB Dengan Merancang Sirkuit Dalam Kemampuan Standar PCBCart
• Manual Rinci tentang Menghasilkan Penawaran untuk Proyek Manufaktur PCB
• Kecuali untuk Fabrikasi PCB, PCBCart Juga Menawarkan Layanan Perakitan PCB Turnkey Penuh