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Altium Designer – PCB设计软件

手动创建元件封装 在Altium Designer中创建元件封装的4个步骤 在布置印刷电路板时，务必要了解如何为设计元件创建封装。有些元件很常见，或者采用标准化封装，因此封装很容易找到。在某些情况下，封装生成可能需要您自己完成，并且您需要直接使用元件数据表中的信息。如果封装不正确，器件引脚可能与PCB焊盘无法对齐，或者器件可能违反间隙或间距规则，从而导致大量时间损失并产生额外成本。 设计您的PCB电路板时，您有时可以依靠已有的元件来为您的器件提供准确的封装。但是，情况并非总是如此，有时您总会不得不创建自己的封装。对于某些PCB设计软件包，这可能是一项艰巨的任务，在您精通之前需要经历难以接受的学习曲线。另一方面，借助Altium Designer®，您就可以使用强大的CAD工具快速生成元件封装。以下是如何使用Altium为设计元件创建封装的内容。 如何在Altium Designer中创建元件封装 通过以下4个步骤，在Altium Footprint Designer中生成元件封装： 创建焊盘 确定元件的高度和宽度 添加丝印层信息 保存封装 让我们逐步完成此过程，了解创建元件封装是多么简单。 通过4个简单步骤，在Altium Designer中创建封装设计，具体操作如下： 第1步：创建焊盘 您将需要元件的焊盘模式，可以在元件数据表的末尾或在您选择的数据库中找到。在本例中，让我们使用流行的PIC24FJ64GA004微控制器。该元件采用44引线塑料薄方型扁平式封装。 在Altium Footprint Designer中，位于文件
PCB中的接地反弹以及信号完整性中的接地反弹 接地反弹减少技术可最大限度地减少信号完整性问题 与我父亲学生时代在篮球队中生龙活虎不同，我在试训时几乎无法将球拍起。不言而喻，一切还没开始便已结束。在成为NBA职业球员的梦想破灭后，我发现了自己对武术的热情。我从来没有真正掌握篮球技术，但在武术中，至少我可以用脚掌弹跳起来迎击对手。 不会拍球无足轻重。然而，不了解电子设备中的接地反弹可能会给您的电路带来很大的难题。要成为一名出色的PCB布局工程师，了解接地反弹对电路和信号完整性的影响很有必要。通过考虑接地反弹降低技术，您可以最大限度地减少设计中PCB信号完整性中的接地反弹。 什么是接地反弹？ 要了解接地反弹，您需要深入了解构成集成电路（IC）核心的休眠晶体管和接地引脚方面的基础知识。下图显示的是CMOS缓冲电路，该电路构成了微控制器和随机存取存储器（RAM）等IC中的典型I/O。 PCB中的接地反弹噪声是一个难以测量的问题，它对电源门控和信号完整性的影响与PCB中的迹线阻抗和PDN阻抗有关。在大多数高速设计中，驱动器电路的输出引脚通常连接到具有一些输入电容的负载。当输出引脚判断为逻辑电路“1”时，负载处的寄生电容被完全充电至VCC。当输出缓冲电路关闭至逻辑“0”时，电容负载放电，向驱动器提供浪涌电流；这种快速电流会流过驱动器的接地引脚。 在理想情况下，IC封装和电路板的接地电压保持一致。不过，在实际设计中，由于PDN中的接合线、引线框架和寄生电感，管芯接地和电路板接地之间存在一些寄生电感。来自这些元素的总封装电感可以建模为一组串联的电感器，如上图所示。 当电流冲过接合线/引线框架/PDN上的 电感 时，管芯接地和电路板接地之间会产生反电动势。这会导致管芯接地和电路板接地在瞬间处于不同电压电平的现象，从而导致接地反弹噪声。然后，由于这些元件的直流电阻和IC封装/管芯中的寄生效应，这种积累会被抑制。更好地准确理解这如何影响信号行为，有助于理解这种寄生效应和迹线的排列形成了具有某些定义的阻抗和谐振频率的等效RLC电路。 PCB中的接地反弹如何影响电路和信号 当PCB中的接地反弹最小时，可能不会对管芯接地或信号行为造成任何干扰。它仍然会发生，但可能足够小以至于注意不到。不过，当接地反弹产生的反电动势较大时，尤其是同时切换多个输出时，器件的接地电平会上升到可能影响IC上其他引脚组的电平。 观察将驱动元件连接到电容负载的迹线时，您将发现迹线电感和电容也会影响接地反弹对信号的影响。请记住，由于其寄生电容和电感，所有迹线都具有一定的阻抗。由于真实迹线具有这些寄生效应，因此需要将其包含在由迹线、驱动器接地引脚处的电感以及负载电容形成的集总RLC网络中。 管芯上的电平位移 例如，遇到接地反弹的微控制器的接地电位可能会发生变化，使电源轨和接地之间测得的电压比没有接地反弹的情况高1.5V。换句话说，电源轨和管芯接地之间的电位差将比电源轨和电路板接地之间测得的电位高1.5V。说明这一点的另一种方式是，管芯接地和PCB接地平面之间存在瞬时1.5 V电位（即，在驱动器接地引脚上测量的值）。 在此示例中，连接到微控制器、工作电压为3.3 V的逻辑IC可能会将逻辑“0”信号解释为“1”，因为由于器件接地的电位电平发生偏移，它正在接收1.5 V逻辑“低”信号。继续此示例，遇到接地反弹的器件也可能误读来自其他元件的输入，因为输入电压电平是相对于管芯接地而言的。例如，逻辑“高” 信号 可能会被误解为“低”，因为由于管芯接地电压升高，输入引脚上的电压为1.8
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PCB安装孔 用于电镀PCB安装孔的PCB接地技术 每当将电路板放入外壳时，都需要以某种方式将其安装到该外壳。为了在不使用螺钉损坏PCB表面的情况下提供牢固的安装，通常只需在角落放置电镀通孔。这些PCB安装孔通常有焊盘暴露在阻焊层下方，因此，如有需要，安装点可以电气连接回您的网络之一。在这种情况下，经常出现的一个问题是接地和PCB安装孔。安装是否应在设计中接地，如果是，应如何接地？应该始终连接到底盘、只连接到内部接地还是连接到其他地方？ 这是一个有趣的问题，答案通常都是“总是/从不”的情况。某些人声称他们总是将安装孔接地到外壳，其他人声称这样会破坏设计，永远不应该这样做。与大多数以这种方式制定的设计规则一样，真正的答案更为复杂，从输入电源到接地系统的结构，涉及设计的许多方面。如果您了解如何在PCB输入上定义电源和接地，则设计适当考虑接地的安装策略会更容易。 如何设计PCB安装孔 顾名思义，PCB安装孔用于将电路板固定到外壳上。在PCB安装孔方面，以下几点是公认的： 安装孔通常应电镀，因为这样便于使用金属螺钉进行安装。 由于 金属的浮动碎屑可能造成EMI ，因此安装孔应连接到某些接地网（地线 (PE)、信号接地 (SGND)、接地外壳等）。 安装孔的尺寸应适合某些标准尺寸的紧固件。 安装孔可以为非电镀，但必须在设计中使用塑料螺钉或支架。 我 之前在一篇关于工具孔的文章 中详细讨论了这个问题，主要是因为一些著名的厂商没有区分安装孔和工具孔。对于设计人员来说，这是一个重要的区别，因为安装孔几乎肯定会成为电路板接地系统的一部分，您应该准确考虑这将如何影响设计中的EMI和安全性。 将电镀的安装孔连接到外壳是一种最佳做法，如果有这样的连接，您的底盘接地可能会连接到接地线。然而，情况并非总是如此，例如在外壳中有金属元件的电池供电系统中。根据PCB安装孔、外壳和接地的连接方式，设备可能会遇到EMI或对用户产生电击。后一种情况是当电源机箱未良好接地（插入时）或负电源终端（未插入时）时计算机电源可能发生的一个问题。如果正确实施PCB接地技术，包括正确的接地连接，则可以消除任何浮动接地连接，这是金属外壳中接地PCB安装孔的主要用途之一。 PCB接地技术和安装孔 不应将上图视为过度概括；在某些情况下，您可能根本不需要将安装孔接地到电路板，而是将其接地到外壳。在其他情况下，您别无选择：您必须将安装孔接地到内部连接，因为没有其他地方可以接地。应用于安装孔的PCB接地技术应考虑到需要处理的电流、该电流的频率以及ESD等安全问题。不幸的是，没有一种方法可以解决所有可能的情况，但希望以下几点可以说明如何考虑安装PCB时出现的接地连接问题。 案例1：低电流直流，无电流隔离 下面的表格显示了一些情况，可说明如何处理标准PCB接地技术中的电镀PCB安装孔。在这里，我们要考虑3线直流（POS、NEG和接地GND连接）、2线直流（仅POS和NEG）以及3线交流已整流为直流的情况。
如何为PCB、PCB阻焊层类型选择正确的阻焊层 如何为您的PCB选择正确的阻焊层厚度和类型 在研究电路板时，特别是作为电子行业的初学者，我总会好奇为什么 PCB 的顶层是绿色的。答案各有不同，但每个人都同意一件事：阻焊层有助于检查，为导体提供保护，并防止手工装配过程中的视觉疲劳。各种 PCB 阻焊层类型在应用方式、成分以及价格方面各不相同。 在确定电路板所需阻焊层的正确类型和厚度时，您需要考虑制造商的能力和检查/装配过程。以下是四种常见的 PCB 阻焊层类型： 液体环氧阻焊层 液体光成像阻焊层（LPSM） 干膜阻焊层（DFSM） 顶层和底层膜片 什么是PCB阻焊层？ 阻焊层是一种 PCB 工艺，用于保护电路板上的金属元件免受氧化，并防止焊盘之间形成导电桥。这是 PCB 制造中的关键步骤，尤其是在使用回流或焊槽的情况下。这些技术并不能很好地控制熔融焊料位落在电路板上的位置，但阻焊层可以让您进行一定程度的控制。阻焊层有时被称为“阻焊剂”，我认为这更恰当，因为我曾经认为阻焊层是应用于电路板的整层焊料。 PCB阻焊层类型 所有阻焊层均由聚合物层组成，该聚合物层涂在印刷电路板上的金属导线上。PCB
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