什么是PCB元件创建?

Zachariah Peterson
|  已创建:September 7, 2021
PCB元件创建

每个电子设备都需要元件才能正常运转,并且需要创建元件模型,以便在CAD程序中使用。所有PCB元件均包含具体的信息集,这些信息存储在原理图符号、PCB元件封装和元件的3D模型中。所有元件均需包含此信息,以便在PCB设计中展示、放置和布线。始终存在的一个问题是:PCB元件的每个功能究竟是什么,它们是如何被创建的?

PCB元件比较容易创建,只需要一些标准的CAD工具即可。元件数据是通过将特定信息绘制到CAD应用程序中来创建的,并且会在库中封装,以便在新项目中重复使用。我们将在本文中深入了解PCB元件的创建,以及您可以在设计软件中用于创建元件的一些CAD工具。

选择所需元件

元件选择完全属于前端工程流程,依赖于能够访问正确的供应链数据集和元件的电气规格。您为电路板选择的元件必须可采购,即有库存并可以从授权来源采购。您还需要元件的技术数据,以便根据需要创建CAD模型、模拟和外壳设计。

遗憾的是,即使您为电路板找到了完美的部件,它也有可能未配备附加的符号或元件封装。这种情况下,您需要手动创建这些CAD数据。PCB设计软件配备实用程序,能够创建任何电子元件的基本部件,可包含在您的PCB布局中。

PCB元件重要信息

任何元件均具备原理图符号和PCB元件封装两个基本部件。原理图符号用于在前端工程中定义原理图的连接性,这会定义PCB布局中的对应网络。原理图符号不包含设计中的任何物理信息,只有电气连接需要在PCB中反映出来。

PCB元件原理图符号
元件的示意图符号。

另一方面,PCB元件封装包含在2D绘图中展示元件所需的物理数据。PCB元件封装中的信息稍后将用于创建PCB布局的Gerber和组装数据。您在PCB元件封装中加入的数据须准确反映元件数据表中的焊盘和封装信息。

PCB元件封装
PCB元件封装。此DIP元件的封装显示丝印层上的元件轮廓以及用于安装元件的孔。

下表总结了须放置在原理图符号和PCB元件封装中的数据,以便元件能够准确反映在您的原理图和PCB布局中。

元件信息

原理图符号

PCB元件封装

制造商零件编号

X

X

供应商信息

X

X

连接盘图形

 

X

封装外形

 

X

引脚标志

X

X

引脚名称

X

X

丝印层信息

 

X

阻焊层数据

 

X

引脚I/O定义

X

 

当您将封装分配给元件时,原理图符号中的许多信息将自动镜像到PCB封装中。您将无需复制此信息。此外,当您在设计更新期间同步原理图和PCB布局时,符号中的信息将提供给封装,以便两个文档中的元件数据始终匹配。

PCB元件所需的最后一个重要信息是3D模型。虽然PCB生产无需此模型,但现代设计通常会需要在3D中进行一定程度的机械检查和可视化。MCAD工具可用于外壳设计、检查机械干扰以及为PCB布局创建电路板形状。

PCB元件元件封装
元件包括以下重要元素:原理图符号、PCB封装和3D模型。

创建元件库

为PCB创建了元件之后,这些元件通常会被编译到库中。设计人员可借助库在单个文件中纳入PCB布局和原理图图纸集所需的所有元件数据。然后可以按需要,与合作者、制造商或客户共享元件数据。

库中可以包含原理图符号、元件封装或完整的元件(符号和PCB元件封装)。很多需要在多个项目中追踪成千上万个元件的公司会聘请一名全职的PCB库管理员。这个员工的工作是在为客户将所有元件数据纳入新项目之前,确保数据的准确性和有效性。元件数据需要核查准确性和有效性,以便需要时可以大规模采购相关新设计。

创建了元件并验证了设计数据之后,就可以添加元件到您的原理图和PCB布局中了。库管理员对于确保您需要创建的每个设计都具备准确、最新的元件数据而言十分重要。

原理图和PCB布局中的元件数据

创建元件和库之后,便可以使用这些元件启动新项目了。使用经过验证的现有元件集启动新项目是削减设计时间的好方法。每次您需要重新使用某个元件时,只需将它从现有库中取出,并放到所需的原理图中即可。

如果设计中的元件附带了3D模型(通常还有STEP文件),通常即可直接在您的PCB设计软件的3D模式下检查设计。完成PCB布局之后,应根据机械约束检查设计中的元件,以便确保元件、电路板和外壳之间没有不必要的干扰或冲突。通过直接从PCB库中提取2D和3D设计数据,即可使用最佳PCB设计工具在3D模式下自动检查间隙和干扰。

3D PCB布局
Altium Designer允许用户在3D PCB布局中查看其元件。

PCB元件创建、采购、管理等流程可以借助Altium Designer®中的完整设计功能组轻松完成。每位Altium Designer用户均可访问Altium 365™中的专属工作空间,项目、元件数据、制造数据和其他任何项目文件均可存放在此,并与合作者共享。Altium Designer还集成了热门的MCAD和模拟应用程序,让您能够在考虑外壳和元件的机械约束时进行系统设计。

我们仅仅触及了在Altium 365上使用Altium Designer可能实现的功能的皮毛。立即开始免费试用Altium Designer + Altium 365

关于作者

关于作者

Zachariah Peterson拥有学术界和工业界广泛的技术背景。在从事PCB行业之前,他曾在波特兰州立大学任教。他的物理学硕士研究课题是化学吸附气体传感器,而应用物理学博士研究课题是随机激光理论和稳定性。他的科研背景涵盖纳米粒子激光器、电子和光电半导体器件、环境系统以及财务分析等领域。他的研究成果已发表在若干经同行评审的期刊和会议论文集上,他还为多家公司撰写过数百篇有关PCB设计的技术博客。Zachariah与PCB行业的其他公司合作提供设计和研究服务。他是IEEE光子学会和美国物理学会的成员。

相关资源

相关的技术文档

返回主页
Thank you, you are now subscribed to updates.