Modellieren und Platzieren von Steckverbindern in Altium Designer

Zachariah Peterson
|  Erstellt: March 19, 2021

ALTIUM DESIGNER

Das leistungsfähigste, modernste und benutzerfreundlichste Leiterplatten-Designtool für den professionellen Einsatz.

Leiterplattensteckverbinder auf der Platine sein

E / A verwenden Steckverbinder für die Integration von Leiterplattensystemen

Bei gedruckten Schaltungsbaugruppen gibt es zahlreiche Anschlüsse, wenn die integrierte elektrische Ausrüstung und ihre interne Elektronik vorhanden sind. In Jahrzehnten in digitale Systeme fließen nun Daten über den gesamten Raum und über die weltweiten Kommunikationsbedürfnisse. Für Protokolle für die Eingabe und Ausgabe wie universeller serieller Bus (USB) und Ethernet sind alle physisch-mechanischen Verbindungen zwischen den Geräten und ihren Leiterplatten erforderlich.

Für das Herstellen von Leiterplattensteckverbindern auf gedruckten Schaltungsbaugruppen müssen die Kommunikationskanäle in den Modellierungstools ECAD und MCAD definiert werden. Durch das Definieren von Kommunikationskanälen wird die Auswahl der Steckverbinder-Komponenten angezeigt. Mit ausgewählten Komponenten werden Footprints mit Stegmuster und Gehäuseabmessungen für die leitfähigen Materialien des Steckverbinders geliefert.

Altium Designer bietet Bibliotheken mit Tausenden von Verbindungsstilen sowie Footprints und 3D-Modellen. Footprint-Editoren ermöglichen das Hinzufügen der neuesten und besten Steckverbinder-Angebote auch von Anbietern. Die vereinheitlichte Umgebung importiert sowie such exportiert .STEP-Dateien für den einfachen Austausch mit Konstrukteuren. Durch die einfache Zusammenarbeit werden elegante Designs für E / A in Ihr Design integriert.

Verwendung von Leiterplattensteckverbindern in elektrischen Systemen

Steckverbinder in elektrischem Design stellen eine Verbindung für Signale bereit, die sich entweder in die gedruckte Schaltungsbaugruppe hinein oder aus dieser heraus bewegen. Sie sind einige der größeren elektromechanischen Komponenten auf einer Leiterplattenbaugruppe. Es wird verwendet, um einen leitfähigen Stift für Verbindungen zu Kontaktstellen auf der Leiterplatte aufzunehmen, die Eingangs- / Ausgangssignale (E/A) mit anderen Geräten innerhalb des Systems verbinden. Leiterplattensteckverbinder bestehen aus zwei Teilen, um die Befestigung Ihrer Leiterplatte an anderen Leiterplatten, Kabeln oder Geräten innerhalb eines elektrischen Systems zu ermöglichen. Welches Steckverbinder-Design auf der Leiterplatte verwendet wird, muss mit dem vorgesehenen Anschlusspunkt der Systemgeräte übereinstimmen.

Leiterplattensteckverbinder-Design

Beachten Sie bei der 3D-Modellierung die Platzierung der Anschlüsse auf Ihrer Leiterplatte

Anschlüsse ermöglichen die Eingabe und Ausgabe von Leiterplatten

Anschlüsse werden paarweise angegeben, einer ist ein Stecker, der andere eine Buchse. Zu berücksichtigende mechanische Merkmale sind Größe, Materialien und Verriegelungsmechanismen. Zu berücksichtigende elektrische Eigenschaften sind die Isolation zwischen den Stiften und der Kontaktwiderstand an den Anschlusspunkten. Steckverbinder werden nach der Art der Signalausbreitung in Bezug auf Eingabe und Ausgabe kategorisiert. Standards für USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA, HDMI und Radiofrequenz werden in mechanische Anschlüsse für mechanische Designs umgewandelt. Zur elektronischen Signalübertragung gibt es Tausende von Anschlüssen. Am besten für Leiterplatten geeignet sind Steckverbinder für die Oberflächenmontage, obwohl viele Durchsteckverbinder auf Leiterplatten verwendet werden, um sowohl Robustheit als auch die Fähigkeit zu schaffen, feste Verbindungen zu internen Erdungsebenen herzustellen.

Durch die Definition der E / A für Ihr Design erhalten Sie die Auswahl der Komponenten, die Sie in Ihr 3D-Modell einfügen möchten.

Steckverbinder profitieren von kompatiblen ECAD / MCAD-Tools

Es gibt viele Anschlüsse für die E / A-Schnittstelle, um Leiterplatten-Anschlusssignale mit anderen Geräten zu verbinden. Berücksichtigen Sie die Arten von E / A, die von den Schaltkreisen Ihrer Leiterplattenauswahl verwendet werden. Durchkontaktierungen profitieren von Erdungsschirmen und Anschlussstifte. Erdungsstifte, die durch die Leiterplatte laufen, können an eine oder alle Masseflächen im Leiterplattenlayout angeschlossen werden. Geräusche von E / A-Verbindungen können zu Bodenebenen geleitet werden, die Wege zum Gehäuseteil bilden. Diese direkten Pfade halten das Rauschen von kritischen Signalen fern. Steckverbinder für die Oberflächenmontage sind leichter und eignen sich für Verbindungen mit niedrigem Stromverbrauch, wenn die Erdungsschema an Bord von Routing-Netzen nebeneinander liegen.

Leiterplattensteckverbinder können Kontaktstellen auf der Platine sein

Speicherkarten verfügen über Kontaktstelle-Stecker zum Anschluss an die Hauptplatine-Buchsen

Verwenden Sie die 3D-Modellierung zum Erstellen und Platzieren von Steckverbindern für E / A

Sowohl durchgehende als auch oberflächenmontierte Leiterplattensteckverbinder befinden sich in Komponentenbibliotheken oder können durch Konsultieren von Hersteller-Datenblättern hinzugefügt werden. Eine durchdachte Platzierung auf der Leiterplatte für elektrische und mechanische Designaspekte ist hilfreich, um die Designanforderungen zu erfüllen. Der Abstand zwischen den Stiften und die Art des Isoliermaterials innerhalb des Steckverbinders sind eine Analyse zur Vermeidung von Lichtbogenbildung wert. Die hinzugefügte Impedanz an den Leiterbahnen an der Verbindung sollte beachtet werden, da sich dies auf die Signalintegrität während der Übertragung auswirkt. Form und Anpassung in den vorgesehenen Bereich werden von Maschinenbauingenieuren berücksichtigt, um Verstöße gegen geschlossene Gehäuseteile zu gewährleisten. Die Verwendung von Modellierungstools, die in allen ECAD- und MCAD-Umgebungen portierbar sind, beschleunigt Designauflösungen, bevor die Fertigung beginnt.

Die 3D-Modellierung ist einfach mit EDA-Tools, die für ihre Verwendung konzipiert wurden.

Altium Designer enthält leistungsstarke Tools für Verbindungen

Altium Designer verfügt über ein umfangreiches Toolset für die Modellierung und Platzierung von Steckverbindern. Es beginnt mit Komponentenbibliotheken, die viele der üblicherweise auf Platinen für USB, RS-485, Ethernet, MIDI, SVGA, HDMI und andere anzutreffenden Anschlüsse enthalten. Die Verwendung von Bibliotheksteilen zum Platzieren von Steckverbindern auf der Leiterplatte ist einfach.

Darüber hinaus bietet Altium Designer eine benutzerfreundliche Umgebung für das Portieren von ECAD- und MCAD-Dateien in die Modellierungstools anderer Hersteller und aus diesen. Diese Zusammenarbeit ermöglicht eine einfache Modellierung von Sperren und vermeidet Kollisionen bei der Fertigung. Außerdem bietet Altium Designer barrierefreie Arbeitsbereiche für die Multi-Leiterplattenentwicklung. Schnittstellen können auf Ausrichtung untersucht und auf Signalausbreitung über mehrere Platinen ausgewertet werden. Der Arbeitsbereich ermöglicht 3D-Rendering, wobei Teile während der Designverfeinerung verschoben werden.

Verwendung von Leiterplattensteckverbindern mit externen Kabelmodellen in Altium

Die 3D-Umgebung von Altium ermöglicht das Anbringen von Kabeln an Ihre Onboard-Steckverbinder

Vorteile der Platzierung von Steckverbindern durch die leistungsstarke ECAD / MCAD-Partnerschaft von Altium

Wählen Sie unser Leiterplatten-Designtool für die Steckverbinder-Entwicklung, die Übertragungseffekte an Steckverbinder-Schnittstellen bewertet. Durch die Verwendung integrativer EDA-Tools können Komponenten vor dem Platzieren auf der Leiterplatte mit den Bibliotheken entwickelt werden. Nach dem Platzieren auf der Leiterplatte ist die Zusammenarbeit mit MCAD-Modellen mit dem Export und Import von .STEP-Dateien einfach. Die Verwendung von .STEP-Dateien erleichtert die maschinenbauliche Bewertung der Leiterplattenmontage in Gehäuseteilbeilagen.

Stellen Sie eine Verbindung mit der vereinheitlichten Umgebung von Altium Designer her, um die E / A-Anforderungen für Ihre Leiterplattenbaugruppe zu unterstützen. Die Verwendung integrierter Tools zur Bewertung der Signalintegrität und der Kollisionsüberprüfungen bei E / A-Verbindungen fördert den Erfolg Ihrer ersten Produktionsdesigndurchführung.

Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

neueste Artikel

Zur Startseite