Что такое создание компонента для печатной платы?

Закарайа Петерсон
|  Создано: 7 Сентября, 2021
Создание компонента

Для правильной работы каждому электронному устройству необходимы компоненты, а для их использования в системах автоматизированного проектирования (САПР) необходимо создавать модели компонентов. Все компоненты на печатной плате (ПП) содержат определенные наборы сведений, которые хранятся в схемных символах (УГО), посадочных местах и 3D-моделях компонента. Все компоненты должны содержать в себе эту информацию, чтобы их можно было отображать, размещать и трассировать в проекте ПП. Постоянно возникает один и тот же вопрос: «Что именно представляет собой каждая из этих сущностей компонента ПП, и как они создаются?»

Процесс создания компонента простой и требует только некоторых стандартных инструментов САПР. Данные для компонента создаются путем переноса определенной информации в САПР, а затем помещаются в библиотеку для их повторного использования в новых проектах. В этой статье мы подробнее рассмотрим процесс создания компонентов и некоторые инструменты САПР, которые вы можете использовать в своем программном обеспечении для этих целяей.

Выбор необходимых компонентов

Выбор компонентов — это часть процесса предварительной разработки, который зависит от наличия доступа к нужному набору данных о цепочке поставок и электрических параметров ваших компонентов. Любые компоненты, выбранные вами для вашей платы, должны быть доступны, что предполагает их наличие в продаже и возможность их приобретения у авторизованных поставщиков. Вам также потребуется техническая документация для ваших компонентов, чтобы вы могли по мере необходимости создавать модели в САПР, имитационные модели и проекты корпусов.

К сожалению, даже если вы найдете идеальный компонент для своей платы, для него может отсутствовать прикрепленный схемный символ или посадочное место. В этом случае вам нужно будет создать их вручную.САПР ПП поставляется с утилитами для создания основных сущностей любого электронного компонента, чтобы его можно было использовать для трассировки вашей ПП.

Важная информация о компонентах ПП

Две основные сущности любого компонента — это схемный символ и посадочное место на ПП. Схемные символы используются в процессе предварительной разработки для определения электрических связей в ваших схемах, которые впоследствии будут определять соответствующие цепи при разводке ПП. Схемные символы в проекте не содержат никакой информации о физических параметрах, а только определяют электрические соединения, которые необходимо воплотить на ПП.

Схемный символ компонента ПП
Схемный символ компонента (Условное графическое обозначение).

С другой стороны, посадочное место содержит физические параметры компонента, необходимые для его отображения на 2D-чертеже. Информация, содержащаяся в посадочном месте, позже будет использоваться для создания Gerber файлов и данных, необходимых для сборки вашей платы. Данные, которые вы включаете в посадочное место, должны точно отражать информацию о контактных площадках и корпусе, которая содержится в технической документации на компонент.

Посадочное место ПП
Посадочное место компонента на печатной плате. Посадочное место этого компонента в DIP корпусе демонстрирует внешние границы корпуса на слое шелкографии и отверстия используемые для монтажа.

В приведенной ниже таблице указаны данные, которые необходимо отобразить в схемных символах и посадочных местах, чтобы компонент можно было корректно изобразить в схеме и на топологии платы.

Информация о компонентах

Схемный символ

Посадочное место

Номер по каталогу производителя

Х

 

Информация о поставщике

Х

 

Рисунок контактной площадки

 

Х

Внешние границы корпуса

 

Х

Обозначение вывода

Х

Х

Наименование вывода

Х

Х

Информация о слое шелкографии

 

Х

Данные о паяльной маске

 

Х

Обозначения входа/выхода на выводах

Х

 

Последняя важная сущность, которую необходимо создать для компонента ПП,— это 3D-модель. Хотя такая информация не требуется для изготовления ПП, современные проекты часто требуют некоторой механической проверки и визуализации в 3D. Механические САПР можно использовать для проектирования корпуса, проверки на механические пересечения и создания формы печатной платы для последующего выполнения топологии.

Посадочное место компонента ПП
В полноценном компоненте содержатся: схемный символ, посадочное место, и 3D модель.

Создание библиотек компонентов

Компоненты для ПП, после их создания обычно помещаются в библиотеку. С помощью библиотек разработчик может включить все данные о компонентах, необходимые для разводки платы и создания листов схемы в один файл. Затем данные о компонентах по мере необходимости могут быть переданы другому сотруднику, производителю или заказчику.

Библиотеки могут содержать отдельно схемные символы и посадочные места, или целые компоненты (символы и посадочные места). Многие компании, которым необходимо отслеживать тысячи компонентов в нескольких проектах, наймут штатного библиотекаря по ПП. Задача этого сотрудника заключается в том, чтобы обеспечить точность и актуальность всех данных о компонентах, прежде чем они будут использованы в новом проекте заказчика. Данные о компонентах необходимо проверять на точность и актуальность, чтобы при необходимости можно было производить новые проекты в требуемых масштабах.

После создания компонентов и верификации проектных данных, самое время добавить компоненты на схему и в топологию ПП. Библиотеки — это инструмент для обеспечения точности и актуальности данных о компонентах в каждом проекте, который вам необходимо создать.

Данные компонентов на схеме и топологии платы

Как только компоненты и библиотеки созданы, можно начинать новый проект с их использованием. Запуск нового проекта с существующим проверенным набором компонентов — отличный способ сократить время проектирования. Каждый раз, когда вам нужно повторно использовать компонент, просто извлеките его из существующей библиотеки и разместите на схеме в необходимом месте.

Когда к компонентам проекта прилагаются 3D-модели (обычно в виде STEP-файлов), проект можно изучить в 3D, часто непосредственно в программе для проектирования ПП. После завершения компоновки платы необходимо проверить компоненты проекта на предмет механических ограничений, чтобы убедиться в отсутствии нежелательных пересечений или конфликтов между компонентами, платой и корпусом. Зазоры и пересечения можно автоматически проверить в 3D с помощью необходимых инструментов проектирования ПП, извлекая данные проекта в 2D и 3D непосредственно из библиотек ПП.

3D-модель топологии ПП
Altium Designer позволяет пользователям увидеть компоненты на своей плате в 3D.

Процессы создания, подбора, контроля компонентов ПП и многого другого стали проще благодаря полному набору функций проектирования в Altium Designer®. Каждый пользователь Altium Designer имеет доступ к выделенному рабочему пространству (Workspace) в Altium 365 ™, где можно хранить проекты, данные о компонентах, производственные данные и любую другую проектную документацию, а также делиться ими. Altium Designer также интегрируется с популярными MCAD и системами моделирования, что дает вам возможность использовать системный подход к проектированию с учетом механических ограничений вашего корпуса и компонентов.

Мы лишь поверхностно рассмотрели некоторые возможности Altium Designer и Altium 365. Начните пользоваться бесплатной пробной версией Altium Designer + Altium 365 сегодня .

Об авторе

Об авторе

Закарайа Петерсон (Zachariah Peterson) имеет обширный технический опыт в научных кругах и промышленности. До работы в индустрии печатных плат преподавал в Портлендском государственном университете. Проводил магистерское исследование на хемосорбционных газовых датчиках, кандидатское исследование – по теории случайной лазерной генерации. Имеет опыт научных исследований в области лазеров наночастиц, электронных и оптоэлектронных полупроводниковых приборов, систем защиты окружающей среды и финансовой аналитики. Его работа была опубликована в нескольких рецензируемых журналах и материалах конференций, и он написал сотни технических статей блогов по проектированию печатных плат для множества компаний.

Самые новые статьи

Вернуться на главную