PCB元件如何創(chuàng)建？

　　博客作者：Zachariah Peterson

　　每個電子設(shè)備都需要元件才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且需要在CAD程序中創(chuàng)建這些元件的模型。所有PCB元件都包含具體的信息集，這些信息存儲在原理圖符號、PCB元件封裝和元件的3D模型中。為了使元件能夠在PCB設(shè)計(jì)中被顯示、放置和布線，它們都需要包含這些信息。一個經(jīng)常被提及的問題是：PCB元件的每個功能究竟是什么，以及如何創(chuàng)建它們？ PCB元件比較容易創(chuàng)建，只需要一些標(biāo)準(zhǔn)的CAD工具即可完成。元件數(shù)據(jù)是通過將特定信息繪制到CAD應(yīng)用程序中來創(chuàng)建的，并且會在庫中封裝，以便在新項(xiàng)目中重復(fù)使用。我們將在本文中深入了解PCB元件的創(chuàng)建，以及您可以在設(shè)計(jì)軟件中用于創(chuàng)建元件的一些CAD工具。

　　選擇所需元件

　　元件選擇是前端工程流程的重要組成部分，這依賴于能夠獲得正確的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)集和元件的電氣規(guī)格。您為電路板選擇的元件都應(yīng)是可采購的，意味著這些元件應(yīng)有庫存且可從授權(quán)來源獲取。您還需要元件的技術(shù)數(shù)據(jù)，以便根據(jù)需要創(chuàng)建CAD模型、進(jìn)行仿真和外殼設(shè)計(jì)。

　　遺憾的是，即使您為電路板找到了完美的部件，它可能也不帶有相應(yīng)的符號或封裝。這種情況下，您需要手動創(chuàng)建這些CAD數(shù)據(jù)。PCB設(shè)計(jì)軟件帶有創(chuàng)建任何電子元件基本組成部分的實(shí)用工具，以便您可以將其納入PCB布局中。

　　PCB元件重要信息

　　任何元件均具備原理圖符號和PCB元件封裝兩個基本部件。原理圖符號用于在前端工程中定義原理圖的連接性，這將確定PCB布局中相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。原理圖符號不包含設(shè)計(jì)中的任何物理信息，只包含需要在PCB上反映的電氣連接。

　　元件的示意圖符號 另一方面，PCB元件封裝包含在2D圖紙中展示元件所需的物理數(shù)據(jù)。PCB元件封裝中的信息稍后將用于創(chuàng)建PCB布局的Gerber和組裝數(shù)據(jù)。您在PCB元件封裝中加入的數(shù)據(jù)須準(zhǔn)確反映元件數(shù)據(jù)表中的焊盤和封裝信息。

　　PCB元件封裝，此DIP元件的封裝顯示絲印層上的元件輪廓以及用于安裝元件的孔

　　下表總結(jié)了須放置在原理圖符號和PCB元件封裝中的數(shù)據(jù)，以便元件能夠準(zhǔn)確反映在您的原理圖和PCB布局中。

　　元件信息原理圖符號PCB元件封裝

　　制造商零件編號XX

　　供應(yīng)商信息XX

　　連接盤圖形

　　X

　　封裝外形

　　X

　　引腳標(biāo)志XX

　　引腳名稱XX

　　絲印層信息

　　X

　　阻焊層數(shù)據(jù)

　　X

　　引腳I/O定義X

　　當(dāng)您為元件分配封裝時，原理圖符號中的許多信息將自動鏡像到PCB封裝中。您無需將這些信息復(fù)制到封裝中。此外，當(dāng)您在設(shè)計(jì)更新期間同步原理圖和PCB布局時，符號中的信息將提供給封裝，以確保兩個文檔中的元件數(shù)據(jù)始終匹配。 PCB元件所需的最后一個重要信息是3D模型。雖然PCB生產(chǎn)無需此模型，但現(xiàn)代設(shè)計(jì)通常會需要在3D中進(jìn)行一定程度的機(jī)械檢查和可視化。MCAD工具可用于外殼設(shè)計(jì)、檢查機(jī)械干擾以及為PCB布局創(chuàng)建電路板形狀。

　　元件包括以下重要元素：原理圖符號、PCB封裝和3D模型 創(chuàng)建元件庫

　　為PCB創(chuàng)建了元件之后，這些元件通常會被編譯到庫中。設(shè)計(jì)人員可借助庫在單個文件中納入PCB布局和原理圖圖紙集所需的所有元件數(shù)據(jù)。然后可以按需要，與其他合作者、制造商或客戶共享元件數(shù)據(jù)。

　　庫中可以包含原理圖符號、元件封裝或完整的元件（符號和PCB元件封裝）。許多需要跨多個項(xiàng)目跟蹤數(shù)千個組件的公司會聘請全職PCB庫管理員。該員工的工作是在為客戶將所有元件數(shù)據(jù)納入新項(xiàng)目之前，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。元件數(shù)據(jù)需要核查準(zhǔn)確性和有效性，以確保在需要時能夠按規(guī)模采購相關(guān)新設(shè)計(jì)。

　　創(chuàng)建了元件并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)之后，就可以添加元件到您的原理圖和PCB布局中了。庫對于確保您需要創(chuàng)建的每個設(shè)計(jì)都具備準(zhǔn)確、最新的元件數(shù)據(jù)而言十分重要。

　　原理圖和PCB布局中的元件數(shù)據(jù)

　　創(chuàng)建元件和庫之后，便可以使用這些元件啟動新項(xiàng)目了。使用經(jīng)過驗(yàn)證的現(xiàn)有元件集啟動新項(xiàng)目是減少設(shè)計(jì)時間的好方法。每次需要重復(fù)使用某個組件時，只需從現(xiàn)有庫中提取，并將其放置在所需的原理圖中即可。

　　如果設(shè)計(jì)中的元件附帶了3D模型（通常為STEP文件），通常即可直接在您的PCB設(shè)計(jì)軟件中對其進(jìn)行3D檢查。完成PCB布局之后，應(yīng)檢查設(shè)計(jì)中的元件是否符合機(jī)械約束，以便確保元件、電路板和外殼之間沒有不必要的干擾或沖突。通過使用最佳的PCB設(shè)計(jì)工具，可以直接從PCB庫中提取2D和3D設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，在3D中自動檢查間隙和干擾。

　　Altium Designer允許用戶在3D PCB布局中查看其元件

　　PCB元件創(chuàng)建、采購、管理等流程可以借助Altium Designer中的完整設(shè)計(jì)功能組輕松完成。每位Altium Designer用戶均可訪問Altium 365中的專屬工作空間，項(xiàng)目、元件數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)和其他任何項(xiàng)目文件均可存放在此，并與合作者共享。此外，Altium Designer還與流行的MCAD和仿真應(yīng)用程序集成，讓您能夠在考慮外殼和元件的機(jī)械約束時進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　審核編輯：黃飛