qui trình thiết kế mạch pcb

Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB QUI TRÌNH THIẾT KẾ MẠCH PCB I. QUI TRÌNH CHUNG 1. Vẽ đường bao khung cho mạch in theo đúng kích thước thiết kế. 2. Sắp xếp các linh kiện cho gọn, hợp lý sao cho đường mạch nối giữa 2 chân linh kiện là ngắn nhất, đẹp và tối ưu nhất. 3. Điều chỉnh kích thước các pad (vòng tròn chân linh kiện), theo qui định của thiết kế, thông thường là: 1,6mm đối với chân IC đóng gói dạng DIP (2 hàng chân), 1,8mm đến 2mm đối với các chân cắm, jumper, chân transistor công suất… 4. Điều chỉnh độ rộng của đường dây theo đúng thiết kế. Chú ý các đường dây mass và dây nguồn phải đủ độ rộng, thường lớn hơn 1mm. Các đường dây tín hiệu khoảng 05mm đối với mạch 1 lớp ít linh kiện hoặc 0,3mm đố với mạch 2 lớp hoặc 0,25mm đối với các mạch phức tạp nhiều lớp nhiều linh kiện. 5. Điều chỉnh độ rộng của pad lỗ via khỏang 1mm đối với mạch 2 lớp, 1,6mm đối với mạch 1 lớp. 6. Tiến hành vẽ mạch bằng tay, thông thường công việc này là khâu tốn nhiều thời gian nhất trong qui trình vẽ mạch để đạt được mạch in chất lượng và thẩm mỹ cao. 7. Sau khi vẽ xong mạch, cần phủ đồng cho mạch để tăng khả năng chống nhiễu. Lớp phủ đồng phải nối mass. II. CÁC ĐỊNH NGHĨA: 1. Pad: là đường viền bao quanh chân linh kiện, trong Layout hỗ trợ nhiều kiểu Pad để chúng ta lựa chọn như: • Round. • Square. • Oval. • Annular. • Oblong. • Rectangle. • Thermal Relief 2. Layer: là các lớp trong layout. Các lớp này dùng làm cơ sở để gia công mạch in, vì vậy người thiết kế PCB cần phải biết rõ chức năng của từng lớp. Dưới đây là chức năng của các lớp quan trọng. • BOTTOM: là lớp mạch bên dưới. • TOP: là lớp mạch bên trên. Linh kiện thường được hàn ở lớp này. • INTER1 tới INTER12: là các lớp mạch nằm ở giữa mạch in, nếu vẽ mạch nhiều lớp thì mới sử dụng tới các lớp này. • SMTOP: là lớp cấm phủ xanh ở mặt TOP. Thông thường các chân linh kiện sử dụng lớp này để ngăn không cho phủ xanh lên chân linh kiện. Nếu không có lớp này thì sơn xanh sẽ phủ lên chân linh kiện, lúc đó chúng ta sẽ không hàn được. • SMBOT: tương tự như SMTOP, đây là lớp mặt dưới. BS. Lê Công Dũng 1 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB • SSTOP: là lớp in hình linh kiện, hay in chữ lên mạch in. • DRLDWG: lớp kí hiệu chân linh kiện. • DRILL: là lớp lỗ khoan chân linh kiện. Lỗ khoan chân linh kiện to hay nhỏ là dựa vào lớp này. • Ngoài ra còn có các lớp khác như: SPTOP, SPBOT, SSBOT, ASYTOP, ASYBOT… 3. Via: là lỗ khoan xuyên mạch để nối 2 lớp mạch ở mặt TOP và BOTTOM lại với nhau. III. CÁC THAO TÁC 1. Định đơn vị đo: Công việc đầu tiên để bắt đầu vẽ layout là định đơn vị đo. Nhấn tổ hợp phím Ctrl + G, hộp thoại System Settings xuất hiện như bên dưới. BS. Lê Công Dũng 2 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Trong Display Units, chọn Millimeters(mm) sau đó chọn OK. 2. Vẽ đường bao khung cho mạch: Đường bao là đường viền bao quanh board mạch. Trên thanh công cụ, nhấp trái chuột chọn công cụ Obstacle Tool, tại vị trí đánh dấu như hình bên dưới. Trên màn hình Click phải chuột rồi chọn New như hình vẽ. Tiến hành vẽ từ điểm bắt đầu tới vị trí cuối của hình chữ nhật ta sẽ có được đường bao như hình vẽ. BS. Lê Công Dũng 3 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Cần chú ý lớp đường bao là lớp Global Layer (lớp 0). Nếu vẽ xong hình đường bao mà không phải lớp này, chúng ta cần đổi lớp bằng cách dùng chuột chọn đường bao rồi Click phải chuột, một menu hiện ra sau đó bạn chọn Property, một hộp thoại sẽ xuất hiện như hình. Click chuột chọn vào đây để thay đổi lớp Click chuột chọn vào đây để thay đổi loại Obstacle Thay đổi độ rộng của đường bao Sau khi chọn xong, nhấn OK để kết thúc lệnh. 3. Di chuyển, sắp xếp linh kiện: Chọn nút này để thao tác với linh kiện Chọn nút này ở trạng thái không cho phép giống như hình Sau khi chọn xong, ta có thể dễ dàng thao tác với các linh kiện như: • Di chuyển: bấm chuột vào thân linh kiện cần di chuyển, sau đó rê chuột tới vị trí cần đặt rôì nhấp chuột một lần nữa để cố định vị trí linh kiện mới. • Xoay linh kiện: bấm chuột vào thân linh kiện, sau đó nhấn phím R để xoay chiều của linh kiện. BS. Lê Công Dũng 4 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Linh kiện chưa xoay Linh kiện đã xoay • Mirrored linh kiện: bấm chuột vào thân linh kiện, sau đó nhấn phím T để xoay chiều của linh kiện. • Lock linh kiện: bấm chuột vào thân linh kiện, sau đó nhấn phím L để khóa của linh kiện. Chú ý: Sau khi chọn linh kiện nhấp phải chuột, một menu các lệnh thao tác với linh kiện sẽ hiện ra. Chỉ việc nhấp chuột chọn lệnh tương ứng để thực hiện. • Lệnh thay đổi Footprint (thay đổi linh kiện): bấm chuột vào thân linh kiện, sau đó nhấn tổ hợp phím Ctrl + E hoặc Click phải chuột rồi chọn menu Property một hộp thoại sẽ hiện ra. Bấm vào đây để thay đổi chân linh kiện, sau đó nhấn OK để chấp nhận thay đổi. 4. Thay đổi hình dạng, kích thước Pad linh kiện: Trên thanh công cụ, chọn nút Pin Tool như hình vẽ. BS. Lê Công Dũng 5 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Để thay đổi hình dạng và kích thước chân linh kiện, click chuột vào chân linh kiện cần thay đổi, sau đó nhấn tổ hợp phím Shift + T, một bảng sẽ xuất hiện như hình. Hình dạng chân Kích thước chân Chúng ta cần quan tâm tới các lớp sau: • Lớp TOP và BOTTOM: thay đổi độ rộng, hình dạng Pad. • GND, POWER, SMTOP, SMBOP: độ rộng của các lớp này bằng độ rộng của lớp TOP và BOTTOM + 0,5mm. • Lớp DRILL: là độ rộng lỗ khoan. Với IC chân thường thì lỗ khoan khoảng 0,9mm, với các chân cắm hay jumper thì lỗ khoan khỏang 1,2mm. Để thay đổi độ rộng cần click chuột vào tên lớp cần thay đổi, sau đó nhấn tổ hợp phím Ctrl+E hoặc Double click vào lớp , một hộp thoại sẽ xuất hiện. Trong khung Pad Shape của hộp thoại Edit Padstack Layer chọn hình dáng chân linh kiện. Trong ô Pad Width và Pad Height chọn kích thước chân linh kiện, sau đó nhấn OK để châp nhận thay đổi. BS. Lê Công Dũng 6 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Chú ý: Ở lớp DRILL đối với IC chân DIP thông thường thì khỏang 0,9mm, đối với IC dán thì lớp này chọn Undefine (không có lỗ khoan). 5. Thay đổi độ rộng của đường dây: Trên thanh công cụ chọn nút lệnh View Spreadsheet như hình Một menu lệnh được xổ xuống, sau đó chọn Nets. Một bảng sẽ xuất hiện như hình bên dưới. Tên của các đường dây nằm trong khung Net Name, độ rộng của đường dây nằm trong khung BS. Lê Công Dũng 7 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Tên của các đường dây Độ rộng của các đường dây Để thay đổi độ rộng dây, click chuột vào tên dây tương ứng sau đó nhấn tổ hợp phím Ctrl +E hoặc Double click vào nó, một hộp thoại sẽ xuất hiện như hình. Sau đó nhập vào độ rộng tương ứng trong 3 ô Min Width, Conn Width, Max Width rồi chọn OK để chấp nhận lệnh. BS. Lê Công Dũng 8 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Độ rộng tối thiểu Độ rộng trung bình Độ rộng tối đa Chú ý: Thông thường đối với những mạch đơn giản 1 lớp thì đường nguồn và mass khoảng 1,5mm đến 2,5mm, các đường tín hiệu khoảng 0,5mm. Mạch 2 lớp phức tạp thì đường nguồn và mass tối thiếu là 0,7mm, các đường tín hiệu tối thiểu 0,2mm (thường là 0,3mm). Sau khi vẽ mạch xong cần phủ đồng đường mass để tăng khả năng chống nhiễu. 6. Thay đổi độ rộng Via: Chọn menu Tool => Via => Modify Padstacks… một bảng sẽ xuất hiện như bên dưới. Kéo con trượt bên phải lên tới vị trí trên cùng như hình vẽ. BS. Lê Công Dũng 9 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB • Để thay đổi độ rộng Via chọn 2 lớp TOP và BOTTOM nhấn Ctrl+E một hộp thoại xuất hiện như hình dưới, nhập vào ô Pad Width và Pad Height độ rộng của lỗ Via. Đối với mạch 1 lớp thì độ rộng là 1,6mm. Đối với mạch 2 lớp trở lên thì khoảng 1mm. Trong khung Pad Shape chọn Round là loại hình tròn. • Để thay đổi độ rộng lỗ khoan của Via, chọn 2 lớp DRLDWG và DRILL sau đó nhấn Ctrl +E và nhập vào 2 ô Pad Width và Pad Height như trên. Thông thường độ rộng lỗ khoan bằng độ rộng Pad Via trừ 0,7mm. Như vậy, nếu Pad Via là 1,6mm thì lỗ khoan là 0,9mm. Còn Pad Via là 1mm thì lỗ khoan là 0,3mm. BS. Lê Công Dũng 10 [...]... để kết thúc lệnh BS Lê Công Dũng 13 Cty điện tử ROBOTA BS Lê Công Dũng Qui trình thiết kế mạch PCB 14 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB (Hình chưa phủ đồng) 10 (Hình đã phủ đồng) Kiểm tra lỗi và xử lí lỗi: Click chọn menu Auto => Design Rule Check… một hộp thoại xuất hiện Chọn giống với hình hộp thoại sau đó nhấn OK BS Lê Công Dũng 15 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Nếu mạch. .. phủ xanh mặt BOTTOM BS Lê Công Dũng 21 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Thoát khỏi cửa sổ Padstacks ra ngoài vùng thiết kết chúng ta đã thấy chân linh kiện thay đổi đúng như ý muốn Xem hình Để quay ngang chân linh kiện, bạn nhấp chuột vào chân linh kiện rồi nhấn phím R BS Lê Công Dũng 22 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Bây giờ chúng ta bắt đầu vẽ tiếp các chân còn lại bằng... ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Tiếp theo bạn nhấp chuột vào nút lệnh Workspace Setting… Hộp thoại Workspace Settings xuất hiện, bạn chọn như hình vẽ rồi nhấn Convert… Bây giờ bạn nhấn phím Insert và dễ dàng di chuyển chân linh kiện mà không sợ sai kích thước Kết quả như hình vẽ BS Lê Công Dũng 24 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Dấu con trỏ canh tọa độ Bạn có thể kiểm nghiệm lại xem kết... điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Trong cửa sổ Padstacks chúng ta dùng chuột kéo chọn 2 lớp TOP và BOTTOM rồi nhấn tổ hợp phím Ctrl+E Cửa sổ Edit Padstack xuất hiện, bạn nhập 2 giá trị chiều rộng và chiều dài chân linh kiện vào ô Pad Width và Pad Height Trong khung Pad Shape chọn kiểu chân Oblong như hình vẽ rồi nhấn OK BS Lê Công Dũng 20 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Trở lại...Cty điện tử ROBOTA 7 Qui trình thiết kế mạch PCB Sử dụng công cụ Dimension để đo khoảng cách: Việc đo đạt khoảng cách, kích thước trong thiết kế PCB là cực kì quan trọng Việc đo khoảng cách dùng vào các công việc như, tạo chân linh kiện tạo đường bao board mạch Để sử dụng công cụ này, Click chuột vào menu Tool => Dimension=>New Để thực hiện đo, trên màn hình thiết kế Click chuột tại vị trí bắt... download datasheet trên mạng về để xem chi tiết kích thước chân BS Lê Công Dũng 17 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Hình bên dưới là kích thước chân thực tế của IC được cắt ra từ datasheet Chúng ta dựa vào các kích thước này để vẽ BS Lê Công Dũng 18 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Để bắt đầu vẽ chúng ta cần định đơn vị đo là milimet xem chi tiết ở mục 1 “Định đơn vị đo” và... hiện đo, trên màn hình thiết kế Click chuột tại vị trí bắt đầu đo và kéo chuột tới vị trí kết thúc sau đó nhấp chuột kết thúc Kết quả đo sẽ hiển thị ở giữa đường mũi tên Kết quả phép đo là 90,57mm Để xóa đường này, nhấp chọn nó và nhấn phím Delete BS Lê Công Dũng 11 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Chú ý: Đơn vị của phép đo là do chúng ta chọn trong hộp thoại System Settings Chi tiết... Track Width hiện ra, nhập độ rộng dây vào hộp thoại để thay đổi độ rộng BS Lê Công Dũng 12 Cty điện tử ROBOTA • 9 Qui trình thiết kế mạch PCB Add Free Via: dùng để thêm Via, khi nhấn phím E thì một Via xuyên lớp sẽ được thêm vào Phủ đồng cho mạch: Sau khi vẽ mạch xong ta cần phủ đồng cho mạch, bằng cách chọn công cụ Obstacle Tool trên thanh công cụ Trong màn hình layout, click phải chuột chọn New sau... 1 Tạo Footprint linh kiện: Trên thanh công cụ, chọn công cụ Library Manager như hình vẽ Một cửa sổ của Library Manager xuất hiện như hình dưới BS Lê Công Dũng 16 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Vùng thiết kế Footprint Cửa sổ chứa các thư viện trong Layout Các Footprint trong thư viện Để bắt đầu tạo mới một Footprint linh kiện, bạn chọn nút lệnh Hộp thoại Create New Footprint… xuất hiện,... dùng công cụ đo kéo từ chân 1 đến chân 8 kết quả đo đúng bằng 0,8 x 7=5,6mm Bạn thấy trên hình còn xuất hiện một dấu thập lớn để canh tọa độ, bạn có thể bật tắt dấu này bằng cách nhấn phím + Bây giờ ta có thể vẽ tiếp các chân ở cạnh kế tiếp nhưng lại gặp một vấn đề là cần đặt chân tiếp theo ở vị trí nào BS Lê Công Dũng 25 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB Như đã đo ở trên, khoảng cách từ chân . Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB QUI TRÌNH THIẾT KẾ MẠCH PCB I. QUI TRÌNH CHUNG 1. Vẽ đường bao khung cho mạch in theo đúng kích thước thiết kế. 2. Sắp xếp các linh. OK để kết thúc lệnh. BS. Lê Công Dũng 13 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB BS. Lê Công Dũng 14 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB. Công Dũng 10 Cty điện tử ROBOTA Qui trình thiết kế mạch PCB 7. Sử dụng công cụ Dimension để đo khoảng cách: Việc đo đạt khoảng cách, kích thước trong thiết kế PCB là cực kì quan trọng. Việc