Le processus de prototypage de circuits imprimés

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Le processus de prototypage de circuits imprimés

A printed circuit board (PCB) prototyping process involves a series of steps, starting with the creation of a PCB design. These steps include generating the required through holes and using carbide drill bits or NC drill machines to create the holes. Once the through holes have been created, a thin layer of copper is chemically deposited into the through holes. This copper layer is then thickened through electrolytic copper plating.

Gerber file

A Gerber file is a file with detailed descriptions of components. These files are often used to help with the debugging process and to create printed circuit boards. To make sure that your Gerber file contains the correct information, you should check that it is free from errors by using a tool like FreeDFM. It is also a good idea to submit a plain text file if you need to include additional information that is not included in the Gerber file. You should also provide the correct mapping file and matching files, which are required by PCB manufacturers to produce your PCB.

You can use several software applications to create PCB Gerber files, including PCB designer software. Another option is to use an experienced PCB manufacturer to create the Gerber file for you.

Silkscreen

Traditionally, the Silkscreen printed circuit board prototyping process has relied on stencils to apply markings on a circuit board. These stencils are similar to the ones that are used when spray painting a car’s number plate. However, PCB development has progressed since that time and silkscreen application methods have improved as well. With silkscreen printing, epoxy ink is pushed through the stencil to create the desired text or imagery. The ink is then baked into a laminate. However, this method has its drawbacks and is not ideal for high-resolution printing.

Once the silkscreen is complete, the fabricator will use the silk screen information to make a transfer screen and transfer the information to the PCB. Alternatively, the fabricator may also choose to use the more modern method of printing directly on the PCB without a transfer screen.

Reflow oven

A reflow oven is a type of oven that uses infrared light to melt the solder paste and assemble the components of a printed circuit board. This type of oven has several advantages. The process speed is adjustable and the temperature of each zone can be independently controlled. PCBs are fed into the oven by conveyor at a controlled rate. Technicians adjust the speed, temperature, and time profile depending on the needs of the PCB.

The first step in the reflow soldering process is to apply solder paste to the surface mount pads of the components. The solder paste holds the components in place while the components are soldered. Various types of solder paste are available. Choosing the type that is right for your needs will be an important decision.

Reflow

The reflow process is a common technique used in printed circuit board prototyping. It uses a solder paste to hold together the various components on the board. When the components are soldered together, they become electrically connected. The process begins by pre-heating the units, following a temperature profile that will remove volatile solvents from the solder paste.

The temperature is crucial for a quality solder joint. The reflow process must be completed within a reasonable time. Insufficient heat will result in ineffective joints, while excessive heat will damage the circuit board components. Generally, the reflow time ranges from 30 to 60 seconds. However, if the reflow time is too long, the solder will not reach its melting point and may result in brittle joints.

Reflow oven for four-sided PCBs

A reflow oven for four-sided printed circuit board (PCB) prototyping is an oven used in the reflow soldering process. It involves a series of important steps and the use of high-quality materials. For larger-scale production, wave soldering is often used. Wave soldering requires a specific PCB size and alignment. Individual soldering may also be achieved with a hot air pencil.

A reflow oven has several distinct heating zones. It may have one or more zones, which are programmed to correspond to the temperature of the circuit board when it passes through each zone. These zones are set up with an SMT program, which is usually a sequence of set points, temperature, and belt speed. These programs provide complete transparency and consistency throughout the reflow process.

 

Flux de production des circuits imprimés rigides souples et leurs avantages et inconvénients

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Flux de production des circuits imprimés rigides souples et leurs avantages et inconvénients

Le flux de production des circuits imprimés rigides flexibles est très complexe par rapport aux circuits imprimés rigides traditionnels et présente de nombreux défis. En particulier, les lignes de pliage des circuits flexibles rendent le routage difficile, et les composants placés sur ces lignes de pliage sont soumis à des contraintes mécaniques. Pour atténuer ce problème, on utilise souvent des tresses à trous débouchants, ou on peut ajouter une couche de recouvrement supplémentaire pour ancrer les pastilles.

Vias aveugles

Les circuits imprimés rigides flexibles sont souvent utilisés dans les équipements médicaux, les équipements d'imagerie, les moniteurs portables et les équipements militaires. Ils ont un faible coût unitaire, sont flexibles et peuvent résister aux fluctuations de température. Ces cartes sont également utilisées dans les systèmes de communication radio et les équipements radar. Elles sont également utilisées dans les systèmes de test de bruit et de vibration.

Le processus de production des circuits imprimés flexibles rigides commence par la conception et la mise en page de la carte. La continuité électrique doit être vérifiée. La zone de flexion doit être conçue pour résister aux courbures sans points faibles ni flexion. Au cours de ce processus, les traces sont acheminées perpendiculairement à la ligne de pliage. Si possible, des traces fictives doivent être ajoutées pour renforcer la zone de pliage.

Températures élevées

Les circuits imprimés rigides-flexibles sont fabriqués en collant un circuit imprimé avec une bande adhésive sur une carte flexible. Ces rubans adhésifs sont fabriqués à partir de matériaux haute température. Ces matériaux peuvent résister à des températures élevées et aux effets néfastes des radiations, de la diffusion Raman et des rayons infrarouges.

Les circuits imprimés rigides-flexibles utilisent généralement une combinaison de films PI et PET pour leurs substrats. Les noyaux en fibre de verre sont également courants, bien qu'ils soient généralement plus épais.

Produits chimiques

Les circuits imprimés flexibles rigides ont une grande variété d'applications et sont des composants importants dans tous les domaines, depuis les petits appareils électroniques grand public jusqu'aux systèmes militaires et de défense sophistiqués. Ils sont extrêmement polyvalents et conviennent parfaitement aux applications soumises à des températures élevées et à des mouvements constants. En plus d'être très flexibles, ces cartes sont également résistantes aux produits chimiques et aux solvants.

Le cuivre est le matériau conducteur le plus courant et il est largement disponible. Il possède également de bonnes propriétés électriques et une bonne maniabilité. Les feuilles de cuivre sont disponibles sous forme laminée ou électrodéposée. Les feuilles de cuivre sont souvent soumises à un traitement de surface pour améliorer l'adhérence et les protéger de l'oxydation.

Vibrations

Le processus de production des circuits imprimés flexibles rigides est long et nécessite plus de matériaux et de main-d'œuvre que les circuits imprimés rigides. Ce type de circuit imprimé est généralement utilisé dans les appareils médicaux, les contrôleurs sans fil et les systèmes d'administration de médicaments. Il est également utilisé dans l'industrie aérospatiale pour les systèmes de mouvement et de détection, les systèmes de communication radio et les chambres d'essai environnementales.

Ce type de circuit imprimé est plus fiable que les circuits rigides traditionnels. Il peut résister à des environnements soumis à de fortes vibrations et se plier dans de petits profils. En outre, il est plus facile à installer dans des espaces restreints, ce qui le rend idéal pour les applications à haute densité.

Amortisseurs

Ce type de circuit est plus complexe que les circuits imprimés rigides traditionnels, ce qui pose une série de problèmes de conception. Par exemple, les lignes de pliage des circuits flexibles peuvent affecter le routage, et les composants placés sur ces circuits peuvent entraîner des contraintes mécaniques. Heureusement, le tressage de trous traversants et l'ajout d'une couche de recouvrement peuvent contribuer à atténuer ce problème.

Un autre avantage des circuits imprimés flexibles rigides est qu'ils sont compatibles avec les appareils existants. Ils peuvent être pliés et repliés sans endommager le circuit. En outre, ils sont fiables. Ce type de circuit imprimé est un excellent choix pour les applications à haute fiabilité.

Coût

Le coût d'un circuit imprimé flexible rigide dépend de plusieurs facteurs, tels que le type de circuit imprimé flexible utilisé et le nombre de couches qu'il comporte. Les coûts dépendent également du développeur et du fabricant de la carte. Certains fabricants de circuits imprimés pratiquent des prix extrêmement élevés, mais ceux-ci sont justifiés par la qualité exceptionnelle et le souci du détail qu'ils offrent.

Les circuits imprimés souples deviennent de plus en plus complexes car ils doivent répondre à des exigences plus strictes. Par exemple, la directive REACH, les exigences en matière de compatibilité électromagnétique et les nouvelles normes exigent toutes des tests spécialisés sur les composants utilisés. Les coûts supplémentaires associés à ces tests ont une incidence directe sur le coût des circuits imprimés souples.

Types de masques de soudure pour circuits imprimés - Les 4 types de masques de soudure pour circuits imprimés

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Types de masques de soudure pour circuits imprimés - Les 4 types de masques de soudure pour circuits imprimés

Afin de choisir le masque de soudure adapté à votre projet, vous devez connaître ses spécifications. Ces spécifications précisent la dureté, la durée de conservation et l'inflammabilité du produit. Elles précisent également la résistance du masque de soudure à l'oxydation, à l'humidité et à la croissance biologique. Vous pouvez également choisir un masque de soudure à finition mate ou satinée, qui permet de minimiser les perles de soudure.

Masque de soudure LPI

Dans le passé, les fabricants de circuits imprimés proposaient deux types de masques de soudure LPI différents : mat et brillant. Peu de clients indiquaient lequel ils souhaitaient, de sorte que la décision était souvent laissée au fabricant. Aujourd'hui, cependant, les clients peuvent évaluer les avantages de chaque type de finition. Bien qu'il y ait peu de différence de performance entre les deux types de masque de soudure, une finition brillante peut être plus attrayante pour certains.

La principale différence entre ces deux types de masques de soudure est leur processus d'application. Le premier type est un masque de soudure photo-imageable à film sec, qui est similaire à un autocollant, sauf qu'il est maintenu par de la soudure. Après le processus de soudure, le masque de soudure photo-imageable à film sec est décollé d'un côté et le reste du matériau est appliqué sur le circuit imprimé, côté masque vers le bas. Le deuxième type est le masque de soudure liquide, qui suit la même procédure sans l'autocollant.

Les masques de soudure LPI peuvent être sérigraphiés ou enduits par pulvérisation sur les circuits imprimés. Ces masques de soudure sont le plus souvent utilisés en conjonction avec les finitions de surface Nickel sans électrolyse, Or par immersion ou Nivellement de la soudure à l'air chaud. Pour une application correcte, le circuit imprimé doit être nettoyé et exempt de contaminants et le masque de soudure doit durcir complètement.

Masque de soudure époxy

Il existe deux types principaux de masques de soudure époxy. Le premier est constitué d'époxy liquide qui est sérigraphié sur une carte de circuit imprimé. Cette méthode d'impression des masques de soudure est la moins coûteuse et la plus populaire. Un treillis est utilisé pour soutenir le motif de blocage de l'encre. Le liquide époxy durcit à la chaleur. Un colorant est alors mélangé à l'époxy, qui durcit pour produire la couleur souhaitée.

L'épaisseur du masque de soudure dépend de l'emplacement des traces sur le circuit imprimé. L'épaisseur sera plus faible près des bords des traces de cuivre. L'épaisseur doit être d'au moins 0,5 mil sur ces traces et peut atteindre 0,3 mil. En outre, le masque de soudure peut être pulvérisé sur un circuit imprimé pour obtenir une épaisseur uniforme.

Les différents types de masques de soudure sont disponibles en différentes couleurs. La couleur la plus courante est le vert, mais d'autres types sont disponibles en noir, blanc, orange et rouge. En fonction de l'application, vous pouvez choisir la couleur qui convient le mieux à votre projet.

Masque de soudure transparent

Il existe plusieurs types de masques de soudure transparents pour la fabrication de circuits imprimés. Ils sont utilisés pour protéger les traces de cuivre de l'oxydation. Ces masques empêchent également la formation de ponts de soudure entre les plages de soudure. Bien qu'ils n'offrent pas une transparence parfaite, ils peuvent s'avérer efficaces pour atteindre vos objectifs de conception.

Cependant, le type de masque de soudure que vous choisissez dépend de plusieurs facteurs, notamment les dimensions de la carte, la disposition des surfaces, les composants et les conducteurs. Vous devez également tenir compte de l'application finale. Il se peut également que vous deviez respecter des normes industrielles, en particulier si vous travaillez dans un secteur réglementé. D'une manière générale, les masques liquides photo-imageables constituent l'option la plus courante et la plus fiable pour la fabrication de circuits imprimés.

Outre les couleurs les plus courantes, il existe également des types de masques de soudure plus uniques. Par exemple, il existe des masques plus rares et plus colorés, qui peuvent être utiles aux concepteurs et aux fabricants d'électronique de niche. Le type de masque de soudure utilisé aura une incidence sur les performances du circuit imprimé. Il est donc important de choisir le bon type de masque en fonction des besoins de votre projet.

Masque de soudure en graphite

Les masques de soudure de différentes couleurs ont des viscosités différentes, et il est important de connaître la différence si vous envisagez d'en utiliser un pour votre circuit imprimé. Les masques de soudure verts ont la viscosité la plus faible, tandis que les noirs ont la viscosité la plus élevée. Les masques verts sont plus souples, ce qui facilite leur application sur les circuits imprimés à forte densité de composants.

Ces masques de soudure protègent les circuits imprimés et leurs finitions de surface. Ils sont particulièrement utiles pour les équipements qui nécessitent des performances élevées et un service ininterrompu. Ils conviennent également aux applications nécessitant une durée de vie prolongée. Ces masques de soudure permettent de gagner du temps par rapport au masquage manuel à l'aide de rubans thermorésistants.

Un autre type de masque de soudure est le masque de soudure photo-imageable à film sec. Ce type de masque de soudure comporte une image créée sur le film, qui est ensuite soudée sur les plages de cuivre du circuit imprimé. Le processus est similaire à celui d'un LPI, mais le masque de soudure à film sec est appliqué en feuilles. Ce procédé permet de faire adhérer le masque de soudure indésirable au circuit imprimé et d'éliminer les bulles d'air qui se trouvent en dessous. Ensuite, les ouvriers enlèvent le film à l'aide d'un solvant, puis durcissent thermiquement le masque de soudure restant.

Comment réduire les coûts d'assemblage des PCB tout en maintenant la qualité

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Comment réduire les coûts d'assemblage des PCB tout en maintenant la qualité

Si vous cherchez à réduire les coûts d'assemblage des circuits imprimés, plusieurs stratégies s'offrent à vous. Il s'agit notamment de choisir un fabricant qui s'adapte à votre entreprise, de sélectionner un assembleur de circuits imprimés capable de répondre à vos besoins et de calculer le délai d'exécution. Ces mesures vous permettront de réduire vos coûts globaux d'assemblage de circuits imprimés sans compromettre la qualité.

Stratégies de conception pour réduire les coûts d'assemblage des circuits imprimés

Pour réduire les coûts d'assemblage des circuits imprimés, il convient d'utiliser des stratégies de conception qui minimisent les erreurs et augmentent l'efficacité. Souvent, ces stratégies impliquent l'utilisation de marqueurs fiduciaires pour identifier les composants, ce qui peut contribuer à réduire les coûts de retouches multiples. En outre, ces stratégies réduisent le nombre total de composants, ce qui permet de réduire les cycles d'assemblage.

Par exemple, vous pouvez concevoir vos circuits imprimés de manière à ce qu'ils soient plus efficaces en utilisant des formes communes plutôt que des formes personnalisées. De cette manière, votre équipe d'assemblage peut utiliser davantage de composants standard, ce qui permet de réduire les coûts. Vous devriez également éviter d'utiliser des composants coûteux qui approchent de la fin de leur cycle de vie. En utilisant des composants plus abordables, vous pouvez réduire les coûts par PCB.

Lors de la conception d'un circuit imprimé, il faut tenir compte du coût des composants et du processus. Souvent, les composants onéreux sont trop coûteux pour une conception. Recherchez des composants alternatifs qui répondent à vos spécifications et qui sont moins chers. De même, choisissez un fabricant de circuits imprimés qui offre le prix le plus bas pour un volume donné. Ces stratégies peuvent vous aider à réduire les coûts d'assemblage des circuits imprimés sans sacrifier la qualité.

Choisir un fabricant capable de s'adapter à votre entreprise

Bien que l'assemblage de circuits imprimés soit coûteux, il est possible de réduire les coûts de production en choisissant un fabricant capable de s'adapter à votre entreprise et de répondre à vos besoins. Il est préférable de choisir un fabricant disposant de plusieurs sources de composants afin d'optimiser les coûts. La taille d'une carte de circuit imprimé peut également être un facteur déterminant, car plus elle est petite, plus elle est chère. En outre, le coût d'un circuit imprimé dépend également du nombre de composants individuels. Plus le nombre de composants uniques utilisés dans l'assemblage est élevé, plus le prix est bas.

La technologie utilisée pour assembler les PCB diffère d'un fabricant à l'autre. Par exemple, la technologie de montage en surface (SMT) est plus rentable et plus efficace que la technologie du trou traversant. Cependant, les deux technologies ont leurs avantages et leurs inconvénients.

Choisir un assembleur de circuits imprimés

Face à la concurrence croissante dans le domaine des technologies de fabrication, les concepteurs cherchent des moyens de réduire le coût de leurs produits sans compromettre la qualité. Ils s'efforcent donc de trouver un assembleur de circuits imprimés capable de leur offrir le meilleur rapport qualité-prix. L'assemblage de circuits imprimés est un élément essentiel de l'ingénierie matérielle et peut avoir une incidence considérable sur le coût global. Pour garantir le meilleur rapport qualité-prix, vous devez choisir le bon assembleur de circuits imprimés et le bon fournisseur de fabrication de circuits imprimés.

Lorsque vous choisissez un assembleur de circuits imprimés, vous devez rechercher un assembleur qui entretient des relations à long terme avec ses clients. Vous serez ainsi assuré de la qualité de son travail. En outre, l'entreprise doit disposer de l'équipement adéquat pour réaliser le processus d'assemblage, y compris des robots pour placer les composants SMT.

Le coût d'assemblage des PCB est également influencé par le type de composants électroniques utilisés dans le PCB. Des composants différents nécessitent des types d'emballage différents et requièrent plus de main-d'œuvre. Par exemple, l'emballage d'un BGA demande plus de temps et d'efforts qu'un composant conventionnel. En effet, les broches électriques d'un BGA doivent être inspectées à l'aide d'un rayon X, ce qui peut augmenter considérablement le coût de l'assemblage.

Calcul du délai d'exécution

Le principal problème lié au calcul du délai est que les méthodes utilisées par les assembleurs de circuits imprimés diffèrent. Pour calculer le délai, vous devez déterminer la date de début de votre commande, ainsi que la date à laquelle vous avez reçu vos composants. En règle générale, plus le délai est long, moins l'assemblage du circuit imprimé est coûteux.

Le calcul du délai d'exécution est important pour plusieurs raisons. Tout d'abord, il vous aide à comprendre le temps nécessaire à la réalisation d'un projet. Dans un processus de production, le délai d'exécution désigne le temps qui s'écoule entre la demande et la livraison finale. Par exemple, si vous commandez un produit avec un délai de deux semaines, vous risquez d'être en rupture de stock dans deux semaines. En outre, tout retard ou contretemps dans le processus de fabrication aura une incidence sur le délai de livraison. En fin de compte, cela peut avoir une incidence sur la satisfaction du client.

En fin de compte, la réduction des délais d'exécution est essentielle pour l'efficacité de l'entreprise. Elle permet non seulement de réduire le temps d'attente, mais aussi de diminuer les coûts globaux. Personne n'aime attendre, surtout lorsqu'il s'agit d'un petit article.

Altium Designer - Un guide de base du schéma à la conception de circuits imprimés

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Altium Designer - Un guide de base du schéma à la conception de circuits imprimés

Dans ce tutoriel d'Altium Designer, vous apprendrez à créer un schéma et à le compiler dans une conception de circuit imprimé. Vous apprendrez également à importer des composants dans un circuit imprimé vierge et à identifier les exigences de routage. Vous saurez ensuite ce qu'il faut faire pour que votre circuit imprimé soit prêt à être fabriqué.

Création d'un schéma dans Altium Designer

La création d'un schéma dans Altium Designer peut se faire en important un fichier de schéma existant ou en créant un nouveau schéma. Si vous avez déjà créé un circuit imprimé, il n'est pas nécessaire de repartir de zéro. Altium Designer comprend des directives pour la réutilisation de la conception. Pour commencer, ouvrez la fenêtre du schéma de la carte.

Altium Designer comporte deux environnements : l'environnement principal d'édition de documents et les panneaux de l'espace de travail. Certains panneaux sont ancrés sur le côté gauche de l'outil, tandis que d'autres s'ouvrent ou sont cachés. Pour vous déplacer dans un schéma, cliquez sur le bouton droit de la souris et maintenez-le enfoncé ou maintenez la touche Ctrl gauche enfoncée tout en cliquant sur l'écran. Pour zoomer, utilisez les options du menu supérieur.

Vous pouvez ensuite faire glisser et déposer les composants sur le schéma. Vous pouvez également utiliser la fenêtre de l'explorateur pour visualiser et sélectionner les composants. Vous pouvez également cliquer sur la fenêtre du schéma et la faire glisser pour les placer. Vous pouvez également maintenir le bouton de la souris enfoncé pour placer un composant.

Compilation en un dessin de circuit imprimé

Une fois que vous avez un schéma, vous pouvez utiliser Altium designer pour le compiler en une conception de circuit imprimé. Il dispose de plusieurs fonctionnalités, notamment la possibilité de créer une bibliothèque de composants. Vous pouvez ensuite définir les empreintes de vos composants et choisir parmi les différentes options proposées pour chacun d'entre eux. En fonction de la taille et de la densité de votre carte, vous pouvez choisir l'empreinte normale (N) ou moyenne (M).

Après avoir créé votre circuit imprimé, vous devez ajouter le schéma à votre projet. Cela permettra de relier automatiquement votre schéma et votre nomenclature. Altium Designer peut même compiler vos données schématiques automatiquement pendant que vous créez votre conception. Pour ce faire, cliquez sur l'onglet bibliothèque dans le volet gauche de l'écran. Dans l'écran suivant, vous devez vérifier que les composants que vous avez ajoutés sont correctement intégrés dans la disposition du circuit imprimé.

Importation de composants dans un circuit imprimé vierge

L'importation de composants dans un circuit imprimé vierge dans Altium Designer est un processus simple et rapide. Après avoir importé les composants, vous pouvez activer ou désactiver des couches spécifiques, puis les disposer sur le circuit imprimé. Ensuite, vous pouvez acheminer les traces entre les composants.

Tout d'abord, vous devez créer un schéma de circuit imprimé. Pour ce faire, ajoutez un nouveau schéma ou ajoutez un schéma existant. Ensuite, dans l'écran de gauche, cliquez sur l'onglet bibliothèque. Vous pouvez alors vérifier si le composant que vous avez sélectionné est intégré.

Après avoir importé les composants, Altium Designer vérifie la conformité du schéma avec les règles de conception. Il s'agit d'une étape importante du processus de conception, car les erreurs dans le schéma peuvent affecter la qualité du circuit imprimé fini.

Exigences de routage dans Altium Designer

Altium Designer comprend des outils intégrés pour gérer les exigences de routage. Ces outils sont utiles lors de l'ajout de nouveaux composants à un schéma ou à un circuit imprimé. Cependant, certaines règles doivent être respectées lors du routage automatique. Le premier outil à utiliser pour les exigences de routage est une classe de réseau. Une fois configurée, une classe de réseau achemine automatiquement les composants de manière appropriée.

Un moteur de conception basé sur des règles est également inclus dans Altium Designer pour s'assurer que la mise en page du PCB est conforme à toutes les normes de signalisation. Le moteur de conception basé sur des règles vérifie également la mise en page par rapport à diverses exigences de conception afin de s'assurer qu'elle respecte les règles de conception. Altium Designer garantit ainsi la qualité de votre conception. En outre, un routage réussi du circuit imprimé commence par un empilage correct, qui prend en charge vos objectifs d'impédance et vos exigences en matière de densité de traçage. Cette étape vous permet de définir des profils d'impédance spécifiques pour les réseaux importants, afin que le signal ne soit pas perdu pendant le routage.

Étapes du processus

Une fois que vous avez créé un schéma, vous pouvez l'exporter sous la forme d'une liste de réseaux ou d'une nomenclature dans Altium Designer. Ces fichiers sont nécessaires à la fabrication du circuit imprimé. Ils contiennent toutes les informations nécessaires à la fabrication de la carte, y compris une liste de tous les matériaux requis. En outre, ces documents peuvent être examinés après chaque étape.

Altium Designer dispose également d'un outil de capture de schémas, qui vous permet d'importer des composants schématiques dans un schéma de circuit imprimé. Le logiciel génère ensuite un fichier PcbDoc et un document de circuit imprimé vierge.