Proiectarea footprint-urilor și a PCB-urilor cu ajutorul mediului Altium Designer [303968]

[anonimizat]: ELECTRONICĂ, CALCULATOARE ȘI INGINERIE ELECTRICĂ

PROGRAMUL DE STUDII UNIVERSITARE DE LICENȚĂ ________________________________________________________________________

[anonimizat] a PCB-urilor cu ajutorul mediului Altium Designer

Absolvent: [anonimizat]:

Conf. Univ. Dr. Ing. Mazăre Ghiorghiță Alin

Conf. Univ. Dr. Ing. Ionescu Laurențiu

Pitești

Sesiunea iulie 2019

[anonimizat], CALCULATOARE ȘI INGINERIE ELECTRICĂ

PROGRAMUL DE STUDII UNIVERSITARE DE LICENȚĂ ________________________________________________________________________

[anonimizat] a PCB-urilor cu ajutorul mediului Altium Designer

Absolvent: [anonimizat]:

Conf. Univ. Dr. Ing. Mazăre Ghiorghiță Alin

Conf. Univ. Dr. Ing. Ionescu Laurențiu

Pitești

Sesiunea iulie 2019

Cuprins listă de figuri

Figură 2.1 Plasarea din panoul de biblioteci 13

Figură 2.2 Plasarea din Editorul de Biblioteci Schematice 14

Figură 2.3 Căutarea unei componente 15

Figură 2.4 Query Results 16

Figură 2.5 Editare grafică 16

Figură 2.6 [anonimizat] 18

Figură 3.1 Grid și cursor 21

Figură 3.2 Actualizarea parametrilor dintr-o bază de date 24

Figură 3.3 Selectați modificările parametrilor 25

Figură 3.4 sincronizarea parametrilor 25

Figură 3.5 Acceptați modificările (Creați ECO) 26

Figură 3.6 Actualizare din bibliotecă. 27

Figură 3.7 Conectare cu fir 28

Figură 3.8 Conectare cu etichetă 28

Figură 3.9 Diferenta dintre conectare fire si conectare prin blocuri ierarhice 30

Figură 3.10 Explicare blocuri ierarhice 31

Figură 4.1 Pad-[anonimizat] 33

Figură 4.2 Afișare footprint pe diferite layere 34

Figură 4.3 [anonimizat] 36

Figură 4.4 Setarea Unității de Măsură 37

Figură 4.5 [anonimizat] 37

Figură 4.6 Proprietățile Instrumentului Arc 38

Figură 4.7 Proprietățile Instrumentului Fill 39

Figură 4.8 Proprietățile Instrumentului Region 40

Figură 4.9 Proprietățile Instrumentului 3D Body 41

Figură 4.10 Proprietățile Instrumentului Line 42

Figură 4.11 Proprietățile Instrumentului String 43

Figură 4.12 Proprietățile Instrumentului Pad 44

Figură 4.13 Proprietățile Instrumentului Via 44

Figură 4.14 Proprietățile Instrumentului Keepout 45

Figură 4.15 Dimensiuni Componenta THT 46

Figură 4.16 Plasarea Pad manuală 47

Figură 4.17 [anonimizat] 48

Figură 4.18 Forma Radiatorului 49

Figură 4.19 Amprenta componentei pe cablaj 50

Figură 4.20 Amprenta componentei pe cablaj cu vedere 3D 51

Figură 4.21 Dimensiunile componentei SMD 52

Figură 4.22 IPC Compliant Footprint Wizard 53

Figură 4.23 Selectarea tipului compenentei corespunzătoare 54

Figură 4.24 Introducerea dimensiunilor aferente corpului componentei 55

Figură 4.25 Introducerea dimensiunilor pinilor aferente componentei 55

Figură 4.26 Afișarea datelor calculate pentru definera spațierii 56

Figură 4.27 Afișarea datelor calculate pentru zona de lipire 57

Figură 4.28 Afișarea datelor calculate pentru tolerantele componentei 58

Figură 4.29 Afișarea datelor calculate pentru tolerantele de asamblare 59

Figură 4.30 Afișarea datelor calculate pentru dimensiunile zonelor de lipire 60

Figură 4.31 Afișarea datelor calculate pentru dimensiunile Silkscreenului 61

Figură 4.32 Afișarea datelor calculate pentru dimensiunile liniilor de ghidaj 62

Figură 4.33 Generarea automată a numelui și a descrierii 63

Figură 4.34 Amprenta componentei pe cablaj in model 2D 64

Figură 4.35 Amprenta componentei pe cablaj in model 3D 65

Figură 4.36 Dimensiunile și informațile pentru PBGA 113 66

Figură 4.37 Selectarea Package-ului 67

Figură 4.39 Ștergerea pinilor conform informațiilor de proiectare 69

Figură 4.40 Alegenrea dimensiunii pad-urilor 70

Figură 4.41 Alegenrea grosimii și dimensiunii aferente suprafeței de Silkscreen 71

Figură 4.42 Alegenrea grosimii și dimensiunii aferente suprafeței de Assembly și Courtyard 72

Figură 4.43 Generarea automată a numelui și a descrierii 73

Figură 4.44 Footprint-ul realizat cu ajutorul Wizard-ului 74

Figură 4.45 Editare manuală a footprint-ului 74

Figură 5.1 Clearance(Spatiere) 90

Figură 5.2 Short-Circuit(scurtcircuitul între obiectele) 91

Figură 5.3 Un-Routed Net(Fire neconectate) 92

Figură 5.4 Modified Polygon(Detectarea poligoanelor nemodificate) 93

Figură 5.5 Width(Grosimea Traseelor) 94

Figură 5.6 Routing Topology(modelul conexiunilor pin-to-pin) 95

Figură 5.7 Routing Via Style (dimensiunile și forma vias-urilor) 96

Figură 5.8 Differential Pairs Routing(traseu diferential) 97

Figură 5.9 SMD To Corner (distanța minimă pad-colț de rutare) 98

Figură 5.10 99

Figură 5.11 SMD Neck-Down(raportul dintre lățimea padului și a traseului) 100

Figură 5.12 SMD Entry(regulă intrare sau ieșire din pad) 101

Figură 5.13 Solder Mask Expansion(forma stratului de mască de lipit pentru pad) 102

Figură 5.14 Paste Mask Expansin(forma stratului de pastă pentru fixare pad) 103

Figură 5.15 Power Plane Connect Style(stilul de conectare pin-plan) 104

Figură 5.16 Board Outline Clearance(dinstanțele față de marginea plăcii) 108

Figură 5.17 Matched Lengths(diferența de lungime între două conexiuni) 109

Figură 5.18 Room Definiton(zona în care pot fii plasate componente) 110

Figură 5.19 Component Clearance(distanța dintre componente) 112

Figură 5.20 Placă cu 2 straturi electrice și o zonă de FR4 114

Figură 5.21 Placă cu 4 straturi electrice și 2 zone de FR4 115

Figură 5.22 Placă cu 6 straturi electrice și 3 zone de FR4 116

Figură 5.23 Placă cu 8 straturi electrice și 4 zone de FR4 117

Figură 6.1 Elemente constitutive ale OutJob, toate definite și gestionate în cadrul Editorului OuputJob. 120

Figură 6.2 Adăugați fiecare ieșire care este necesară selectând sursa de date corespunzătoare 121

Figură 6.3 Configurarea ieșirilor 122

Figură 6.4 Container de ieșire 123

Capitolul 1. Introducere în proiectarea cablajelor electronice

Introducere

Ce este Altium Designer?

Altium Designer este un program conceput pentru proiectarea modulelor electronice. Natura programului Altium Designer permite o trecere rapida de la datele de proiectare la proiectul propriu-zis. Acesta contine toate instrumentele software necesare pentru construirea tuturor aspectelor legate de proiectarea unui modul electronic. Toate procesele de modificare, rulare și generare a documentației sunt realizate cu ajutorul mediului de proiectare.

Extensii în Altium Designer:

O extensie este în mod efectiv o funcție în plus, oferind anumite facilitați utilizatorului. Sunt disponibile o serie de extensii opționale care pot fi instalate sau eliminate de către utilizator în funcție de modul de lucru al acestuia. Aceste funcționalități includ noi tipuri de importatoare sau exportatoare, instrumente de generare a simbolurilor, instrumente de generare a footprint-urilor, sau chiar instrumente care ajuta la colaborarea cu partea CAD mecanica a proiectului. în Altium Designer avem următoarele extensii disponibile: Vault Explorer care se ocupa de realizarea conexiunii cu librărie Vault online, VCS Provider- SVN care se ocupa cu subversionarea și verificarea subversionarii, Component Template Editor care se ocupa de șabloanele componentelor, IPC Footprint Generator care se ocupa de generarea amprentelor de cablaj pe baza standardului IPC, Schematic simbol generator tool care se ocupă cu generarea automata a simbolurilor, Component From Supplier Search care se ocupă cu cautarea componententelor la distribuitori.

Setări preferențiale

Altium Designer beneficiază de o interfața centrala unde se pot seta diverse preferințe. Aceste preferințe pot fi setate global pentru tot mediul de lucru sau local pentru fiecare proiect în parte. Configurarea setărilor se face din caseta dialog de Preferințe. Fereastra de Preferințe oferă o serie de instrumente utile pentru a vă asigura că setul de preferințe este exact așa cum vă doriți, incluziv:

Abilitatea de a importa preferințele definite într-o versiune anterioara a software-ului;

Abilitatea de a salva preferințele și de a le încarcă dintr-un fișier de preferințe;

Abilitatea de a seta opțiunile și comenzile din pagina copil activ sau din toate paginile sau setarea paginilor înapoi la setările inițiale

Reguli speciale în PCB

Altium Designer oferă posibilitatea utilizatorului să seteze diverse reguli pe proiectare și de restrictii pentru usurarea proiectarii cablajului electronic. Regulile de proiectare vizează obiectele speciale și sunt aplicate în mod ierarhic. Pot fi configurate mai multe reguli pentru același tip de obiect. Sistemul trece prin reguli de la cea mai înaltă prioritate la cel mai mic și selectează primul, al cărui obiect se potrivește cu obiectul (obiectele) verificat (e).

Standarde de proiectare

Standardul IPC, adică Asociația de Interconectare în Electronica Industrială (Association for Interconnection în Industrial Electronics), este o asociație care are ca scop standardizarea cerințelor de asamblare și de producție ale echipamentelor și ansamblurilor electronice. Aceasta a fost fondată în anul 1957, sub numele de: Institutul pentru Circuite Imprimate (Institute for Printed Circuit). Numele a fost schimbat ulterior în: Institutul pentru Circuite Electronice de Interconectare și Asamblare (Institute of Electronic Circuits for Interconnection and Assembly), cu scopul de a sublinia faptul că standardele lor nu se referă doar la cablajul imprimat, ci la tot ansamblul electronic. În anul 1999, organizația și-a schimbat oficial numele în IPC.

Standardul IPC este acreditat de Institutul Național de Standarde din USA (American National Standards Institute), ca organizator dezvoltator de standarde și este recunoscută la nivel global pentru standardele sale. Acesta publică cele mai utilizate standarde de acceptabilitate din industria electronică.

IPC are sediul central în Bannockburn, Illinois, Statele Unite ale Americii și deține birouri în Washington D.C., Taos, New Mexico, Arlington, Virginia, Stockholm, Bruxelles, Moscow, Bangalore, Shanghai, Shenzhen și Beijing, acest lucru atestând recunoașterea la nivel mondial a standardelor IPC.

Standardele IPC sunt utilizate în industria de fabricare a produselor electronice. Acesta este utilizat în întreaga lume de producătorii de echipamente electronice și de companiile EMS (electronic manufacturing services). Există mai mult de 3600 de instructori, din întreaga lume, care sunt certificați să școlarizeze și să testeze standardul.

Standardele publicate de IPC:

Documente generale:

IPC-T-50 Termeni și definiții (Terms and Definitions);

IPC-2615 Dimensiunea și toleranțele cablajului Imprimat (Printed Board Dimensions and Tolerances);

IPC-D-325 Documentație necesară pentru cablajul imprimat (Documentation Requirements for Printed Boards);

IPC-A-31 Module de testare (Flexible Raw Material Test Pattern);

IPC-ET-652 Instrucțiuni și cerințe privind testarea electrică a modulelor nepopulate (Guidelines and Requirements for Electrical Testing of Unpopulated Printed Boards).

Specificații de proiectare:

IPC-2612 Cerințe pentru diagrama documentației electronice (Sectional Requirements for Electronic Diagramming Documentation (Schematic and Logic Descriptions));

IPC-2221 Standardul general privind formatul cablajului imprimat (Generic Standard on Printed Board Design);

IPC-2223 Standardul general privind formatul cablajului flexibil imprimat (Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards);

IPC-7351B Cerințele genereale pentru formatul de montare pe suprafață (Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standards).

Specificațiile materialelor:

IPC-FC-234 Reguli de montaj ale adezivilor sensibili la presiune pentru circuite imprimate flexibile, cu o singură față și față-verso (Pressure Sensitive Adhesives Assembly Guidelines for Single-Sided and Double-Sided Flexible Printed Circuits);

IPC-4562 Standardul pentru Folii metalice pentru cablaje imprimate flexibile (Metal Foil for Printed Wiring Applications);

IPC-4101 Standardul pentru materiale preimpregnate (Laminate Prepreg Materials Standard for Printed Boards);

IPC-4202 Standardul materialelor de izolare pentru cablaje flexibile (Flexible Base Dielectrics for Use în Flexible Printed Circuitry);

IPC-4203 Standardul adezivilor de acoperire a straturilor izolatoare pentru cablaje flexibile (Adhesive Coated Dielectric Films for Use as Cover Sheets for Flexible Printed Circuitry and Flexible Adhesive Bonding Films);

IPC-4204 Standardul izolație metalice pentru cablaje flexibile (Flexible Metal-Clad Dielectrics for Use în Fabrication of Flexible Printed Circuitry).

Documentație de executare și inspecție:

IPC-A-600 Accesibilitatea circuitelor imprimate (Acceptability of Printed Boards);

IPC-A-610 Accesibilitatea asamblării (Accessibility of Electronic Assemblies);

IPC-6011 Specificații generale de executare a circuitelor imprimate (Generic Performance Specification for Printed Boards);

IPC-6012 Specificații de calificare a circuitelor imprimate Rigide (Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards);

IPC-6013 Specificații pentru circuitele imprimate Flexibile și Rigid-Flexibile (Specification for Printed Wiring, Flexible and Rigid-Flex);

IPC-6202 IPC/JPCA Ghid de executare a circuitelor imprimate flexibile simplu sau dublu placate (Performance Guide Manual for Single- and Double-Sided Flexible Printed Wiring Boards);

PAS-62123 Ghid de executare a circuitelor imprimate flexibile simplu sau dublu placate, izolate (Performance Guide Manual for Single & Double Sided Flexible Printed Wiring Boards);

IPC-TF-870 Calificarea și executarea circuitelor imprimate realizate de Polymer (Qualification and Performance of Polymer Thick Film Printed Boards).

Standarde de asamblare și a materialelor utilizate în domeniu flexibil:

IPC-FA-251 Instrucțiuni de asamblare pentru circuitele imprimate flexibile (Assembly Guidelines for Single and Double Sided Flexible Printed Circuits);

IPC-3406 Instrucțiuni pentru adezivii de montare a conductorilor electronici (Guidelines for Electrically Conductive Surface Mount Adhesives);

IPC-3408 Cerințe generale pentru adezivii de fixare anizotropici (General Requirements for Anisotropically Conductive Adhesives Films).

Organigrama generala de proiectare a unui PCB

Capitolul 2. Editare simboluri electronice

Introducere

O parte este un primitiv de design electric. Este un simbol schematic care reprezintă un dispozitiv electronic, cum ar fi un rezistor, un comutator, un amplificator operațional, un regulator de tensiune etc. Componentele sunt stocate în componentele din bibliotecile componentelor schematice. Rețineți că fiecare componentă poate conține una sau mai multe părți. Împreună cu o reprezentare simbolică a componentei, partea include și legături către modele, cum ar fi amprenta PCB, precum și parametrii care sunt utilizați pentru a documenta detalii cum ar fi parametrii componentelor și informațiile furnizorilor. Modul în care sunt adăugate legăturile și parametrii modelului la partea respectivă depind de tipul de stocare de bibliotecă utilizat.

Plasare

Modul în care o parte este plasată pe o foaie schematică depinde de cum și de unde se invocă modul de plasare.

Plasarea din panoul de biblioteci

În editorul schematic, procesul de selecție și plasare a pieselor se face din panoul Biblioteci.

Panoul afișează conținutul bibliotecii selectate în mod curent. Utilizați meniul derulant de lângă numele bibliotecii pentru a alege o altă bibliotecă.

Utilizați câmpul de mască sub câmpul bibliotecă selectat în prezent pentru a filtra lista și pentru a accelera procesul de căutare sau pentru a derula și a selecta partea dorită.

Faceți clic pe Libraries pentru a deschide Available Libraries dialog și pentru a adăuga sau elimina biblioteci.

Faceți clic pe Search pentru a deschide Libraries Search dialog si cautati un simbol.

Faceți clic pe Place , faceți dublu clic sau faceți clic și trageți pentru a plasa componenta selectată pe foaia schematică activă. În timp ce piesa plutește pe cursor, ea poate fi rotită (apăsați bara de spațiu), oglindită de-a lungul unei axe (apăsați X sau Y) sau editată (apăsați pe Tab) înainte de plasare.

Coloanele afișate în lista de componente din biblioteca selectată curent pot fi reorganizate (clic și trageți) sau reconfigurate (faceți clic dreapta, apoi selectați Selectare coloane).

Figură 2.1 Plasarea din panoul de biblioteci

Plasarea din Editorul de Biblioteci Schematice

O parte poate fi plasată și direct dintr-o bibliotecă care este deschisă în editorul de bibliotecă schematic din panoul SCH Library. Rețineți că:

Dacă faceți clic pe butonul Place din panou, veți plasa componenta selectată (componenta) în ultima listă schematică activă.

În timp ce piesa plutește pe cursor, ea poate fi rotită (apăsați bara de spațiu), oglindită de-a lungul unei axe (apăsați X sau Y) sau editată (apăsați pe Tab) înainte de plasare.

Dacă o parte este plasată direct dintr-o bibliotecă, biblioteca respectivă nu trebuie să fie adăugată mai întâi în Available Libraries dialog disponibile.

Figură 2.2 Plasarea din Editorul de Biblioteci Schematice

Căutarea unei componente

Dacă nu găsiți partea necesară în panoul Biblioteci, utilizați funcția Căutare. Pentru a face acest lucru, faceți clic pe Search pentru a deschide caseta Libraries Search dialog.

Figură 2.3 Căutarea unei componente

Domeniul de căutare prestabilit este de a căuta componente în bibliotecile disponibile.

Ca alternativă, dialogul acceptă, de asemenea, căutarea prin biblioteci pe calea stocată în directoarele de pe o unitate. Pentru a face acest lucru, activați opțiunea Căi de biblioteci pe cale, apoi configurați opțiunile căii după cum este necesar.

Filtrele utilizează "AND" și, prin urmare, este mai bine să începeți cu un filtru simplu și dacă există multe rezultate, utilizați modul Refine last search pentru a căuta în cadrul rezultatelor.

Rezultatele căutării sunt prezentate în panoul Biblioteci, sub Rezultatele interogărilor. Re-selectați o bibliotecă de componente pentru a reveni la navigarea în panou.

Figură 2.4 Query Results

Editare grafică

Editarea grafică pentru o parte este limitată la mișcare, rotire și oglindire. Când este selectată o parte în spațiul de lucru, în jurul acesteia va apărea o casetă de selecție întreruptă. Pentru a manipula grafic o componentă selectată:

Apăsați Delete pentru a elimina partea selectată din proiect.

Faceți clic și mențineți apăsat pentru a muta partea selectată. Cursorul va sări la cel mai apropiat punct de acces electric (capătul cablului celui mai apropiat pin).

În timp ce o parte se defirează pe cursor, apăsați bara de spațiu pentru ao roti în sens invers acelor de ceasornic (Shift + Bara de spațiu pentru ao roti în sensul acelor de ceasornic). Rotirea se face în trepte de 90 °.

În timp ce o parte se mișcă pe cursor, apăsați tasta X sau Y pentru a o oglindi de-a lungul acelei axe.

Figură 2.5 Editare grafică

Lucrul între componenta schematică și componenta PCB

Software-ul include instrumente pentru a ajuta la lucrul între componenta de pe schematică și aceeași componentă de pe PCB. Aceste instrumente includ Cross Probing, Cross Selection și Selectarea Componentelor PCB din schematică.

Cross Probe

După cum sugerează și numele, Cross Probe vă permite să faceți clic pe o componentă într-un singur editor și să treceți la acea componentă în celălalt editor. Pentru , Cross Probe:

Faceți clic pe Probe Cross situat în meniul editorului schematic sau PCB din meniul Tools.

Când faceți clic pe componenta în editorul schematic, acesta va fi centrat și mărite în editorul PCB. Nivelul de zoom este setat pe pagina System – Navigation din dialogul Preferences.

Comportamentul implicit trebuie să rămână în același editor, gata să traverseze o altă componentă. Pentru a comuta la celălalt editor ca pe Cross Probe, țineți apăsată tasta Ctrl.

Cross Select Mode

Cross Select Mode selectează aceeași componentă în celălalt editor. Rețineți că nu măriți și nu centrați. Cross Select este activată sau oprită. Faceți clic pe Tools » Cross Select Mode pentru a activa / dezactiva modul. Selectați mai multe componente ținând apăsată tasta Shift când faceți clic pentru a selecta.

Selectarea componentelor PCB

Această caracteristică vă permite să selectați mai multe componente schematice într-o anumită ordine, apoi plasați aceleași componente în editorul PCB în aceeași ordine. Pentru a utiliza această funcție:

Selectați componentele schematice una câte una (țineți apăsată tasta Shift când faceți clic pentru a selecta mai multe componente).

Treceți la editorul PCB, apoi apăsați scurtătura I, C pentru a lansa comanda Componență selectată. Comanda Componentele selectate de înlocuire este de asemenea disponibilă în meniul cu clic dreapta după ce apăsați comanda rapidă I.

Editare non-grafică

Această metodă de editare folosește modul de proprietăți asociat pentru a modifica proprietățile unui obiect parțial.

Figură 2.6 Editare non-grafică

În timpul plasării, modul Component din panoul Proprietăți poate fi accesat prin apăsarea tastei Tab.

După plasare, modul Component din panoul Proprietăți poate fi accesat în unul din următoarele moduri:

Faceți dublu clic pe linia de componente plasată.

Plasați cursorul peste componentă, dați clic dreapta, apoi alegeți Proprietăți din meniul contextual.

Dacă panoul Proprietăți este deja activ, selectați componenta.

Organigrama de proiectare a unui simbol

Capitolul 3. Etapele și tehnicile de proiectare ale unui schematic

Scheme de plasare a obiectelor de design

Proiectarea electronică este procesul de capturare a unui design logic în schematică, reprezentând apoi proiectarea ca un set de obiecte în spațiul de lucru PCB. Chiar și pentru un mic circuit, schematică poate include mai multe componente, fiecare cu numeroase modele și parametri. Spațiul de lucru PCB poate conține, de asemenea, un număr mare de obiecte de proiectare care alcătuiesc tabla. Pe parcursul procesului de proiectare, plasarea și proprietățile acestor obiecte trebuie să se schimbe în timp ce lucrați pentru a echilibra diferitele cerințe de proiectare.

Grid și cursor

Înainte de a plasa obiecte în Editorul Schematic, setați grilajul pentru a permite plasarea mai ușoară. Altium Designer oferă trei tipuri de grilă: grile vizibile pentru navigație, grile de fixare pentru plasare și rețele electrice pentru a ajuta la crearea conexiunilor. Grilele sunt opțiuni pentru documente, ceea ce înseamnă că acestea sunt salvate cu designul individual și, prin urmare, setările rețelei pot diferi între un document de proiectare și altul. Setați grilele inițial în regiunea generală a modului Document Opțiuni din panoul Proprietăți.

Figură 3.1 Grid și cursor

Acest grid pot fi rapid modificate sau comutate între activat și dezactivat prin comenzi rapide de la tastatură sau mouse, de exemplu, apăsați tasta G pentru a trece prin setările grila de prindere de la 1, 5 și 10. De asemenea, puteți utiliza submeniul View »Grids. Utilizați pagina Schema – Rețele din fereastra de dialog Preferințe pentru a seta Presetări grilă imperiale și metrice.

Plasarea obiectelor de design

Pașii de bază pentru plasarea obiectelor de design schematice sunt prezentate mai jos.

Selectați tipul de obiect pe care doriți să îl plasați. Puteți face acest lucru selectând un tip de obiect din meniul Loc (de exemplu, Place »Wire) sau făcând clic pe unul dintre pictogramele din barele de instrumente de plasare. Taste rapide pentru plasare sunt, de asemenea, disponibile (de exemplu, P, W pentru a plasa un fir). Pentru a plasa componente (părți), puteți să faceți clic pe butonul Loc în panoul Biblioteci sau să selectați numele componentei dintr-o bibliotecă disponibilă din panoul Biblioteci și să-l trageți în document.

Când un obiect este selectat pentru plasare, cursorul se va schimba într-o cruce, indicând faptul că sunteți în modul de editare și dacă este cazul, obiectul va apărea "plutitor" sub cursor.

Apăsați tasta Tab pentru a edita proprietățile obiectului înainte de al plasa. Aceasta va deschide dialogul Proprietăți pentru obiectul special, permițându-vă să schimbați diferite opțiuni. După ce ați terminat setarea proprietăților, faceți clic pe OK pentru a reveni la modul destinație de plasare. Avantajul editării în timpul plasării este acela că obiectele care au un identificator numeric, cum ar fi un desenator, vor crește automat.

Poziționați cursorul și faceți clic stânga sau apăsați Enter pentru a plasa obiectul. Pentru obiecte complexe, cum ar fi fire sau poligoane, trebuie să continuați procedura de poziție și clic pentru a plasa toate vârfurile obiectului.

După plasarea unui obiect, veți rămâne în modul de plasare (indicat de cursorul încrucișat), permițându-vă să plasați imediat un alt obiect de același tip. Pentru a termina modul de plasare, faceți clic dreapta sau apăsați tasta Esc. În unele cazuri, cum ar fi plasarea unui poligon, poate fi necesar să faceți acest lucru de două ori; o dată pentru a termina plasarea obiectului și o dată pentru a ieși din modul de plasare. Când ieșiți din modul de plasare, cursorul va reveni la forma sa implicită.

Găsirea, plasarea și actualizarea componentelor

Locul logic pentru a face o schimbare este la sursă. Natura acestei surse depinde de modul în care a fost plasată componenta:

De la o Bibliotecă integrată – se extrag bibliotecile sursă, se efectuează schimbarea și apoi se completează pachetul integrat de bibliotecă pentru a genera biblioteca integrată revizuită.

Dintr-o bibliotecă de baze de date – pentru un parametru sau o referință de simbol / model, modificarea se face la înregistrarea corespunzătoare pentru componentă, în baza de date externă legată. Dacă schimbarea este una grafică – la un simbol sau model – este efectuată în cadrul bibliotecii sursă de referință.

De la o Bibliotecă schematică / PCB – se face o modificare a componentei sau amprentei din biblioteca corespunzătoare din care a fost plasată componenta / amprenta.

Actualizarea parametrilor dintr-o bază de date

În contextul acestui instrument, termenul "componenta Altium Designer" este folosit pentru a descrie un exemplu de component plasat pe o foaie schematică sau o componentă dintr-o bibliotecă schematică sursă. Altium Designer oferă un instrument pentru actualizarea parametrilor componentelor Altium Designer cu informații stocate într-o bază de date externă. Componentele trebuie să fie legate de înregistrările componentelor corespunzătoare din baza de date externă, pentru ca actualizarea să fie posibilă. Legarea se face prin utilizarea unui fișier intermediar care poate fi unul dintre următoarele:

Fișierul bazei de date (* .DBLink) – utilizat atunci când se leagă componentele existente plasate într-o bază de date externă sau, mai tipic, componentele definite într-o bibliotecă sursă schematică.

Fișier bibliotecă de baze de date (* .DBLib) – utilizat la plasarea componentelor direct pe o foaie schematică dintr-o bază de date externă.

Fișierul bibliotecii bazei de date SVN (* .SVNDBLib) – ca în cazul DBLib, dar cu bibliotecile de simboluri și modele stocate sub controlul versiunii.

Comanda Actualizare parametri din baza de date este, de asemenea, disponibilă în editorul de bibliotecă schematică. Biblioteca sursă trebuie să facă parte dintr-un pachet de bibliotecă (* .LibPkg) și un fișier DBLink utilizat pentru a furniza legătura dintre componentele bibliotecii și înregistrările componentelor din baza de date externă.

Actualizările sunt efectuate dintr-un document schematic utilizând comanda Update Parameters From Database, disponibilă din meniul principal Instrumente. Lansarea acestei comenzi va afișa dialogul Update Parameters From Database. Utilizați acest dialog pentru a alege ce documente schematice și tipurile de componente doriți să le includeți în actualizare.

Figură 3.2 Actualizarea parametrilor dintr-o bază de date

După definirea domeniului de aplicare a actualizării, faceți clic pe OK. Baza de date externă va fi interogată pentru potrivirea componentelor. Dacă există diferențe de parametru între componentele Altium Designer și înregistrările de potrivire din baza de date, veți fi duși la dialogul Selectați modificările parametrilor.

Figură 3.3 Selectați modificările parametrilor

Acest dialog listează toți parametrii care există în înregistrările bazei de date pentru componentele Altium Designer legate de domeniul de aplicare al actualizării. Orice parametri care sunt definiți pentru o componentă Altium Designer, dar care nu sunt câmpuri dintr-o tabelă de baze de date, nu vor apărea în listă. De exemplu, este posibil să fi plasat o componentă direct dintr-o bază de date utilizând caracteristica bibliotecă de bază de date, apoi ați adăugat unul sau mai mulți parametri după plasare.

Numai acei parametri care sunt mapați – între baza de date externă și instanța componentei plasate – vor fi listate. Maparea parametrilor este efectuată în fila Mappings Field din fișierul link intermediar.

Dialogul va afișa inițial actualizările propuse pentru a aduce sincronizarea parametrilor comTponent Altium Designer cu cei din baza de date, pe baza acțiunilor de actualizare pe care le-ați definit în fișierul intermediar (DBLink, DBLib, SVNDBLib).

Figură 3.4 sincronizarea parametrilor

Diferențele parametrilor se disting prin utilizarea unui element unic introdus în celula relevantă. De exemplu, un triunghi albastru în colțul unei celule înseamnă că a fost detectată o diferență între valoarea unui parametru din componenta Altium Designer și același parametru în înregistrarea bazei de date legate.

Va fi o listă completă a tuturor stărilor de celule disponibile în dialogul Selectați parametrii de modificări mai târziu din acest document, în secțiunea Statelor de actualizare a parametrilor.

Comenzile furnizate în dialogul Selectați parametri de modificări vă permit să controlați complet ce actualizări să continuați și pe care să le respingeți. Puteți respinge actualizările tuturor parametrilor pentru o componentă selectată sau pentru parametrii specifici ai componentei respective. Pentru a respinge o actualizare propusă pentru un anumit parametru, selectați pur și simplu celula relevantă și faceți clic pe butonul Respingere selectată. Pentru a restabili actualizarea, faceți clic pe butonul Actualizare selectată.

Când sunteți mulțumit de soluția de actualizare, faceți clic pe butonul Acceptați modificările (Creați ECO). Utilizați dialogul Ordine schimbare comandă care apare pentru a valida și apoi a executa actualizările în consecință. Dacă vă dați seama că există o actualizare pe care nu doriți să o faceți, dezactivați pur și simplu intrarea în ordinea schimbării aplicabilă.

Figură 3.5 Acceptați modificările (Creați ECO)

Actualizarea componentelor schematice din biblioteci

Altium Designer oferă un instrument pentru actualizarea componentelor plasate pe o foaie schematică cu informații modificate dintr-o bibliotecă sursă. Acestea includ Biblioteci de componente schematice (* .SchLib), Biblioteci integrate (* .IntLib) și Biblioteci de baze de date (* .DBLib, * .SVNDBLib).

Deși fișierele DBLib și SVNDBLib sunt prezente ca biblioteci în panoul Biblioteci, ele sunt doar o sursă de conexiune și de cartografiere a câmpurilor – nu biblioteci în adevăratul sens al cuvântului. Funcția de actualizare transmite modificările parametrilor, referințele simbolurilor și modelului în baza de date externă, precum și modificările grafice realizate în bibliotecile de simbol și modele de referință.

Funcția de actualizare vă permite să transmiteți modificări parametrilor, precum și informații model și grafice.

Actualizările sunt efectuate dintr-un document schematic utilizând comanda Actualizare din biblioteci, disponibilă din meniul principal Instrumente. Lansarea acestei comenzi va afișa fereastra de dialog Actualizare din bibliotecă.

Figură 3.6 Actualizare din bibliotecă.

Crearea conectivității

Sunt componentele și modul în care se conectează unul la altul, ceea ce creează un circuit electronic unic. În schema, creați reprezentarea logică a designului prin conectarea împreună a pinilor componentei, pentru a proiecta placa de circuite imprimate, plasați componentele fizice și creați aceeași conectivitate cu piesele.

Conectivitate fizică și logică

Pe schematică, puteți crea această conectivitate prin trasarea unui fir de la o componentă la alta – aceasta este denumită conectivitate fizică.

De asemenea, puteți conecta un pin la altul prin plasarea unui cablu scurt și a unei etichete nete pe fiecare pin de componentă – când proiectul este compilat, software-ul identifică aceste două secțiuni de rețea și le conectează pentru a forma o singură rețea – acest tip de conectivitate este menționat la conectivitate logică.

Conectivitatea fizică permite unui cititor să urmeze fiecare fir în timp ce studia circuitul, dar o mulțime de cabluri pot avea ca rezultat o schemă densă și ocupată. Pe de altă parte, Net Labels reduce cantitatea de cabluri, însă cititorul trebuie să scaneze foaia pentru a găsi toate conexiunile potențiale. Ca designer sunteți liber să decideți ce model de conectivitate se potrivește cel mai bine designului dvs., inclusiv un amestec de ambele tehnici.

Figură 3.7 Conectare cu fir

Figură 3.8 Conectare cu etichetă

Obiectele utilizate pentru a crea conectivitate

Bus- Folosit pentru a lega un set de fire, de exemplu Date [0..7].

Bus Entry- Dispozitiv grafic oferit pentru susținerea decupării a două fire diferite de pe laturile opuse ale unei linii de autobuz, fără a crea o scurtă între cele două fire. Nu este necesar în alte situații.

OffSheet Connector- Folosit pentru a conecta o legatura de fire dintr-o foaie schematică într-o altă foaie (nu în aceeași foaie). Suportă numai conectivitatea orizontală (desene plate). Conectorii OffSheet au o funcționalitate limitată în comparație cu porturile.

Net Label- Un identificator net utilizat pentru a crea conectivitate cu alte etichete nete cu același nume, pe aceeași foaie schematică. Netul este denumit automat de eticheta netă. Etichetele nete pot fi plasate pe pinii componente, firele și magistralele. Rețineți că etichetele nete nu se conectează între foi, cu excepția cazului în care opțiunile proiectului sunt configurate să utilizeze un domeniu de identificare a rețelei globale.

Pin- Pini sunt plasați în editorul simbolic schematic, pentru a reprezenta pinii fizici ai componentei. Numai un capăt al știftului este activ din punct de vedere electric, care este uneori menționat ca capătul fierbinte al știftului

Pin, hidden- În timpul creării componentelor, un pin component poate fi ascuns și un nume net atribuit acestuia. Inelele ascunse de putere cu o rețea atribuită sunt adăugate automat în rețeaua acelui nume. Utilizați această caracteristică pentru a introduce în mod automat pini de putere ascunși ai componentelor. Elementele ascunse pot fi expuse pe schemă, dacă este necesar, de exemplu, dacă acestea trebuie să fie conectate la diferite fire de alimentare

Port- Folosit pentru a conecta o plasă de la o foaie schematică la alta. Conectivitatea poate fi verticală într-un design ierarhic sau orizontală într-un design plat (modelele verticale și orizontale sunt explicate mai jos). Numele porturilor sunt folosite pentru a numi firle dacă opțiunea Permiteți porturi în nume de noduri este activată în dialogul Opțiuni pentru proiect, în această situație Porturile se vor conecta, de asemenea, într-o foaie schematică.

Power Port- Creează conectivitate la orice alt port de putere cu același nume, pe tot parcursul proiectului schematic, indiferent de structura de proiectare. Netul este denumit automat de portul de alimentare. Această rețea poate fi localizată într-o foaie schematică specifică, dacă este necesar.

Sheet Entry- Plasat într-un Simbol de foi, pentru a crea conectivitate la un Port cu același nume pe foaia de copii a Simbolului foii. Inserțiile de coli sunt utilizate ca nume de rețea dacă opțiunea Permiteți intrări de coți în lista de nume este activată în dialogul Opțiuni pentru proiect.

Signal Harness- Folosit pentru a îmbina orice combinație de fire, magistrale

Wire- Un primitiv de proiectare electrică polilinic care este utilizat pentru a forma conexiuni electrice între puncte pe o schemă. Un fir este analog unui fir fizic.

Tipuri de schematic

Atunci când schemele au fost inițial capturate pe hârtie, acestea erau adesea pe o singură foaie de hârtie suficient de mare pentru a umple o masă mare de redactare și reproduse de un copiator dedicat format mare. Timpurile s-au schimbat, acum schemele sunt capturate pe un PC desktop, stocate pe un server și imprimate pe o imprimantă laser cu format mic.

Această modificare înseamnă că chiar și un design simplu poate fi mai ușor afișat și înțeles dacă este prezentat pe mai multe coli schematice. Chiar și atunci când designul nu este deosebit de complicat, pot exista avantaje în organizarea acestuia pe mai multe coli.

Designul plat

Vă puteți gândi la un design plat ca în cazul în care o foaie mare schematică a fost tăiată într-un număr de foi mai mici – într-un design plat toate foile există pe același nivel. Conectivitatea într-un design plat este creată direct de pe orice foaie către orice altă foaie – acest tip de conectivitate este denumit conectivitate orizontală.

Utilizarea unei coli superioare este opțională într-un design plat. Dacă unul este inclus, acesta va avea un simbol foaie pentru fiecare foaie din proiect, dar nu poate include cablajul. Pot exista un număr de foi într-un design plat.

Figură 3.9 Diferenta dintre conectare fire si conectare prin blocuri ierarhice

Proiectare ierarhică

Un design ierarhic este cel care are Simboluri de foi pentru a crea relațiile de tipul părinte-copil între foi, iar conectivitatea este prin intrările de foi în acele simboluri de foi – nu direct de la porturile de pe o coală la porturile dintr-o altă foaie.

Ca și în cazul unui plan plat, foaia copil este identificată prin definirea numelui fișierului în simbolul foii. Într-un design ierarhic, foaia de copil poate include și simboluri de foi, care fac referire la foile de nivel inferior, creând astfel un alt nivel în ierarhie. Imaginea de mai jos prezintă un design ierarhic, cu 3 nivele în ierarhie.

Figură 3.10 Explicare blocuri ierarhice

Capitolul 4. Etapele și tehnicile de proiectare ale unui footprint

4.1 Introducere

Footprint-ul este un aranjament de Pad-uri: SMD (componente cu montare pe suprafață), THT ( tehnologia cu gaură adevărată), PF (montare prin presare), folosite pentru a conecta fizic și electric componentele unui PCB (cablaj electronic).

Un pad reprezintă locul (suprafața) în care va fi plasat și lipit pin-ul unei componente. Acesta este constituit din suprafața de cupru pe care va fi plasat pin-ul acesteia. Pad-ul poate avea în funcție de tipul său, unul sau mai multe layere. Acestea pot fi: Top, Top și Bottom, Lane, Inner, SolderMask, SolderPaste, Assembly și alte layere mecanice, în funcție de proiectul în care se va utiliza Footprint-ul. Pad-urile pot avea diferite forme (Shape): Round (cerc), Oblong (oblong), Rectangular (dreptunghi/pătrat), Ortogonal (octogon), Rounded Rectangular (dreptunghi/pătrat rotunjit la colțuri) sau forme complexe.

Fiecare pad este caracterizat de un nume-padstack name. Dacă modelăm sau proiectăm un pad cu un padstack name, iar în cadrul footprint-ului mai avem plasate și alte pad-uri cu același padstack name, toate vor fi modificate dupa modul în care a fost proiectat unul din ele. Fiecare tip de pad este caracterizat prin lățimea pad-ului (W), înălțimea pad-ului (H) și layer-ele pe care le are proiecția. Astfel se vor întâlni trei tipuri de pad-uri: THT, SMD, combinate (complexe).

Pad-uri speciale:

Fiducialul este un pad creat special pentru a putea sincroniza mașinile de plantat componente SMD cu coordonatele locației unde trebuie plasată o componentă de tip SMD. Prin plasarea lui în numărul impar determină plasarea corectă a PCB-ului în linia de asamblare automată. Acest pad este de două tipuri: local și global. Fiducialul local este folosit pentru sincronizarea unor anumite componente și este adăugat în footprint-urile acestuia pe colțurile ei. Fiducialul global este folosit pentru sincronizarea tuturor componentelor și sunt plasate pe PCB în număr impar. În cazul în care nu există spațiu pentru plasarea unui fiducial local, există posibilitatea ca după analizare să fie construită o ramă specială. Pad-urile complexe sunt acele pad-uri în care dimensiunea pad-ului pe TOP nu coincide cu cele de pe BOTTOM, formele sunt diferite.

Figură 4.1 Pad-uri de tip THT,SMD si speciale

În afară de Pad-uri, un footprint mai conține și detalii electrice și neelectrice în funcție de tipul componentei. Detaliile de tip electric pot fi următoarele: radiatoare și/sau găuri de prindere legate la masă sau împământare, iar cele de tip neelectric pot fi: corpul componentei desenat pe layer-ele Silkscreen, Assembly, Courtyard și alte layere de ordin mecanic în funcție de complexitatea footprint-ului.

În continuare, voi prezenta layer-ele enumerate mai sus, folosind footprint-ul de tip SOIC9. În prima imagine este footprint-ul complet. În cea de-a doua imagine se poate observa evidențiat Silckscreen-ul componentei, acesta reprezentând forma corpului componentei și locația pin-ului 1. În cea de-a treia imagine este evidențiat Layer-ul Assembly, pe acesta observându-se conturul corpului componentei, marcajul pin-ului 1 și dimensiunea modelului 3D. În ultima imagine este evidențiat Layer-ul Courtyard, ce reprezintă dimensiunea componentei cu toleranța maximă.

Figură 4.2 Afișare footprint pe diferite layere

În Altium Designer 18 există 2 moduri în care putem proiecta un Footprint, unul fiind automat cu ajutorul Wizard-ului și cel de-al doilea fiind manual. Altium Designer beneficiază de două Wizard-uri pentru realizarea footprint-urilor. Primul este IPC Compliant Footprint Wizard care realizează footprint-uri după standardele IPC, iar cel de-al doilea este Footprint Wizard, ce realizează footprint-uri fără a tine cont de standard. Primul Wizard poate realiza footprint-uri pentru următorul tip de capsule: BGA, BQFP, CAPAE, CFP, Chip Array, DFN, CHIP, CQFP, DPAK, LCC, LGA, MELF, MOLDED, PLCC, PQFN, PSON, QFN, QFN-2ROW, SODFL, SOIC, SOJ, SON, SOP/TSOP, SOT143/343, SOT23, SOT89, SOTFL, WIRE WOUND, iar cel de-al doilea pentru: BGA, Capacitors, Diodes, DIP, Edge Connector, PGA, QUAD, Resistors, SOP, SBGA, SPGA.

4.2 Etapele proiectării unui footprint

Se extrag toate elementele necesare pentru realizarea footprint-ului din documentația tehnică a componentei,

Se identifică numărul total de pini utilizați, numărul de pini utilizați este dat de data sheet-ul pentru care se creează footprint-ul, plus cerințe speciale de proiectare.

Se identifică numărul de pini electrici și numărul de pini neelectrici. Pinii electrici sunt pinii care au corespondența cu pinii simbolului din editorul schematic și care au ca nume numărul pinului corespondent din simbol, numărul pinului fiind singura legătură fizică dintre simbolul creat în schematic și footprint-ul creat în “layout”. Pinii neelectrici sunt aceia care sunt folosiți pentru prinderea sau susținerea unor elemente mecanice, disiparea energiei termice de pe o suprafață pe cealaltă suprafață și realizarea altor restricții. Acești pini nu vor avea un număr, vor avea nume, astfel nu vor avea sincronizare cu simbolul creat în schematic. Numărul de pini electrici declarați trebuie să fie egali cu cei din simbol.

Se identifică tipurile de pini folosiți în realizarea footprint-ului: Pad-urile pot fi electrice sau neelectrice. Electrice sunt, când în schematic sunt conectate la un potențial electric (VCC, masa, GND, alimentare sau alt pad terminal). Un astfel de pad se mai numește și plated. Neelectrice sunt acele pad-uri care nu sunt conectate la nici un potențial electric. Diferența dintre un pad electric și unul neelectric se va face în proiectarea acestuia prin faptul că pad-ului electric i se va atribui întotdeauna un număr (corespunzător numărului primului din simbol). La pad-ul neelectric i se va atribui o literă și apoi, dacă e cazul, și un număr. Dimensiunile componentei care sunt exprimate prin assembly, top sau bottom și opțional de silk screen. Restul de restricții asociate componentei care pot fi mecanice, termice sau electrice. Pornind de la aceste elemente, putem construi etapele realizării unui footprint.

Se proiectează fiecare tip de pad în parte.

Daca un tip de pad se repetă de mai multe ori în proiectare se modifică corespunzător numărului necesar.

Se atribuie fiecărui pad în parte numărul corespunzător din simbol.

Se calculează, pe baza datelor din documentație, coordonatele fiecărui pad în parte fată de punctul de referință al componentei. Se calculează coordonatele punctelor ce vor caracteriza definirea corpului componentei. Se vor calcula coordonatele obstacolelor ce vor fi definite și atribuite footprint-ului.

Se firează pinii pentru coordonatele corespunzătoare numărului pe care îl poartă.

Se creează corpul componentei cu ajutorul layer-ului assembly.

Se creează detaliile ce pot fi afișate pe PCB cu ajutorul Silk Screen-ului sau al layer-ului de assembly.

Se creează obstacolele definite prin planul de proiectare. Se atașează fiecare obstacol creat, dacă este cazul pinului cu potențialul corespunzător.

După definitivarea proiectării întregului footprint se vor sincroniza pinii acestuia cu pinii simbolului căruia i se vor atașa prin modificarea simbolului astfel încât, numărul de pini ai simbolului să fie egali cu elemente ale footprint-ului.

4.3 Crearea librăriei de footprint-uri în Altium Designer

4.3.1 Tipuri de librării:

În mediul de proiectare Altium Designer se pot utiliza mai multe tipuri de librării. Acestea sunt următoarele:

Schematic Library – în această librărie se creează doar simboluri, acestea având diverși parametri, atașați ca de exemplu: producător, tensiuni de alimentare, curenți de funcționare, modalități și coduri cu ajutorul cărora pot fi cumpărate, etc.;

PCB Library – în această librărie se creează doar footprint-uri, aceasta putând fi unica pentru fiecare footprint în parte sau generală, conținând toate footprint-urile;

Component Library – această librărie unifică librăria de tip schematic și librăria PCB, pentru a realiza entități de tipul componentă. Entitatea de tipul componentă conține un simbol cu toți parametrii necesari atașați și un footprint unic;

Database Library – librăria de tipul database are același rol ca librăria de tipul “component library”, cu diferența ca aceasta poate fi administrată și editată, din exteriorul programului, cu ajutorul Microsoft Acces. În această librărie putem crea componente fără a folosi mediul Altium, prin crearea unei legături și declarare unor câmpuri speciale în interiorul bazei de date se pot realiza componente. Pentru a nu exista conflicte în program sau confuzii din partea celor care folosesc componentele, fiecare componentă are unul sau mai mulți parametri de unicitate.

4.3.2 Crearea librăriei de footprint-uri în mediul Altium designer:

Din meniul File selectăm sub meniul Library, iar apoi selectăm PCB Library. După selectarea PCB Library se va deschide o fereastră nouă cu numele PCBLib1.PCBLib în care se regăsește în partea dreaptă meniul de navigare în interiorul librărie, în acesta o sa regăsim o componentă cu numele PCBCOMPONENT_1, care este o amprentă goală gata pentru a fi editată. În partea stângă regăsim meniul de proprietăți, care conține proprietățile librărie. Acesta se va schimba în funcție de obiectul selectat în cadrul librăriei pentru a oferi acces rapid la proprietățile acestora.

Figură 4.3 Crearea Librăriei de Footprint-uri

Înainte de a începe proiectarea footprint-ului, trebuie să schimbăm sistemul de masură din inch în mm. Pentru aceasta, din meniul View, selectăm Toggle Units sau apăsăm tasta Q.

Figură 4.4 Setarea Unității de Măsură

În funcție de dimensiunile footprint-urilor proiectate, sa va seta grid-ul. Din meniul View, în sub meniul Grids, selectăm Set Global Snap Grid și alegem o valoare convenabilă.

Figură 4.5 Setarea Grid-ului

4.3.3 Instrumente folosite pentru realizarea footprint-urilor

Pentru realizarea unui footprint manual se utilizează instrumentele din sub meniul Place, de pe bara principală de meniuri. În acest sub meniu regăsim următoarele instrumente:

Un arc este un obiect de design primitiv. Este în esență un segment circular care poate fi plasat pe orice layer. Arcurile pot avea o varietate de utilizări în aspectul PCB. De exemplu, ele pot fi utilizate atunci când se definesc contururile componentelor, conturul plăcii, muchiile rotunjite și așa mai departe. Instrumentul Arc conține alte 4 sub instrumente, cu care se pot trasa obstacolele de tip cerc sau arc de cerc. Aceste sub instrumente sunt următoarele:

Arc (Center) – Cu acest sub instrument se pot trasa obstacolele de tip arc de cerc, astfel: cu primul click se stabilește punctul de centru al cercului; următoarele două click-uri pentru selectarea punctului de început și punctului de sfârșit.

Arc (Edge) – Cu acest sub instrument se pot trasa obstacolele de tip arc de cerc, astfel: cu primul click se stabilește începutul arc-ului, iar cu cel de-al doilea se stabilește sfârșitul acestuia.

Arc (Any Angle) – Cu acest sub instrument se pot trasa obstacolele de tip arc de cerc, astfel: cu primul click se selectează punctul de plecare, cu cel de-al doilea click se stabilește raza și direcția în care se va trasa arcul de cerc, iar cu ultimele două click-uri se stabilește începutul și sfârșitul arcului de cerc.

Full Circle – Cu acest sub instrument se pot trasa obstacolele de tip cerc, astfel: cu primul click se stabilește punctul de centru al cercului, iar cu cel de-al doilea se stabilește raza acestuia.

Figură 4.6 Proprietățile Instrumentului Arc

Un Fill este un obiect dreptunghiular care poate fi plasat pe orice Layer. Când este plasat pe un Layer de semnal, devine o zonă de cupru solid care poate fi utilizată pentru a asigura ecranarea sau pentru a transporta curenți mari. De asemenea Fill-urile pot fi plasate pe straturi neelectrice. De exemplu, plasați un Fill pe stratul Keep-Out pentru a desemna o zonă de restricție. Plasați un Fill pe Layer-ul SolderMask pentru a crea o decupare pe acesta sau pe Layer-ul SolderPaste pentru a crea o zona de pasta de lipire. Instrumentul Fill, cu aceste instrumente se pot trasa obstacole de tipul patrulater umplut, astfel: cu primul click se stabilește punctul de început, iar cu cel de-al doilea se stabilește punctul de sfârșit.

Figură 4.7 Proprietățile Instrumentului Fill

O regiune poate avea orice număr de laturi și colțuri. Acesta poate fi plasat pe un Layer de semnal pentru a defini o zonă de cupru solid care trebuie utilizată pentru a asigura ecranarea sau pentru a transporta curenți mari. Regiunile pot fi folosite pentru a crea forme personalizate de pe Layere de cupru sau forme speciale de SolderMask sau SolderPaste. Pe Layer-ele neelectrice, regiuni pot fi folosite pentru a defini forme personalizate pentru sarcini precum logo-ur. Instrumentul Solid Region, cu acest instrument se pot trasa obstacole de tipul poligon, astfel: cu primul click se selectează punctul de început al poligonului, iar următoarele pentru delimitarea tuturor laturilor.

Figură 4.8 Proprietățile Instrumentului Region

Un corp 3D este un obiect primitiv de forma poligonal care este utilizat pentru a reprezenta forma tridimensională a componentei fizice, care este montat pe PCB. Orice număr de obiecte corp 3D poate fi folosit împreună pentru a crea forme complexe de componente. Puteți plasa forme poligonale extrudate, cilindrice și sferice 3D, fie în editorul PCB, fie într-o amprentă a componentei. Pe lângă modelele 3D simple care pot fi definite, un obiect 3D Body poate fi de asemenea utilizat ca un container în care puteți importa un model 3D generic în format standard, inclusiv modele STEP.

Figură 4.9 Proprietățile Instrumentului 3D Body

Instrumentul Line este un obiect de proiectare primitiv și este o linie dreaptă de o lățime definită. Liniile pot fi plasate pe un strat de electric, acelea numindu-se trasee de cupru, pentru a forma interconexiunile electrice. Liniile plasate pe un strat neelectric sunt numite Linii, unde ele sunt folosite ca elemente de desen general pentru a crea conturul componentelor, informații mecanice, limite de păstrare etc.

Figură 4.10 Proprietățile Instrumentului Line

Instrumentul String este un obiect de design primitiv. Textul poate fi plasat pe stratul selectat într-o varietate de stiluri și formate de afișare, inclusiv standardele populare de coduri de bare. Poate fi text definit de utilizator sau un tip special, denumit un șir special care poate fi utilizat pentru a afișa informații de tipul valori ale parametrilor componentelor sau ale proiectului.

Figură 4.11 Proprietățile Instrumentului String

Instrumentul Pad este un obiect de design primitiv. Pad-urile sunt utilizate pentru a fixa componenta pe placă și pentru a crea punctele de interconectare de la pinii componentei până la zona de rutare de pe placă. Pad-urile pot fi pe un singur strat, de exemplu, pentru o componentă cu montare pe suprafață, sau pot fi multistrat tridimensional cu proiecție pe toate straturile de semnal, având ca legătură între acestea, o gaură galvanizată, ce conține un corp în formă de butoi în planul Z. Pad-urile pot fi folosite individual ca zone libere într-un circuit imprimat sau, mai tipic, sunt utilizate în editorul librăriei PCB, unde sunt încorporate cu alte primitive în amprentele componentelor.

Figură 4.12 Proprietățile Instrumentului Pad

Instrumentul Via este un obiect de design primitiv. Acesta este folosit pentru a forma o conexiune electrică, verticală, între două sau mai multe straturi electrice ale unui PCB. Vias-ul este un obiect tridimensional, având un corp în formă de butoi în planul Z (vertical), cu un inel plat pe fiecare strat de cupru (orizontal). Corpul în formă de cilindru al vias-ului este format atunci când bordul este găurit și debitat în timpul fabricației, prin galvanizare.

Figură 4.13 Proprietățile Instrumentului Via

Instrumentul Keepout conține alte 4 sub instrumente, cu care se pot trasa obstacolele de tip KeepOut. Aceste sub instrumente sunt următoarele:

Track Keepout;

Arc (Center);

Solid Region;

Fill.

În cazul tuturor sub instrumentelor, prin apăsarea tastei Tab se pot modifica parametrii acestora, cum ar fi: coordonatele locației centrului cercului, layer-ul pe care se trasează obstacolul, grosimea conturului, raza, punctul de început și de sfârșit al cercului.

Figură 4.14 Proprietățile Instrumentului Keepout

4.4 Realizarea footprint-urilor manual

Acum o sa prezentăm modul manual în care se pot realiza Footprint-urile. Pentru aceasta, o sa folosim o capsulă de tipul TO-220AB, cu radiator și montare orizontală.

Figură 4.15 Dimensiuni Componenta THT

Conform organigramei pentru realizarea unui footprint, după ce se creează librăria și se aduce documentația, se identifică numărul pinilor electrici și neelectrici. După identificarea acestora trebuie identificate dimensiunile, forma și distanta dintre aceștia, pentru a realiza padstack-ul și pentru a putea plasa pad-urile. După cum se observă în figură, componenta are trei pini identici, având dimensiunile: b = [0.69 , 1.01], c = [0.36 , 0.61] și distanta dintre doi pini fiind e = 2.54.

Pentru a plasa un pad, din meniul Place, se selectează comanda Pad sau se apasă tasta P + P, apoi se firează cât mai aproape de origine. În acest caz, pad-ul a fost plasat fix în origine.

Figură 4.16 Plasarea Pad manuală

Pentru a putea accesa proprietățile pad-ului se face dublu-click pe acesta sau click-dreapta și apoi se selectează Properties. În fereastra de proprietăți, care apare în partea dreaptă a ecranului, avem următoarele opțiuni: Pad Template, Location, Properties, Hole Information, Size and Shape, Past Mask Expansion, Solder Mark Expension, Testpoint.

În cazul de fată trebuie definite următoarele proprietăți:

Pad Template: În acest meniu se pot seta Template-urile pentru pad-uri, în cazul nostru neavând template-uri create.

Location: În acest meniu definim coordonata Pad-ului și rotația, acestea fiind (2.54 , 0), respectiv 0.

Properties: În acest meniu se vor seta Designator, Layer, Electrical Type, Pin Package Length și Jumper, în cazul nostru Designator fiind 1, Layer fiind Multi-Layer, deoarece Pad-ul este de tip THT, Electrical Type fiind Load, iar restul rămânând Default.

Hole Information: Din acest meniu se va alege tipul Drill-ului, în cazul nostru fiind Round, respectiv dimensiunea acestuia care este numeric egală cu unul din burghiele standard, ce are 1,2 mm, iar opțiunea Plated rămânând activă.

Size and Shape: Din acest meniu se vor seta forma și dimensiunea pad-ului. Forma aleasă fiind Rectangular, de dimensiunea 2mm x 2mm.

Past Mask Expansion, Solder Mark Expension, Testpoint: Din aceste sub meniuri se pot seta SolderMask-ul, SolderPaste-ul și proprietatea unui pad de a fi declarat Testpoint.

Figură 4.17 Parametrii Pad-ului

Pentru realizarea radiatorului, din meniul Place, selectăm Solid Region sau apăsăm tasta P + R, apoi cu ajutorul grid-ului desenăm forma acestuia. După aceasta, din proprietățile acestuia se vor seta coordonatele calculate, în funcție de documentația de proiectare. În acest caz, radiatorul are o dimensiune de 15mm x 21mm și 10 găuri de transfer termic.

Figură 4.18 Forma Radiatorului

După realizarea zonei de cupru, cu ajutorul instrumentului solid region, vom calcula coordonatele pentru fiecare gaură de transfer termic din interiorul acestuia. Pentru plasarea găurilor de transfer termic, putem folosi două modalități. Prima modalitate este folosirea unui pad de tip THT, setat cu o zonă de cupru, cu dimensiunea unui pătrat ca în figură, sau cu ajutorul vias-urilor.

După realizarea pad-urilor și a radiatorului, trebuie trasate liniile mecanice de ghidaj. Cu ajutorul instrumentului Line se vor trasa, pe straturile neelectrice, conturul componentei și restricțiile de plasare aferente acesteia.

Figură 4.19 Amprenta componentei pe cablaj

Ultimul pas în realizarea unui footprint manual este adăugarea modelului tridimensional al corpului componentei. Acest pas nu este obligatoriu, dar ne ajută în cazul în care, în proiect, avem restricții de înălțime pentru componente. Pentru adăugarea acestuia, cu ajutorul instrumentului 3D body, vom adăuga un model 3D. Acesta poate fi creat prin extrudarea unor forme poligonale sau rotunde, sau prin încărcarea unui model step.

Figură 4.20 Amprenta componentei pe cablaj cu vedere 3D

4.5 Realizarea footprint-urilor cu ajutorul Wizard-ului

În continuare se va realiza un footprint cu ajutorul Wizard-ului IPC Compliant Footprint Wizard. Prima etapă este de a căuta dimensiunile fizice în foaia de catalog a componentei pe care dorim să o realizam. Figura s-a extras din foaia de catalog Package Outline Dimension.

Figură 4.21 Dimensiunile componentei SMD

Pasul următor este de a deschide librăria în care dorim să creăm footprint-ul. În continuare, din meniul Tool, selectăm instrumentul IPC Compliant Footprint Wizard.

Figură 4.22 IPC Compliant Footprint Wizard

În continuare se va deschide o nouă fereastră, din care se va selecta tipul de package, conform foii de catalog pentru componenta căreia dorim să realizăm amprenta de cablaj. În acest caz, se selectează DPAK.

Figură 4.23 Selectarea tipului compenentei corespunzătoare

In continuare sunt adăugate (Figura 4.24 și Figura 4.25)dimensiunile exterioare ale componentei de mai sus, prezentate și în Figurile. Datele trebuie completate conform specificațiilor din foaia de catalog cu tolerantele aferente. în cazul în care nu sunt specificate tolerantele, acestea se vor calcula conform standardului cu ±0.1mm.

Figură 4.24 Introducerea dimensiunilor aferente corpului componentei

Figură 4.25 Introducerea dimensiunilor pinilor aferente componentei

In următoarele figuri sunt prezentate dimensiunile suprafețelor de lipire, dimensiunile spatiilor de izolare, care sunt calculate automat de către program, dar pot fi editate după preferințele utilizatorului.

Figură 4.26 Afișarea datelor calculate pentru definera spațierii

Figură 4.27 Afișarea datelor calculate pentru zona de lipire

Figură 4.28 Afișarea datelor calculate pentru tolerantele componentei

In figura 4.29 următoare sunt afișate valorile tolerantelor standard care pot fi schimbate în funcție de tolerantele date de producător

Figură 4.29 Afișarea datelor calculate pentru tolerantele de asamblare

In figura 4.30 sunt prezentate dimensiunile pad-urilor calculate de către program cu posibilitatea de a fi editate în funcție de cerințele de proiectare.

Figură 4.30 Afișarea datelor calculate pentru dimensiunile zonelor de lipire

In figura 4.31 este prezentata forma și dimensiunea stratului de silkscreen care poate fi de asemenea modificat.

Figură 4.31 Afișarea datelor calculate pentru dimensiunile Silkscreenului

In figura 4.32 sunt prezentate dimensiunile calculate de către wizard ale Cortyard, Assembly și Body Information. Aceste pot fi modificate în funcție de cerințele de proiectare.

Figură 4.32 Afișarea datelor calculate pentru dimensiunile liniilor de ghidaj

In figura 4.33 este prezentat numele și descrierea generate automat de către wizard în funcție de tipul componentei și datele introduse. De asemenea și aceste pot fi schimbate de către utilizator.

Figură 4.33 Generarea automată a numelui și a descrierii

In figura 4.34 este prezentata amprenta de cablaj a componentei generata cu ajutorul wizardului.

Figură 4.34 Amprenta componentei pe cablaj in model 2D

In figura 4.35 este prezentată amprenta de cablaj în format tridimensional. Wizardul este capabil să genereze și modelele tridimensionale ale componentei pentru a putea verifica coliziunile care pot apărea.

Figură 4.35 Amprenta componentei pe cablaj in model 3D

4.6 Proiectarea BGA-urilor cu ajutorul Wizard-ului

BGA (Ball Grid Array) este un package de tip SMD folosit în general la microprocesoare, având pinii sub formă de bilă amplasați sub componentă. Acest package este foarte util datorită numărului foarte mare de interconexiuni pe care le poate realiza. Alt avantaj al utilizării BGA-ului este lungimea pinilor foarte mica, acest lucru ajutând la proiecte de mare viteza.

Avantajele unui BGA:

Densitate mare a pinilor. BGA-ul este util în cazul modulelor electronice în miniatură;

Conducția termică. Datorită modului de lipire pe cablaj BGA-ul asigură o disipare a căldurii în cablaj foarte bună;0

Rezistenta foarte mica a pinilor. Datorită formei și modului de amplasare al pinilor acestuia asigura o rezistenta foarte mica.

In continuare se va realiza footprint-ul pentru PBGA 113 din figura 4.36. În aceasta figura sunt prezentate dimensiunile componentei, precum și numărul și modul de notare al pinilor.

Figură 4.36 Dimensiunile și informațile pentru PBGA 113

În figura 4.37 este prezentată lista cu toate package-urile pe care wizard-ul este capabil să le genereze. Din aceasta listă, pentru cazul de față se va selecta BGA.

Figură 4.37 Selectarea Package-ului

In figura 4.38 este prezentată fereastra în care se introduc date despre componentă. Datele introduse aici sunt folosite de către wizard pentru realizarea footprint-ului și tot odată pentru realizarea modelului STEP. Dimensiunile introduse sunt:

Overall Dimension (dimensiunile globale) însemnând înălțimea totală a componentei, dimensiunea minimă intre componenta și cablaj, dimensiunea laturii E și dimensiunea laturii D.

Ball Information (Informații despre bilă): acestea sunt dimensiunile pinilor care sunt în formă de bilă, fiind: dimensiunea nominală a colanelor matricei de bile, dimensiunea nominală a liniilor matricei de bile, dimensiunea nominală a bilei, distanta intre oricare doi pini, numărul de coloane, numărul de linii și numărul actual de bile.

Figură 4.38 Inserarea dimensiunilor componentei

In figura 4.39 este prezentată fereastra de formare a liniilor și coloanelor de pini ai BGA-ului prin eliminarea și adăugarea pinilor pe anumite linii și coloane. În cazul de fată avem un BGA care nu respectă standardul, asta însemnând ca după realizarea footprint-ului cu ajutorul wizard-ului va trebui sa editam manual footpint-ul.

Figură 4.39 Ștergerea pinilor conform informațiilor de proiectare

In figura 4.40 este prezentat modul în care se va calcula dimensiunea pad-urilor. Aceasta selecție se face în funcție de domeniul de utilizare al modulului electronic în care este cuprinsă componenta, de standardele industriei și producătorul circuitului imprimat.

Figură 4.40 Alegenrea dimensiunii pad-urilor

In figura 4.41 este prezentata forma și dimensiunea detaliilor de pe stratul de silkscreen. Acestea sunt calculate automat de către Wizard, dar se pot modifica în funcție de preferințele utilizatorului.

Figură 4.41 Alegenrea grosimii și dimensiunii aferente suprafeței de Silkscreen

In figura 4.42 este prezentată forma și dimensiunea detaliilor de pe stratul de Assembly și stratul Courtyard. La fel ca în cazul anterior din figura 4.41 wizard-ul calculează automat dimensiunile și oferă utilizatorului posibilitatea de a le edita.

Figură 4.42 Alegenrea grosimii și dimensiunii aferente suprafeței de Assembly și Courtyard

In figura 4.43 sunt prezentate numele și descrierea footprint-ului. Acestea sunt generate de către Wizard pe baza informațiilor introduse în figura 4.41 și figura 4.42, dar utilizatorul are posibilitatea de a le modifica.

Figură 4.43 Generarea automată a numelui și a descrierii

În figura 4.44 este prezentat footprint-ul generat cu IPC Compliant Footprint Wizard. Deoarece footprintul nu este conform standardului de proiectare al unu BGA va trebui editat.

Figură 4.44 Footprint-ul realizat cu ajutorul Wizard-ului

In figura 4.45 este prezentat footprint-ul după editarea manual, aceasta constând în ștergerea unor Pad-uri conform cu datele tehnice furnizate de către producător.

Figură 4.45 Editare manuală a footprint-ului

Capitolul 5. Etapele și tehnicile de proiectare ale unui cablaj electronic

Organigrama generală a proiectării unui cablaj electronic

Proiectarea unui clablaj electronic pornește de la existenșa folder-ului pentru proiectarea cablajului.

In cazul în care NU exista un folder pentru proiectarea cablajului acesta se creeaza în directorul proiectului.

Daca acest folder exista se trece la urmatoarea etapa, adica existenta fisierului MNL.In cazul în care acest fisier nu exista, acesta se creeaza cu ajutorul editorului de schematic . Dupa finalizarea completa a schemei electronice se genereaza cu ajutorul tools-ului specific fisierului MNL (fisier de legatura intre editorul de schematic și mediul de proiectare al cablajului).

In situatia în care fisierul MNL este creat, se va asigura de existenta documentatiei privitoare la modul de proiectare al cablajului. Daca documentatia privitoare al modul de proiectare al cablajului nu exista, în aceasta situatie, din documentatia generala, se extrag datele despre forma și dimensiunea PCB-ului, strategia de rutare aceasta constand în numarul de layere maxime folosite, restrictii impuse de ordin mecanic, termic și electric, restrictii impuse privind modul de plasare al componentelor, tehnologia de asamblare și lipire și modul de distributie al proiectului catre liniile de asamblare, restrictie de plasare a componentelor.

In cazul în care documentatia privitoare la modul de proiectare al cablajului este deja prezenta, se va verifica daca exista proiect pentru proiectarea cablajului. Daca acest proiect nu este realizat se va duce la indeplinire cu ajutorul mediului de proiectare. Pentru aceasta se genereaza în folderul “Proiectare cablaj” un proiect nou în care vor fi specificate calea catre fisierul MNL, strategia de rutare, calea unde va fi proiectat proiectul. Dupa generarea de creare a proiectului pragramul va importa din fisierul MNL toate footprinturile declarate simbolurilor din schematic.

In contextul în care exista un proiect pentru proiectarea cablajului, se va verifica daca exista erori în importul fisierului MNL. Cu conditia ca aceste erori sa fie existente, ele pot fi cauzate de inexistenta în librariile create a unui footprint declarat unui simbol. De asemenea pot fi cauzate și din cauza numarului de pini electrici proiectati în cadrul unui footprint ce nu coincide cu numarul de pini electrici editati în simbolul caruia i s-a atasat footprintul. O alta cauza a aparitiei erorior poate fi existenta în schema editata electronic componente (Package cu acelasi Pad number). în acest caz apare o scurtcircuitare a unor neturi cu functii diferite sau duce la imposibilitatea ca programul sa faca transferul fisierului MNL catre mediul de proiectare al cablajului. Daca o magistrala nu a fost declarata corect în toate entitatile pe care le parcurge, adica numele magistralei declarate în schema electrica principala nu este identic cu numele magistralei declarata de pinii ierarhici ai blocurilor functionale și imlicit în interiorul lor, apar erori.De asemenea, daca numarul neturilor care intra intr-o magistrala nu este identic cu numele neturilor care ies din magistrala, se produce eroare. O alta eroare ar putea fi existenta aceluiasi simbol de masa sau putere, grafica simbolului atasat este diferita fapt ce duce la separarea liniilor de masa și alimentare. Mai pot fi fi și alte tipuri de erori, dar acestea se constata în momentul în care nu se poate face exportul din mediul de editare catre mediul de proiectare al cablajului. în cazul în care nu exista erori se va genera fisierul de proiectare PCB.

In continuare se va verifica existenta Board outline-ului pe conturul placii. în cazul în care nu exista se va realiza cu ajutorul optiunii de difinire a obstacolelor și pe baza cerintelor din datele de proiectare privitoare la dimensiunile și forma PCB-ului se calculeaza coordonatele fiecarui punct de schimbare a directiei în rutarea Board outline-ului, iar cu ajutorul detaliului care va fi declarat pe global layer se va trasa conturul placii. Dimensiunea global layer se va alege în functie de modul de livrare al PCB-ului.

In cazul în care acestea exista, se trece la urmatoarea etapa și anume la verificarea obstacolelor plasate în interiorul conturului placii. în situaita în care aceste obstacole nu exista, se vor crea din documentatia tehnica sau prin importul unui fisier de tip constrangeri mecanice .dxf (nume.dxf). Sunt definite restrictii de ordin mecanic: coordonatele și dimensiunile gaurii de prindere a placii de baza, zone în care nu pot fi plasate componente cu un anumit gabarit, zone unde nu pot fi rutate trasee, zone unde pot fi definite elemente de indentificare a placii. Obstacole de ordin termic sunt zonele unde vor fi plasate elemente de disipare termica, zone special destinate pentru conductia caldurii catre anumite zone ale PCB-ului etc. Restrctii se ordin electric pot fi alinierea zonelor în care se fireaza componentele (footprinturile) unui anumite bloc functional, zonele în care se fireaza componentele elementelor de intrare și intrare.

In cazul în care exista aceste obstacole se trece la urmatoarea etapa, și anume sa se verifice daca toate footprinturile sunt plasate în interiorul conturului. în acest caz se presupune ca nu exista toate footprinturile în interiorul conturului. în functie de schema bloc a proiectului modulului de interactiune din punct de vedere electromagnetic Board outline-ului se vor plasa mai intai comonentele cu regim special de functionare dupa care vor fi plasate restul componentelor respectand criteriile blocului functional precum și componentele care fac parte din acestea. Dupa plasarea tuturor componentelor se va urmarii reasezarea lor în interiorul Board outline-ului astfel incat liniile virtuale care sunt conectate intre ele sa aiba o lungime cat mai mica și un numar de intersectii cu celelalte linii virtuale cat mai mic. Daca în plasarea componentelor nu exista spatiu suficient pentru a face acest lucru și nu se impune un anumit procedeu de plasare, se poate plasa componentele atat pe Top cat și pe Bottom respectand criteriile impuse mai sus. în plasarea componentelor apelarea acestora se face cu ajutorul achemei electronice prin apelarea Pad numarului fiecarei componente ce urmaza a fi plasata.

Daca aceste footprinturi exista deja, în continuare se va verifica daca sunt rutate toate legaturile virtuale. Se presupune ca legaturile virtuale nu sunt rutate iar pentru aceasta rutarea traseelor virtuale presupune transformarea fiecarui traseu real cu o anumita latime a traseului. Dimensiunea care trebuie sa faca fata curentului care il strabte, pe unul sau mai ulte din leyerele PCB-ului avand în vedere ca trecerea dintr-un layer în altul se face prin intermediul unui vias. Numarul de viasuri folosite în rutarea unui traseu determina în functie de dimensiunea și numarul viasului o intarziere în timp, deci limitarea frecventei de comunicare pe acea linie. Avand în vedere cele de mai sus listele de legatura intre componente vor fi separate în calsee de trasee, ca de exemplu trasee de putere, diferentiale, magistrale de date, trasee analogice de mare viteza. în finctie de clasa din care face parte un traseu acesta poate fi rutat cu prioritate. Prioritatile se definesc odata cu definirea claselor de trasee, astfel mai intai se va ruta traseele cu prioritate maxima astfel incat ele sa nu fie perturbate sau sa perturbe în timpul functionarii aparatului electric, ca de exemplu traseele diferentiale au obligatia de a avea lungimile egale, iar distanta paralelismului intre ele sa fie dubla grosimii unui traseu. De ementionat este faptul ca pentru a evita cresterea numarului de treceri (vias) se poat folosi ca treceri pinii componentelor true holle. în rutarea traseelor de putere (traseu care transforma curentii mari) se poate folosi tehnica ingrosarii traseului prin depunerea SM si/sau SP peste traseu iar trecerea dintr-un layer în altul pentru cresterea capabilitatii de trecere a curentului se vor folosi mai multe viasuri multiple pe acelasi traseu.

In în cazul în care toate legaturile virtuale sunt rutate, se va trece la urmatoarea etapa și anume se va verifica daca sunt proiectate toate constrangerile. Dupa finalizarea rutarii exista posibilitatea ca în cerintele de proiectare sa fie plasate noi genuri de obstacole. în general se proiecteaza obstacolele care depind de pozitioanrea finala a unor componente pe PCB. Ca atare, în cazul care nu sunt proiectate toate constrangerile pot fi plasate obstacole de tip mecanic, termic, electric.

Daca proiectarea constangerilor este în regula, se trece la urmatoarea etapa și anume sa se verifice daca este finalizat procesul de proiectare al intregii placi. Dupa plasarea, rutarea și plasarea ultimelor obstacole, se trece la finalizarea proiectarii prin reaseazarea optimala a unor componente pe PCB, rerutarea unor trasee pentru a obtine timp de intarziere mic, curenti de transport mai mari, viteza de transport mai mare, numarul de treceri mai putine, micsorarea suprafetei de rutare, daca aceasta nu este finalizata. Dupa indeplinerea celor de mai sus se reaseaza detaliile de tip SS astfel incat toate componentele sa aiba informatiile despre Pad numarul, valoarea și alte elemente glisate pe PCB, utilizate intr-un singur sens de citire. Dupa acest ranajament se fireaza detaliile finale ce u apartin unei componente a PCB-ului pentru identificarea anumistor aspecte stabilite prin standarde de fabricare. Dupa detalii se trece la finalizarea PCB-ului prin rutarea planelor de masa daca placa asa se cere.

In cazul în care este finalizat procesul de proiectare al intregii placi se genereaza fisierele Gerber pentru fabricatia Pcb-ului, pentru asamblarea manuala și automata pentru depanare. Fisierele Gerber se genereaza cu ajutorul programului de proiectare cablaj a PCB-ului (Layout). Dupa generarea fisierelor Gerber se trece a intocmirea documentatie finale a proiectului care va contine o lista completa a componentelor utilizate unde va fi indicat numarul de componente de un anumit tip, valoarea, numarul Pad-urilor, footrpintul utilizat, firma producatoare, codul componentei specific firmei, cantitatea minima de componente ce trebuie comandata, timpul de livrare, modul de impachetare, pretul pe ficare tip de cantitate comandata, schema finala editata electronic și optional pot fi adaugate modul de functionare, modul de asamblare ,testare și depanare, fisierele Gerber și printscreenuri ale filmelor obtinute în ruma proiectarii. în documentatia finala pot și salvate data sheet-urile componentelor utilizate în proiectare precum și alte cerinte stabilite prin caietul de sarcini.

5.2 Straturile unui Cablaj electronic

Layerul reprezinta un plan virtual de lucru al programului în care pot exista articole ca: trasee. în proiectarea unui cablaj electronic se va folosi proiectarea stratificata pe unul sau mai multe straturi numite layere. Layerele sunt suprafete virtuale cu o anumita semnificatie (electrica, de detaliu, asamblare etc.) care se pot adauga unul peste altul și vor da imaginea finala a cablajului ce urmaza sa fie realizat. Layerele utilizate în proiectare PCB sunt: top, bottom, plane, inner, solder mask top (SMT), solder mask bottom, solder paste top, silk screen top (SST), solder past bottom, silk screen bottom(SSB), anssembly top, anssembly bottom, drill.

TOP Layer (TOP) repezinta un layer electric, realizat dintr-o folie de cupru cu o grosime standardizata. Este folosit pentru interconectare electrica a componentelor, suport pentru plasarea componentelor pe suprafata top, crearea de obstacole de natura mecanica, electrica și termica.

BOTTOM Layer repezinta layerul opus layerului TOP avand toate proprietatile layerului TOP.

PLANE este un layer electric realizat din cupru cu grosime standardizata folosit în cadrul proiectarii unui PCB în tehlogiea multilayer și fiind asociat cu unul sau mai multe layere intermediare ale PCB-ului. Este folosit pentru conectarea în suprafata a tensiunilor de alimentare inclusiv a mesei în cazul în care se doreste o rezistenta de valoare foarte mica pentru acestea din urma. Acest layer nu exista în unele programe iar în acest caz va fi asociat stratului de INNER.

INNER este un layer electric realizat din curpu cu o grosime standardizata utilizat pentru interconectarea componentelor în straturile interioare, Conectarea unui INNER la straturille superioare se face prin intermediul viazelor care pot fi totale sau partiale, Se gaseste intr-un numar par de straturi, adica 2,4,6 sau maxim 8 din care unele pot deveni plane. Diferenta dintre PLANE și INNER este ca pe PLANE se ruteaza suprafata iar pe INNER se ruteaza trasee. în mod obisnuit pe PLANE și INNER nu se monteaza componente. în mod exceptional în layerele intermediare PLANE și INNER ale PCB-urilor flexibile pot fi montate componente de dimeniuni foarte mici.

SOLDER MASK reprezinta zona în care va fi depus peste o zona de cupru un aliaj conductor cu o temperatura de topire mai mare de peste cinci ori decat a aliajului cu care se face lipirea. Acest lucru se face pentru ca în momentul lipirii unei componente aceasta suprafata de solder sa nu fie detectata. SOLDER MASK este un layer de detaliu care poate fi plasat atat pe TOP cat și pe BOTTOM. Îl regăsim în proiectia PCB-ului în afara domeniului de lipire a componentelor sub forma unui lac protector sub diferite culori. Masca de lucru acopera tot cablajul mai putin zonele unde efectuam o lipire sau o masurare sau sincronizarea coordonatelelor de plasare a componentei cu masinile automate de plasare.

SOLDER PASTE este un layer neelectric care defineste suprafata peste care se va depune pasta de lipit prin folosirea unei tiple cu o grosime standard denumita STANCIL. în general, este folosit pentru lipirea componentelor cu montare pe suprafata (SMD), care pot fi plasate atat pe TOP cat și pe BOTOOM dar și pentru depunerea pastei de lipire peste anumite trasee pentru a le creste capacitatea de transport a curentului. Cresterea capacitatii curentului printr-un traseu se face prin cresterea suprafetei acestora. Suprafata se poate mod. prin mod. H, în caz contrar se va modifica inaltimea prin depunerea peste traseu a pastei de lipit. Grosimea pastei de lipit care se depune va fi egala cu grosimea foliei de stancit. Solder Paste-ul mai poate fi depus și pe inelele de prindere ale placii în diferite smele metalice. Mai poate fi folosit și pentru fixarea sau lipirea radiatoarelor pe placa de cablaj.

SILK SCREEN este un layer de detaliu, neelectric cu ajutorul caruia putem inscriptiona un PCB cu text sau sprafete printr-o substanta izolanta de diferite culori: alb, galben astfel incat suprafata de Silk Screen se depunde dupa ce a fost realizat cablajul, adica a fost corodat și s-a depus și Solder Mask daca aceasta substanta neconductoare se depune peste o zona de lipire, respectiva componenta ce urmeaza a fi depusa peste zona respectivas nu se va lipi ,ca atare este interzisa depunerea SS-ului peste o zona care a fost definita ca Solder Mask. Totusi în anumite situatii cand dorim izolarea suplimentara a unei zone de Solder Mask se poate depune SS peste ele. Grosimea minima a unui SS este de 0.2 mm iar daca este declarat mai putin nu se depune.

ASSEMBLY TOP este un layer de detaliu, neelectric asemanator cu cel de SS doar ca nu are o proiectie fizica pe cablaj. De aceea, intrucat nu are proiectie pe cablaj va fi folosit pentru a defini detalii ce se vor depune și peste zsona de Solder Mask, de exemplu corpul componentei (forma și suprafata unei componente dupa ce a fost plantata pe placa). Corpul componentei reprezinta proiectia 2D a componentei în mod automat ca fisier de asamblare avand în structura lui ca fisier coordonatele de sincronizare a fiecarei componente. Pentru componentele SMD coordonata de sincronizare este în centrul componentei.

Pentru THT coordonata de sincronizare poate fi un pin al componentei. în acest layer pot fi adaugate detaliile componentelor ce vor fi notate: part reference, part number, value.

Layerul de gaurire, DRILL, este combinat cu inca un layer DRLDWG (sau true hole top pentru alte programe). Unul dintre cele doua fisiere exprima coordonata dintre gauri, iar altul dimensiunea. Ele sunt impreuna și vor declarate ambele cu aceleasi proprietati, adica dimensiunea gaurii. Gaurile date din acest fisier nu pot fi decat rotunde, iar latimea și inaltimea gaurii sunt identice. Daca se vrea sa se dea o gaura de dimensiune rectangulara se va folosi procedeul de frezare al placii, iar în acest caz trebuie sa se creeze un nou layer prin care se vor declara suprafetele și dimensiunea de frezare a placii. Tot pe acest principiu se poate adauga și alte layere care vor defini aspecte de detaliu, asamblare de rectrictii.

5.3. Standarde

5.3.1. Reguli de proiectare

Principiile de proiectare ale plăcuțelor imprimate recomandate în acest standard sunt derivate din capacitățile de testare și de fabricație. Depășirea limitării acestor capacități necesită concursul tuturor participanților la proces, inclusiv a tehnologiei de fabricație, inginerie și testare. Implicarea testului și a fabricației, la începutul procesului de proiectare, ajută la mutarea rapidă a unui produs de calitate în producție.

Ingineria de fabricație trebuie consultată cu privire la orice componente care nu intră în sfera de aplicare a prezentului document.

5.3.2 Considerații privind componentele

Design-ul unui footpint SMD și spațierea componentelor afectează fiabilitatea, productivitatea, testabilitatea și reparația ansamblurilor de montare pe suprafață. Pentru a satisface toate aceste cerințe de fabricație, este necesară o distanță minimă între ambalaje. Distanța maximă între pachete este limitată de câțiva factori, cum ar fi spațiul disponibil al plăcii imprimate, echipamentele, considerațiile privind greutatea și cerințele privind viteza de funcționare a circuitelor.

5.3.3 Orientarea componentelor de lipire wave

Pe orice ansamblu de plăci imprimate, unde dispozitivele de montare pe suprafață trebuie să fie sudate, orientarea dispozitivelor în raport cu lipitura, poate contribui la defecte de proces de lipire excesivă. Orientarea preferată, optimizează procesul de lipire, minimizând puntea de lipire pe contactele trasate sau umbrite, pe măsură ce ansamblul iese din aria de lipire. Toate componentele de montare pe suprafața polarizată trebuie plasate în aceeași orientare atunci când este posibil. Se aplică următoarele condiții suplimentare:

a) Toate componentele pasive trebuie să fie paralele una cu cealaltă;

b) Axa mai lungă a SOIC-urilor și axa mai lungă a componentelor pasive trebuie să fie perpendiculare între ele;

c) Axa lungă a componentelor pasive trebuie să fie perpendiculară pe direcția de deplasare a plăcii de-a lungul conveiorului al aparatului de lipit.

5.3.4 Modul de plasare al componentelor

Ar trebui sa fie unul în care acestea suntgrupate ori de câte ori este posibil, cu cerințele de netlist sau conectivitate și performanțe ale circuitelor care conduc în cele din urmă destinațiile de plasare. Tipuri similare de componente ar trebui să fie aliniate pe placa imprimată în aceeași orientare pentru a facilita plasarea componentelor, inspecția și lipirea. În plăcile de memorie, de exemplu, toate cipurile de memorie sunt plasate într-o matrice clar definită, cu o orientare cu pinul în aceeași direcție pentru toate componentele.

5.3.5 Poziționarea componentelor pe bază de grilă

Plasarea componentelor SMT este în general mai complexă decât placile imprimate THT din două motive: densități mai mari ale componentelor și capacitatea de a pune componente pe ambele părți ale plăcii. În cazul desenelor SMT de înaltă densitate, distanța dintre suprafețele de diferite componente este adesea mai mică de 0,2 mm. Instalarea dispozitivelor SMT pe bază de grilă poate să nu fie practică datorită varietății mari de forme componente.

Două efecte create prin plasarea aleatorie a componentelor sunt o pierdere a accesibilității uniforme a nodului de testare bazată pe rețea și o pierdere a canalelor de rutare logice și predictibile pe toate straturile (eventual numărătoare de straturi de conducere). În plus, rețeaua internațională acceptată identificată în IPC-1902 afirmă că pentru modele noi, grila trebuie să fie de 0,5 mm, cu o altă subdiviziune de 0,05 mm. O soluție la această problemă constă în construirea de biblioteci CAD cu toate componentele conectate la vias pe centre de 0,5 mm (sau mai mari, bazate pe design) care să fie utilizate pentru testarea, routerul și porturile de refacere.

Este mai ușor să procesați o placă tipărită care are o distanțare centrală a componentei uniforme pe placă în ambele direcții.

5.3.6 Ansamblul de plăci imprimate pe una sau pe ambele părți

Ansamblul de plăci imprimate pe o singură față se referă la componente montate pe o parte, iar termenul față-verso se referă la componente montate pe ambele părți ale plăcii imprimate. Ansamblul de plăci imprimate față-verso poate necesita etape suplimentare de lipire și de asamblare și poate crește costurile de fabricație. Designerii ar trebui să se concentreze pe localizarea tuturor componentelor pe partea primară a plăcii imprimate ori de câte ori este posibil.

5.3.7 Șablon de pastă de lipit

Șablonul de lipire este dispozitivul principal prin care este aplicată pasta de lipit pe placa imprimată SMT. Cu aceasta, locația exactă și volumul depunerilor de pastă de lipit sunt controlate precis. Lucrarea de creație pentru dezvoltarea placii este componenta care montează suprafețe din straturile exterioare ale plăcii imprimate, cu toate celelalte circuite șterse. Informațiile furnizate pentru deschiderile din șablon sunt de obicei indicate ca având aceeași dimensiune ca și suprafețele de pe placă pentru toate componentele. Aceste informații (sau date) pot fi modificate selectiv de către asamblorul de plăci imprimate sau inginerul de proces care va defini ajustările specifice necesare pentru a satisface cerințele specifice de volum de lipire (a se vedea IPC-7525).

Grosimea optimă a modelului este determinată prin evaluarea cerințelor de pastă de lipire pentru toate componentele care urmează să fie sudate reflow. Acest lucru ar trebui să se bazeze pe studierea cerințelor minime și țintă pentru îmbinările de lipituri SMT din IPC-J-STD-001.

În mod ideal, volumul depus ar trebui să fie cantitatea totală necesară pentru a atinge condiția "țintă" a îmbinării prin lipire (a se vedea IPC-A-610), mai puțin materialul de lipire deja disponibil pe suprafața de lipire sau pinul componentei. La efectuarea calculelor, trebuie notat faptul că conținutul majorității pastelor de lipire este de 50% până la 55% în volum (nu în greutate), în funcție de mărimea particulelor.

Dacă cantitatea de pastă de lipit, care trebuie depusă, este mai mică decât cantitatea furnizată, prin utilizarea unei deschideri la sau în apropierea dimensiunii zonei de suprafață, o zonă redusă de tipărire ar trebui plasată în cea mai bună poziție pe suprafață, pentru a asigura o bună umezire a zonelor de îmbinare . În unele cazuri, acest lucru poate fi cel mai bine realizat prin reducerea lățimii imprimării, în altele, a lungimii. Pentru o înălțime foarte fină, cu decalaj între suprafețe mai mic de 0,2 mm, etichetarea de la marginile alternative ale suprafețelor poate să reducă riscul de scurgere după lipire.

Dacă cantitatea de pastă de lipire necesară este mai mare decât cantitatea disponibilă folosind geometria prevăzută pentru modelul de bază de pe suprafața imprimată, dimensiunea în șablon poate fi mărită pentru a crește volumul de lipire. Cantitatea și direcția excesului de lipit tipărit dincolo de suprafața este dictată de spațiul disponibil în jurul suprafeței și de necesitatea evitării excesului și a legăturilor de lipire în cazul în care are loc o depășire excesivă. Toleranțele privind poziția suprafeței și acuratețea tipăririi trebuie să fie luate în considerare la calcularea supra-imprimării maxime admisibile. A se vedea IPC-7525 pentru proiectarea și fabricarea de șabloane pentru aplicarea pastei de lipire a componentelor de suprafață.

5.3.8 Înălțimea de deplasare a componentei pentru curățare

Înălțimea minimă recomandată pentru curățare a componentelor este afectată de distanța pe diagonală a componentei.

În cazul în care nu se poate realiza o îndepărtare minimă, este posibil ca o curățare corespunzătoare sub componentă să nu fie realizabilă. În acest caz, este recomandat să se utilizeze un flux fără curățare și / sau materialul de mască trebuie păstrat peste toate cele expuse și modelele de circuite situate sub dispozitive.

5.3.9 Markerele Fiduciale

Un marker fiducial este o caracteristică de tipărire, creată în același proces, similar cu cel al circuitului pentru sisteme de recunoaștere optică . Design-ul fiducial și modelul de circuit trebuie să fie gravat în același timp.

Mărcile de reper oferă puncte de referință comune pentru toți pașii din procesul de asamblare. Acest lucru permite ca fiecare piesă de echipament utilizată pentru asamblare să găsească cu precizie modelul circuitului. Există două tipuri de mărci de reper.

5.3.10 Fiduciale global și panel

Ansamblurile de referințe globale sunt utilizate pentru a localiza poziția tuturor caracteristicilor circuitului pe o placă imprimată individual. Atunci când un circuit cu mai multe imagini este prelucrat în formă de panou, fiducialii globali sunt denumiți fiduciali ai panourilor.

Pentru corectarea decalajelor (poziția x și y), deplasările de rotație (poziția theta) și distorsiunile neliniare (scalarea, întinderea și răsucirea) sunt necesare minimum trei marcaje fiduciare. Acestea ar trebui să fie amplasate ortogonal cât mai departe posibil pe circuit sau panou.

Este o practică bună de proiectare, pentru a localiza memorii globale sau de panou într-un sistem de referință bazat pe trei puncte. Primul fiduciar este situat la locația 0-0. A doua și a treia fiduciară sunt situate în direcțiile X și Y de la 0-0 în cadranul pozitiv.

Fiduciale globale ar trebui să fie amplasate pe straturile superioare și inferioare ale tuturor plăcilor imprimate care conțin componente de montare la suprafață, precum și componente prin gaură, deoarece chiar și sistemele de asamblare prin găuri încep să utilizeze sisteme de aliniere vizuală.

5.3.11 Conductor

Latimea și spatierea, densitatea crescută a componentelor pe modelele SMT a impus utilizarea cuprului mai subtire și latimii , distantele mai înguste ale conductorului. O densitate mai mare a componentelor poate creste numarul straturilor imprimate, de asemenea necesitând utilizarea mai multor viasuri pentru a realiza conexiunile necesare între straturi.

5.3.12 Conductori de straturi interiori

Folosirea conductorilor mai largi și distanțarea adesea conduce stratul numărătoare în sus, deoarece există un canal de rutare mai mic disponibil între vias. Din acest motiv, există o utilizare sporită a conductorilor mai îngusti pe straturile interne. Deoarece controlul lățimii conductorului este mult mai dificil de menținut pe straturile exterioare ale plăcii imprimate, este mai bine să se mențină geometria conductorului mai îngust pe straturile interioare ale unei plăci imprimate multistrat. În general, opțiunea de a folosi geometrii înguste este determinată de necesitatea de a reduce numărarea straturilor. Scăderea numărului de straturi poate reduce grosimea totală a plăcii imprimate și poate îmbunătăți raportul de aspect pentru găurirea cu gauri mici.

5.3.13 Găurirea

Mărimea orificiilor de trecere trebuie să fie selectată pe baza grosimii plăcii imprimate față de diametrul găurii sau limitele raportului de aspect așa cum este definit de fabricantul plăcii imprimate. În plus, pot fi accesate pentru suprafete și găuri specifice pentru testul automat în circuit (TIC).

5.3.14 Separarea vias-urilor și a modelelor de suprafețe

Pentru lipirea prin retușare, prin suprafete trebuie să fie amplasate departe de suprafete componentele pentru a preveni miscarea lipiturilor. Această miscare va cauza fisuri în lipiturile pe componente. Miscarea lipiturii poate fi restricționată prin asigurarea unui conductor îngust între zona de împământare și viabilitatea sau împiedicată prin utilizarea măștii de lipire pe circuitele goale de cupru. Relația pentru montarea suprafetei și a locațiilor trebuie să ia în considerare cerințele de rutare a conductorului.

Conductorii largi care se conectează la o zonă de suprafata pot acționa ca o pierdere de lipitura prin desprinderea lipiturii de pe suprafata și mai jos de conductor. Mai mult, dacă conductorul trece într-un vias prin care este conectat la un nivel de putere interior sau un plan de masă, planul poate acționa ca un radiator și trage căldură departe de zona de suprafata / conductor în timpul lipirii de reflow rezultând o îmbinare defectuasa .

Specificarea măștii de lipire înfășurată va împiedica miscarea lipiturilor pe ansambluri fabricate cu un proces de refoliere prin lipire. Suporturile pline, de asemenea, au grijă de eventualele probleme de prindere a fluxului sub componente și sunt foarte de dorit pentru a obține o etanșare bună a vidului în timpul testării unghiulare în circuit. Acoperirea se efectuează în mod tipic cu un tip de mască de lipire uscată sau, dacă prin găuri foarte mici, poate fi conectat și acoperit folosind o mască de lipire lichidă.

6.3.15 Vias-uri sub componente

În timpul lipirii în val a ansamblului, fluxul ar putea să se prindă sub dispozitive de degajare zero. În cazul în care ansamblul trebuie să fie lipit de valuri, prin găuri sub zero compensare componentele de pe partea primară ar trebui să fie evitate pe plăcile imprimate, cu excepția cazului în vias sunt centitate cu masca de lipire. Nodurile fără cavități pot fi amplasate sub pachete de montare pe suprafață cu nul zero în ansambluri de montare pe suprafață reamizată, care nu vor fi expuse lipirii cu valuri.

5.3.16 Vias-ul în interiorul suprafețelor

Prin găurile din interiorul suprafețelor de prindere a componentelor de montare pe suprafață se recomandă numai dacă viasul este placat închisă, umplută sau închisă și acoperită (placată) în așa fel încât să se prevină migrarea lipitului în timpul procesului de atașare a componentelor. Un micro-vias închis în placă este, de regulă, acceptabil pentru fixarea prin lipire a componentelor de montare pe suprafață. Consultați IPC-2226 pentru cerințele inelului minim pentru microvias-uri.

Via-in-pad (prin gaura prin placa, acoperită de partea inferioară a plăcii imprimate) poate cauza goluri într-o îmbinare de lipire BGA, ceea ce poate afecta fiabilitatea. Datele actuale indică faptul că, pentru pachetul standard de 25,0 – 35,0 mm cu bile de lipit de 0,75 mm, nu există nici un risc de fiabilitate datorat golurilor. Au fost efectuate teste accelerate de îmbătrânire, iar rata de eșec a fost echivalentă statistic cu modele standard de "os de câine". Se pare că consistența vidului este mai importantă decât mărimea vidului în ceea ce privește fiabilitatea îmbinării prin lipire.

Majoritatea experților sunt de acord cu faptul că aceste condiții neautorizate, create datorită aerului închis, sunt acceptabile și nu au niciun impact asupra fiabilității comune. Nu există nici o îndoială că condițiile nu depind numai de proces, ci de dimensiunea suprafetei și de diametrul găurii. În plus, există o diferență în ceea ce privește dacă gaura este un orificiu, vias sau microvias.

Ilustrația prezintă condițiile unei bile de lipici și o gaură în timpul lipirii prin recirculare și, în final, caracteristicile îmbinării rezultate. Unul dintre motivele majore pentru apariția condițiilor de golire este gazul capturat care există sub pasta de lipit în timpul imprimării originale a pastei și plasării BGA. În timpul operației de refolosire, gazele prinse și pastele de lipit trebuie să scape și acest lucru creează apariția lipsei de lipire la partea centrală a bilei, așa cum se arată în ilustrație. Acesta este unul dintre motivele pentru care se recomandă prin umplere și închidere. Modelele de protecție sunt acoperite în detaliu în IPC-4761.

5.3.17 Viasurile ca puncte de testare

Prin gauri, pe lângă faptul că sunt utilizate pentru conectarea suprafețelor montate pe suprafață la straturile conductorilor, pot fi de asemenea utilizate ca ținte de încercare pentru sondele de tip "colț de unghi" și / sau orificii de refacere. Atunci când o interfață este utilizată ca punct de încercare, este necesar ca locația și dimensiunea x-y a unei suprafete de testare să fie definite ca un fișier secundar pentru dezvoltarea dispozitivului de încercare.

5.3.18 Indemnizații de fabricare a plăcii imprimate standard

Toleranțele de producție sau alocațiile standard de fabricare (SFA) există în toate magazinele de fabricare a plăcilor imprimate. Practic, fiecare operație de înregistrare sau de aliniere care are loc are un potențial de eroare. Există aproximativ 42 de etape de bază în fabricarea unei plăci imprimate cu mai multe straturi, dintre care unele implică operații care necesită precizie în locație și aliniere. Toleranța variază în funcție de dimensiunea diagonală maximă a plăcii imprimate și trebuie inclusă în calculele dimensiunii suprafetei. Dacă trebuie proiectat pentru o productivitate redusă per IPC-2221, furnizorul de plăci imprimate trebuie să fie consultat. Cu această valoare SFA, designerul poate proceda corespunzător, împiedicând toleranțele de la stivuire și crearea unor probleme de producție și / sau de producție.

5.3.19 Caracteristicile de fabricație a plăcii imprimate

Desenele și specificațiile produselor finale ar trebui să specifice numai minimul pentru distanța dintre conductori; totuși, lățimile conductorilor ar trebui să fie definite în funcție de valorile minime, unde modelele de suprafete ar trebui să fie definite ca la MMC-ul lor. Valorile țintă clare pentru conductori și modelele de suprafete vor ajuta producătorul să atingă starea dorită.

5.3.20 Dimensiunea panoului și construcția panoului

Pentru a utiliza pe deplin tehnologia de automatizare asociată componentelor de montare pe suprafață, un proiectant ar trebui să ia în considerare modul în care o structură imprimată va fi fabricată, asamblată și testată. Fiecare dintre aceste procese, datorită echipamentului special utilizat, poate necesita fixare, ceea ce va afecta sau dicta anumite fațete ale dispunerii plăcii imprimate. Orificiile de găurire, dimensiunile panoului, orientarea componentelor și zonele libere (atât componente cât și conductor) pe părțile primare și secundare ale plăcii imprimate sunt toate echipamente și proces dependente.

Pentru a realiza un aspect eficient din punct de vedere al costurilor prin utilizarea optimă a materialelor de bază, un designer ar trebui să se consulte cu producătorul plăcii imprimate pentru a determina dimensiunea optimă a panoului. Placa tipărită trebuie proiectată astfel încât să utilizeze zona utilizabilă a producătorului. Placile imprimate mai mici pot fi lipite sau imbricate într-un format panou uniform pentru a simplifica fixarea și a reduce manipularea excesivă în timpul asamblării. Structura panoului este definită de obicei de un specialist în procesul de asamblare sau de furnizorul de servicii de fabricație.

Construcția panoului poate include mai multe plăci imprimate dispuse într-o matrice sau pur și simplu o placă tipărită care necesită un material suplimentar reținut pentru o prelucrare eficientă a asamblării. Placa mare tipărită sau mai multe plăci imprimate mai mici sunt păstrate în panouri și separate după ce toate procesele de asamblare sunt finalizate. Executarea sau separarea plăcilor individuale imprimate de panou trebuie să fie planificate, de asemenea. Se utilizează mai multe metode pentru reținerea circuitelor într-un panou, incluzând scorurile cu caneluri V, rotația NC și ghidajele orientate cu plăcuțe de rupere.

5.3.21 Marcarea V-Groove

Pot fi prevăzute scoruri în canelura V pentru a permite separarea post-ansamblarii. Caracteristica canelarii este, în general, prevăzută pe ambele suprafețe ale plăcii imprimate și numai în linie dreaptă. O mică secțiune transversală a materialului imprimat este reținută la linia de rupere. O alocare pentru unghiul de punctaj trebuie făcută și ea. Conductorii care sunt situați prea aproape de canelura de scor vor fi expuși sau deteriorați, iar marginile aspre trebuie să fie ușor șlefuite pentru a îndepărta bureții și particulele de țesături.

5.3.22 Caracteristica de rutare

Caracteristica este folosita la scară largă pentru construcția panourilor și a extensiilor drilurilor. Rutarea este mai precisă decât punctajul, iar suprafețele de margine sunt netede, dar punctele de tabelă de rupere vor fi luate în considerare. Taburile pot fi tăiate și împământate cu marginea plăcii imprimate sau cu un model. Modelul forat furnizează un punct de rupere scăzut al tensiunii pe capătul ''. '' Dacă modelul orificiilor este încastrat în interiorul marginii plăcii imprimate, șlefuirea sau șlefuirea secundară poate fi ocolită.

5.3.23 Finisarea măștii de lipire

Mașinile de acoperire cu mască de lipire sunt folosite pentru a proteja circuitele de pe placa imprimată. Acoperirile cu mască de lipire sunt disponibile în două forme, cu pelicula lichida și uscata. Materialul de mască de polimer este aplicat utilizând mai multe metode de proces și este furnizat în diferite grosimi. De exemplu, materialele lichide vor avea o grosime finală de 0,007 mm până la 0,025 mm în timp ce produsele de peliculă uscată sunt furnizate în grosimi de 0,04 mm, 0,08 mm [0,0315 in] și 0,10 mm [0,0394 in]. Deși este disponibilă o imprimare de tip ecran pentru masca de lipire, este recomandată masca de lipire foto-imager pentru aplicațiile de montare pe suprafață. Procesul de fotografiere oferă o imagine precisă a modelului și, atunci când se dezvoltă corect, elimină reziduurile de mască de pe suprafețele modelului de suprafata. Grosimea măștii poate să nu fie un factor pentru majoritatea ansamblurilor de montare pe suprafață, dar atunci când dispozitivele IC sunt montate pe plăcile imprimate, pasul fin (0,63 mm [0,0248 in] sau mai puțin), masca de lipire cu profil inferior va oferi un control mai bun al imprimării prin lipire.

5.3.24 Eliberarea mastilor de lipire

Pentru a izola modelul de suprafata de la alte caracteristici conductive de pe placă, cum ar fi tije, sau conductori, se poate folosi o mască de lipire. În cazul în care conductorii nu se execută între suprafete, poate fi utilizată o deschidere simplă a măștii de bandă.

Pentru modelele de suprafata cu conductori rămași între suprafete, modelul mastii de lipire trebuie să acopere complet conductorul. O înregistrare mai precisă este necesară datorită toleranței strânse necesare pentru a acoperi conductorii fără a afecta zona de suprafata. Producătorii de plăci imprimate sunt obligați să păstreze materialul de mască de lipit pe suprafata. Condițiile de degajare pot varia de la 0.0 mm [0.0 in] la 0.1 mm [0.0040 in]

5.3.25 Finisaje exterioare modelului de suprafață

Deschiderile măștii de lipire expun modelele de suprafata pentru atașarea componentelor de montare pe suprafață. Acestea sunt, de obicei, pe bază de cupru și, prin urmare, au nevoie de protecție pentru a preveni oxidarea cuprului, ceea ce duce la o slabă solubilitate a suprafețelor de suprafață.

Alegerea acoperirilor sau a placării depinde de preferința asamblorului sau de tipul componentelor asamblate. Un singur strat de

acoperire sau placare este preferat pentru întreaga placă imprimată. Amestecarea tipurilor de finisare a suprafeței nu este recomandată datorită diferitelor etape de proces necesare. Finisajele selective pot fi necesare pe baza amestecului de tipuri de componente, a pasului de conductie și a procesului de atașare sau a caracteristicilor terminării terminării conductorului.

Finisarea suprafeței plăcii imprimate poate necesita îndeplinirea uneia dintre următoarele funcții: protecție la lipire, suprafață conductivă pentru contacte / întrerupătoare, suprafața de lipire a firului și interfața îmbinării de lipit. O varietate de componente și operațiuni de asamblare ale plăcii imprimate trebuie să fie luate în considerare atunci când alegeți cel mai potrivit finisaj de suprafață. Nu există nici un singur finisaj de suprafață care să fie "cel mai bun" pentru toate aplicațiile. Unele dintre cele mai frecvent utilizate finisaje de suprafață sunt: nivelarea prin lipire cu aer cald (HASL), OSP, tablă de imersie și acoperiri nobile, inclusiv aur galben / imersie electrolitică (ENIG), nichel electrolitic / aur galvanizat și imersie / argint.

Deși cele mai multe aliaje HASL au constat din compoziția Tin / Lead, odată cu apariția mișcărilor de lipit fără conductor, noile procese HASL constau într-o combinație de Staniu / Cupru pentru a realiza finisarea suprafeței. În mod ironic,

din cauza noilor caracteristici ale curgerii aliajului, suprafetele HASL par a fi mult mai platate decât versiunile originale de aliaje de tip Staniu / Plumb. Cu toate acestea, atenția este că materialul de bord și placa prin structură trebuie să reziste la o temperatură ușor mai ridicată.

5.4 Reguri de routere

5.4.1 Clearance:

Această regulă definește distanța minimă permisă între oricare două obiecte primitive de pe un strat de cupru. Distanta minima poate fi unica pentru toate obiectele primitive din proiect, prin setarea unei valori globale, sau poate fi diferită pentru anumite categorii de obiecte, prin utilizarea matricei dedicate. Aceasta matrice oferă flexibilitatea de a construi un set concis de reguli de distanta minima pentru a satisface chiar și cele mai stricte cerințe. Domeniul de aplicare al regulii poate fi setat la unul din urmatoarele tipuri de primitive:

Different Nets Only: constrangerea este aplicata intre oricare doua primitive apartinand unor trasee cu nume diferite

Same Net Only: constrangerea este aplicata intre oricare doua primitive apartinand aceleasi clase

Any Net: constrangerea este aplicata intre oricare doua primitive apartinand oricarei clase

Different Differential Pair: constrangerea este aplicata intre oricare doua primitive apartinand de doua clase diferite de trasee diferentiale

Same Differential Pair: constrangerea este aplicata intre oricare doua primitive apartinand aceleasi clase de trasee diferentiale.

Principalele constrangeri care pot fi setate în cadrul acestei reguli:

Ignor Pad to Pad Clearance: aceasta setare activeaza sau dezactiveaza verificarea dimensiunii minime intre pad-urile aceleasi componente

Minimum Clearance: aceasta seteaza distanta minima intre oricare doua primitive ale proiectului

Minimum Clearance Matrix: în aceasta matrice se seteaza distanta minima intre fiecare doua tipuri de primitive ale proiectului

Figură 5.1 Clearance(Spatiere)

5.4.2 Short-Circuit:

Această regulă testează scurtcircuitul între obiectele primitive de pe straturile de cupru (semnal și plan). Există un scurtcircuit atunci când două obiecte care au nume de net diferite se ating.

Principala constrangere care poate fi setata în cadrul acestei reguli este:

Allow Short Circuit: aceasta setare activeaza sau dezactiveaza resetarea scurtcircuiturilor în cadrul proiectului

Figură 5.2 Short-Circuit(scurtcircuitul între obiectele)

5.4.3 Un-Routed Net:

Această regulă testează finalitatea fiecărui traseu care intră în domeniul de aplicare al regulii. Dacă un traseu este incomplet, fiecare secțiune completă (sub-net) este listată împreună cu finalizarea acestuia. Finalizarea traseului este definită ca:

(conexiuni complete / număr total de conexiuni) x 100

Domeniul de aplicare al regulii poate fi setat la unul din urmatoarele tipuri de primitive:

Intre primitivele de tipul Track/Arc și Track/Arc: verifica daca centrul capetelor traseelor/ arcurilor de cerc coincid

Intre primitivele de tipul Track/Arc și Via: verifica daca centrul capetelor traseelor/arcurilor de cerc coincid cu centrul Viasului

Intre primitivele de tipul Track/ Arc și Pad: verifica daca centrul capetelor traseelor/arcurilor de cerc coincid cu centrul Padului

Intre primitivele de tipul Via și Pad: verifica daca centrul Viasului coincide cu cel al Padului

Intre primitivele de tipul Via și Via- verifica daca centrul celor doua Vias coincid

Intre primitivele de tipul Polygon și Track/Arc- verifica daca centrul Poligonului coincide cu centrul traseelor/arcurilor de cerc

Intre primitivele de tipul Polygon și Pad/Via- verifica daca centrul Poligonului coincide cu cel al Padul și al Viasului

Figură 5.3 Un-Routed Net(Fire neconectate)

5.4.4 Un-Connected Pin:

Această regulă testeasza ace care nu au alocat net și nici piste de conectare.

5.4.5 Modified Polygon:

Această regulă detectează poligoane care sunt încă rafatate și / sau au fost modificate, dar nu au fost încă repopulate. Principalele constrangeri care pot fi setate în cadrul acestei reguli:

Allow shelved: aceasta setare permite generarea documentatie finale cu toate poligoanele ascunse

Allow modified: aceasta setare permite generarea documentatie finale cu toate poligoanele nemodificate

Figură 5.4 Modified Polygon(Detectarea poligoanelor nemodificate)

5.4.6 Width:

Aceasta regula defineste grosimea traseelor de cupru din cadrul proiectului.

Principalele constrangeri care pot fi setate în cadrul acestei reguli:

Min Width: seteaza dimensiunea minima a traseelor de cupru ce vor fi utilizate în cadrul proiectului

Preferred Width: seteaza dimensiunea nominala traseelor de cupru ce vor fi utilizate în cadrul proiectului

Max Width: seteaza dimensiunea maxima a traseelor de cupru ce vor fi utilizate în cadrul proiectului

Domeniul de aplicare al regulii poate fi setat la unul din urmatoarele tipuri de primitive:

Check Tracks/Arcs Min/Max Width Individually: verifica individual latimea arcurilor de cerc daca se afla în domeniul impus

Check Min/Max Width for Physically Connected Copper: verifica latimea tuturor conexiunilor daca se afla în domeniul impus

Figură 5.5 Width(Grosimea Traseelor)

5.4.7 Routing Topology:

Această regulă specifică topologia care trebuie utilizată atunci când se firează firele pe placă. Topologia unei rețele este aranjamentul sau modelul conexiunilor pin-to-pin. Implicit, conexiunile pin-to-pin ale fiecărei rețele sunt aranjate pentru a oferi cea mai scurtă lungime de conexiune globală. O topologie este aplicată la o rețea din mai multe motive; pentru modelele de mare viteză în care reflexiile semnalului trebuie să fie reduse la minimum, plasa este aranjată cu o topologie a lanțului daiselor; pentru fire de la sol ar putea fi aplicată o topologie a stelelor pentru a se asigura că toate pistele revin la un punct comun.

Principalele topologii de rutare sunt:

Shortest: această topologie conectează toate nodurile din rețea pentru a obține cea mai scurtă lungime de conexiune globală.

Horizontal: această topologie conectează toate nodurile din rețea orizontal

Vertical: această topologie conectează toate nodurile din rețea vertical

Daisy-Simple: aceasta topologie conecteaza nodurile unul dupa altul

Daisy-MidDriven: aceasta topologie conecteaza nodurile unul dupa altul cu sursa conectata în centrul lantului

Daisy-Balanced: Aceasta topologie imparte în mod egal conexiunile

StarBurst: aceasta topologie conecteaza fiecare nod la nodul sursa.

Figură 5.6 Routing Topology(modelul conexiunilor pin-to-pin)

5.4.8 Routing Priority

Această regulă atribuie o prioritate de rutare traseelor vizate de regulă. Autorouter utilizează valoarea priorității atribuită pentru a măsura importanța fiecarui traseu în proiectare.

5.4.9 Routing Layers

Aceste reguli specifică care straturi sunt permise pentru a fi utilizate pentru rutare.

5.4.10 Routing Corners

Această regulă specifică stilul de colț care va fi utilizat în timpul routarii automate. Sunt disponibile urmatoarele trei tiputi de colturi:

Colturi la 90°

Colturi la 45°

Colturi Rotunjite

5.4.11 Routing Via Style

Această regulă specifică dimensiunile și form vias-urilor care poate fi folosit la rutare. Aveți opțiunea de a defini valori specifice Min / Max / Preferate pentru diametrul de cupru și dimensiunea găurilor. Exista doua modele pentru aceasta regula:

Modul Minim/Maxim preferat – selectati acest mod pentru a seta valorile admisibile pentru diametru și dimensiunea gaurii ca parte a regulii insasi;

Sablon preferat – selectati acest mod pentru a putea utiliza dimensiunile unui sablon de vias-uri din proiect;

Figură 5.7 Routing Via Style (dimensiunile și forma vias-urilor)

5.4.12 Differential Pairs Routing

Această regulă definește lățimea de rutare a fiecarui traseu într-o pereche diferențială, precum și spațiul dintre trasele din acea pereche. Perechile diferențiale sunt în mod obișnuit direcționate cu setări specifice de spațiu pentru a furniza impedanța unică și impedanța diferențială necesară pentru acea pereche.

Constrangeri ce pot fi setate:

Grosimea minima a traseelor;

Distanta minima intre trasee;

Grosimea nominala a traseelor;

Distanta nominala intre trasee;

Grosimea maxima a traseelor;

Distanta maxima intre trasee;

Lungimea maxima de neparalelitate;

Straturile pe care se traseaza;

Figură 5.8 Differential Pairs Routing(traseu diferential)

5.4.13 SMD To Corner

Această regulă specifică distanța minimă de la marginea unui pad la primul colț de rutare. Aceasta valoare reprezinta distanta minima permisa de la marginea pad-ulu la inceputul primului colt de routare.

Figură 5.9 SMD To Corner (distanța minimă pad-colț de rutare)

5.4.14 SMD To Plane

Această regulă specifică lungimea maximă de rulare de la centrul unui pad la centrul padului sau vias-ului de conectare în planul de alimentare.

Figură 5.10

5.4.15 SMD Neck-Down

Această regulă specifică raportul maxim dintre lățimea traseului și lățimea pad-ului, exprimată ca procent.

Figură 5.11 SMD Neck-Down(raportul dintre lățimea padului și a traseului)

5.4.16 SMD Entry

Această regulă specifică direcția (direcțiile) în care un traseu poate intra sau ieși dintr-un pad SMD. Pentru aceasta regule se pot seta urmatoarele constrangeri:

Any Angle – daca este activ, pot intra sau iesi trasee din pad în orice unghi de-a lungul marginii sale;

Corner – daca este activ, pot intra sau iesi trasee din pad prin colturile pad-ului;

Side – daca este activ, pot intra sau iesi trasee din pad la 90° pe fiecare parte a pad-ului;

Figură 5.12 SMD Entry(regulă intrare sau ieșire din pad)

5.4.17 Solder Mask Expansion

Aceasta regula defineste forma care este creata pe stratul de masca de lipire pentru fiecare pad sau via, expandata sau contractata radial cu valorile specificate. Pentru aceasta regule se pot seta urmatoarele constrangeri:

Expansion top – aceasta constrangere este utilizata pentru a specifica varoarea apicata formei mastii de lipite pentru stratul Top;

Expansion bottom – aceasta constrangere este utilizata pentru a specifica varoarea apicata formei mastii de lipite pentru stratul Bottom;

Figură 5.13 Solder Mask Expansion(forma stratului de mască de lipit pentru pad)

5.4.18 Paste Mask Expansin

Aceasta regula defineste forma care este creata pe stratul de pasta de lipire pentru fiecare pad, expandata sau contractata radial cu valorile specificate:

Expansion – valoarea aplicata formei initiale a pad-ului pentru a obtine forma finala a stratului de pasta de lipire. Pentru extinderea acesteia avem nenoie de o valoare pozitiva, iar pentru a o contracta avem nevoie de o valoare negativa;

Figură 5.14 Paste Mask Expansin(forma stratului de pastă pentru fixare pad)

5.4.19 Power Plane Connect Style

Această regulă specifică stilul de conectare de la un pin component la un plan de alimentare. Pentru aceasta regule se pot seta urmatoarele constrangeri:

Mod de operare – regula poate funcționa în unul din următoarele două moduri:

Simple – acest mod este setarea generică pentru modul în care tampoanele / vias-urile se conectează la un plan de alimentare, așa cum este prezent în versiunile anterioare ale software-ului.

Advanced – în acest mod, aveți posibilitatea de a defini separat conexiunile termice pentru plăcuțe și vias separat.

Conectare stil – definește stilul conexiunii de la un pin al unei componente, vizat de domeniul de aplicare (interogare completă) a regulii, la un plan de alimentare. Sunt disponibile următoarele trei stiluri:

Relief Connect – conectați folosind o conexiune termică.

Direct Connect – conectați cupla solidă la pin.

No Connect – nu conectați un știft component la planul de alimentare.

Conductors – numărul de racorduri de cupru termic (2 sau 4).

Conductor Width – cât de mari sunt racordurile de cupru termic.

Air-Gap – lățimea fiecărui spațiu de aer în racordul de relief.

Expansion – lățimea radială măsurată de la marginea orificiului până la marginea spațiului de aer.

Figură 5.15 Power Plane Connect Style(stilul de conectare pin-plan)

5.4.20 Polygon Conection Style

Această regulă specifică modul de conectare a pad-urilor și a viasurilor intr-un poligon.

Mod de operare – regula poate funcționa în unul din următoarele două moduri:

Simple – acest mod este setarea generică pentru modul în care tampoanele / vias-urile se conectează la un plan de alimentare, așa cum este prezent în versiunile anterioare ale software-ului.

Advanced – în acest mod, aveți posibilitatea de a defini separat conexiunile termice pentru plăcuțe și vias separat.

Conectare stil – definește stilul conexiunii de la un pin al unei componente, vizat de domeniul de aplicare (interogare completă) a regulii, la un plan de alimentare. Sunt disponibile următoarele trei stiluri:

Relief Connect – conectați folosind o conexiune termică.

Direct Connect – conectați cupla solidă la pin.

No Connect – nu conectați un știft component la planul de alimentare.

Conductors – numărul de racorduri de cupru termic (2 sau 4).

Conductor Width – cât de mari sunt racordurile de cupru termic.

Air-Gap – lățimea fiecărui spațiu de aer în racordul de relief.

Expansion – lățimea radială măsurată de la marginea orificiului până la marginea spațiului de aer.

5.4.21 Fabrication and Assembly Testpoint Style

Normele de realizare și asamblare fizica ale unui punct de testare care poate fi un pad sau un via pentru a fi folosit la testarea continuitatii circuitului imprimat sau a modulului electronic complet asamblat.

Pentru aceasta regule se pot seta urmatoarele constrangeri:

Dimensiuni:

Min Size – specifica diametru minim al pad-ului/via-ului folosit ca punct de testare;

Max Size – specifica diametru maxima al pad-ului/via-ului folosit ca punct de testare;

Preffered Size – specifica diametru nominal al pad-ului/via-ului folosit ca punct de testare;

Min Hole Size – specifica diametru minim al gaurii pad-ului/via-ului folosit ca punct de testare;

Max Hole Size – specifica diametru maxim al gaurii pad-ului/via-ului folosit ca punct de testare;

Preffered Hole Size – specifica diametru nominal gaurii al pad-ului/via-ului folosit ca punct de testare;

Spatiere:

Min Inter-Testpoint Spacing – specifica distanta minima permisa intre centrele a doua puncte de testare adiacente;

Component Body Clearences – specifica distanta minima intre un punct de testare și corpul componentelor adiacente acesteia;

Board Edge Clearance – specifica distanta minima permisa intre un punct de testare și marginea placii;

Distance to Pad Hole Centers – specifica distanta minima permisa intre centrul punctului de testare și centrul unui pad de tip THT;

Distance to Via Hole Centers – specifica distanta minima permisa intre centrul puntului și testare și centrului unui via;

5.4.22 Fabrication and Assembly Testpoint Usage

Aceasta regula defineste traseele de pe circuitul imprimat pe care se vor plasa puncte de testare.

Pentru aceasta regule se pot seta urmatoarele constrangeri:

Required – fiecarei conexiuni i se atribuie un punct de testare;

Prohinited – fiecarei conexiuni selectate nu i se va atribui un punct de testare;

Don’t Care – fiecare conexiune poate avea un punct de testare;

5.4.23 Minimum Annular Ring

Această regulă specifică dimenisunea minima de cupru a padului/ viasului. Aceasta distanta este masurata de la marginea padului pana la marginea gaurii. Pentru aceasta regule se poate seta urmatoarea constrangere, valoarea minima a zonei de cupru.

5.4.24 Acute Angle

Această regulă specifică unghiul minim dintre doua obiecte cu acelasi nume. Regula se aplica doar traseelor. Pentru aceasta regule se poate seta urmatoarea constrangere, valoarea minima a unghiului.

5.4.25 Hole Size

Această regulă specifică dimeniunea minima a gaurilor din proiect. Regula se aplica tuturor tipurilor de gauri. Pentru aceasta regule se poate seta urmatoarea constrangere, valoarea minima a gaurii.

5.4.26 Layer Pairs

Această regulă specifică straturile pe care este permisa trasarea conexiunilor intre componente. Regula se aplica tuturor conexiunilor din cadrul proiectului. Pentru aceasta regula se poate seta urmatoarea constrangere, straturile permise.

5.4.27 Hole to Hole Clearance

Această regulă specifică dimensiunea minima dintre doua gauri adiacente. Regula se aplica tuturor gaurilor. Pentru aceasta regula se poate seta urmatoarea constrangere, dimensiunea minima.

5.4.28 Minimum Solder Mask Silver

Această regulă specifică dimensiunea minima a mastii de lipire. Regula se aplica tuturor tuturor zonelor acoperite de masca de lipire. Pentru aceasta regula se poate seta urmatoarea constrangere, dimensiunea minima.

5.4.29 Silk to Solder Mask Clearance

Această regulă specifică dimensiunea minima intre masca de lipire și silkscreen. Pentru aceasta regula se poate seta urmatoarea constrangere, dimensiunea minima.

5.4.30 Silk tot Silk Clearance

Această regulă specifică dimensiunea minima intre doua zone de silkscreen adiacente. Pentru aceasta regula se poate seta urmatoarea constrangere, dimensiunea minima.

5.4.31 Net Antennae

Această regulă specifică permitivitatea creari unor antene și dimenisunea lor maxima. Pentru aceasta regula se poate seta urmatoarea constrangere, dimensiunea maxima.

5.4.32 Board Outline Clearance

Aceasta regula defineste dimensiunea minima permisa intre diferite obiecte și marginea plăcii. Pentru aceasta regula se poate seta o dimensiune minima globala sau dimensiuni diferite pentru fiecare clasa de primitive ale proiectului.

Regula se poate aplica pentru urmatoarele tipuri de margine:

Outline Edge – marginea exterioara a placii

Cavity Edge – marginea creata de o cavitate

Cutout Edge – marginea creata de o decupare

Split Barrier – marginea creata de trecerea din cablaj rigide în cablaje flexibile

Split Continuation – marginea creata de stratul curent și split barrier

Figură 5.16 Board Outline Clearance(dinstanțele față de marginea plăcii)

5.4.33 Parallel Segment

Aceata regula specifica dinstanta minima intre doua trasee care trebuiesc trasate paralel, pentru a crea o separare. Pentru aceasta regula se poate seta dimensiunea minima.

5.4.34 Lenght

Această regulă specifică lungimea minima și maxima cu care poate fi trasata o legatura intre doua componente.Pentru aceasta regula se poate seta dimensiunea minima și maxima.

5.4.35 Matched Lengths

Aceasta specifică diferența de lungime permisa intre două conexiuni ce trebuie trasate cu lungimi egale. Regula este esentiala în proiectele de mare viteza. în functie de viteza de comutare a semnalului și de materialele utilizate se determină dimensiunea maximă a toleranței. Pentru aceasăa regula se setează urmatoarele constrângeri:

Tolerance – specifică diferenta maximă între lungimile perechi de trasee;

Group Matched Lengths – aceată opțiune verifică toate grupurile de trasee care fac parte din această clasă;

Within Differential Pair Length – această opțiune verifică perechile diferentiale

Figură 5.17 Matched Lengths(diferența de lungime între două conexiuni)

5.4.36 Daisy Chain Stub Length

Aceata regula specifica dimensiunea maximă intre un traseu de tip Daisy Chain și padul atribuit acestuia. Pentru aceasta regula poate fi setata dimensiunea maxima.

5.4.37 Vias Under SMD

Această regulă specifică posibiltatea de plasare a viasurilor în interiorul pad-urilor de tip SMD. Pentru aceasta regula se poate seta permitivitatea sau nepermitivitatea plasarii viasurilor în interiorul pad-urilor.

5.4.38 Maximum Via Count

Această regulă specifică numarul maxim de viasuri care pot fi plasate în cadrul proiectului. Pentru aceasta regula se poate plasa numarul maxim.

5.4.39 Max Via Stub Length (Back Drilling)

Această regulă specifică adancimea maxima a unui vias, creata intre ultimul strat de semnal utilizat pe care se conecteaza viasul. Pentru urmatoarea regula se pot seta urmatoarele constrangeri:

Max Stub Length – adancimea maxima permisa

Back Drill Oversize – raza gaurii în care va fi introdus viasul.

5.4.40 Room Definition

Această regulă specifică o zona regtangulară în care pot sau nu pot fi plasate componentele.

Pentru urmatoarea regulă se pot seta urmatoarele constrangeri:

Room Locked – permite blocarea tuturor primitivelor în aceasta zona pentru a preveni mutarea accidentala a acestora

Components Locked – permite blocarea componentelor aranjate în interiorul zonei

Define button – permite definirea locatiei zonei.

Layer – defineste cum sunt situate straturile

Confinement Mode – specifică dacă componentele vizate de domeniul de aplicare a regulii trebuie să fie păstrate în interiorul camerei sau păstrate în afara camerei.

Figură 5.18 Room Definiton(zona în care pot fii plasate componente)

5.4.41 Component Clearance

Această regulă specifică distanta minima intre doua componente adiacente. Distanta intre componente este determinata cu ajutorul modeleleor 3D atasate componentelor. în absenta modelelor 3D primitivele care sunt folosite în determinarea distantei intre componente sunt toate elementele continute de componenta pe straturile de cupru atribuite acestora.

Indepartarea componentelor se calculeaza utilizand o interfata 3D precisa pentru a defini forma și conturul componentei prin obiectele corpului 3D asociate.Constrangerile care se pot seta sunt urmatoarele:

Vertical Clearance Mode – exista doua moduri ale acestei reguli: modul Infinite, care verifica distanta minima și pe verticala și pe orizontala, și modul Specified, care verifica doar pe orizontala.

Minimum Horizontal Clearance – repezinta valoarea minima, posibila, intre doua componente

Show actual violation distances – aceasta setare evidentiaza compoenentele care incalca regula.

Figură 5.19 Component Clearance(distanța dintre componente)

5.4.42 Component Orientation

Această regulă specifică modul de orientare al componentelor. Mai multe moduri de orientare sunt permise pentru mai multe clase de componente. Această regulă este utilizată , deobicei, pentru cazul în care componentele sunt lipite în val și necesita plasarea acestora doar intr-o anumita directie. Pentru aceasta regula se poate seta urmatoarele constrangeri:

0 Degress – permite plasarea componentelor orientate la 0°

90 Degress – permite plasarea componentelor orientate la 90°

180 Degress – permite plasarea componentelor orientate la 180°

270 Degress – permite plasarea componentelor orientate la 270°

Al Orientation – permite plasarea componentelor orientate în orice directie

5.4.43 Permitted Layers

Această regulă specifică straturile pe care pot fi plasate componente.Regula este folosită în cazul în care dorim sa minimizam costurile de productie. Pentru aceasta se pot seta urmatoarele constrangeri:

Plasare pe stratul Top

Plasare pe stratul Bottom

Plasare pe ambele straturi

5.4.44 Height

Această regulă specifică înalțimea maximă pe care o poate avea o componentă. Regula se poate aplica pe un strat, o zonă definită sau global pe întreg proiectul.

5.5 Prezentarea Layer Stack-up

Dezvoltarea ireversibilă a electronicii moderne a impulsionat din ce în ce mai mult PCB-urile spre miniaturizare, greutate scazută, viteză mare, funcționalitate și fiabilitate mai ridicată, și o durată mai lungă de viață, ceea ce conduce la popularitatea PCB-urilor multistrat. În combinație cu un tip de adeziv semi-solid denumit "prepreg", două sau mai multe PCB-uri unice și / sau pe două fețe sunt stivuite împreună pentru a genera PCB-uri multistrat printr-o conexiune fiabilă predefinită între ele. Odată cu creșterea complexității și a densităților PCB, este posibil ca unele aspecte să aibă loc, cum ar fi zgomotul, capacitatea de stricăciune și discursul transversal atunci când aranjamentul stratului devine un design ineficient.

Planificarea favorabilă a stackup-ului este unul dintre cele mai importante elemente în determinarea performanței electromagnetice de compatibilitate (EMC) a unui produs. Un layer stackup bine conceput poate minimiza radiația și poate opri circuitul de a fi interferat de surse externe de zgomot. Cu toate acestea, un stackup subdimensiunat poate genera radiații EMI (interferențe electromagnetice), deoarece reflexiile și sonerii în sistem ca urmare a nepotrivirii impedanței pot duce la o scădere drastică a performanței și fiabilității produselor.

Pentru PCB-urile multistrat, straturile generale includ planul de masă (planul GND), planul de putere (planul PWR) și straturile de semnal intern.

Pentru îndeplinirea cerintelor de miniaturizare, trebuie obtinute distante minime intre straturile electrice ale PCB-ului. Spatiul dintre straturile electrice poate fi Core sau Prepeg. Placile multistrat sunt construite, de obicei, din cel putin unul sau mai multe miezuri izolatoare. Cele mai utilizate materiale pentru realizarea miezului izolator sunt: FR4, Alumina și Polyamida.

In continuare se vor prezenta configurații standard pentru Layer Stackup:

In figura 5.20 este prezentat un layer stack-up cu doua straturi de semnal cu grosimea 35µm, un strat dielectric de tipul core și gosimea 1.51mm și stratul de soldermask de gosimea 10µm.

Figură 5.20 Placă cu 2 straturi electrice și o zonă de FR4

In figura 5.21 este prezentat un layer stack-up cu 2 straturi de semnal cu grosimea 35µm, 2 straturi folosite pentru planele de putere cu gosimea 35µm, 2 dielectrice de tipul core și unul prepeg și stratul de soldermask de gosimea 10µm.

Figură 5.21 Placă cu 4 straturi electrice și 2 zone de FR4

In figura 5.22 este prezentat un layer stack-up cu 4 straturi de semnal cu grosimea 35µm, 2 straturi folosite pentru planele de putere cu gosimea 35µm, 3 dielectrice de tipul core și 2 prepeg și stratul de soldermask de gosimea 10µm.

Figură 5.22 Placă cu 6 straturi electrice și 3 zone de FR4

In figura 5.23 este prezentat un layer stack-up cu 4 straturi de semnal cu grosimea 35µm, 4 straturi folosite pentru planele de putere cu gosimea 35µm, 3 dielectrice de tipul core și 2 prepeg și stratul de soldermask de gosimea 10µm.

Figură 5.23 Placă cu 8 straturi electrice și 4 zone de FR4

Capitolul 6. Editarea documentației necesare pentru realizarea cablajului in Altium Designer

În funcție de tipul de ieșire specific, pot fi disponibile opțiuni pentru configurarea generatorului de ieșire asociat, oferind mai mult control asupra ieșirii generate. În cazul în care opțiunile de configurare sunt disponibile, acestea pot fi accesate în unul din următoarele moduri:

Selectând generatorul de ieșire necesar și selectând comanda Configure din meniul Editare

Faceți clic dreapta pe generatorul de ieșire necesar și selectând comanda Configure din meniul pop-up care apare

Selectând generatorul de ieșire necesar și utilizând comanda rapidă de la tastatură, Alt + Enter

Dublu-clic direct în rând pentru generatorul de ieșire necesar.

După configurarea generatoarelor de ieșire din dialogurile de configurare asociate, definițiile sunt salvate în fișierul OutJob. Dacă faceți clic pe OK într-o fereastră de dialog de configurare, comite configurația, dar nu continuă generarea. Generarea de ieșire se realizează utilizând funcția Output Media.

Dacă sunt selectate mai multe generatoare de ieșire, dialogul de configurare va apărea pentru generatorul de ieșire care a fost selectat ultima dată.

Diferitele generatoare de ieșiri au dialoguri unice pentru a configura exact ce se generează atunci când ieșirea este rulată.

Fabrication Outputs

Următoarele ieșiri de tip fabrică pot fi generate în Altium Designer:

Composite Drill Guides

Drill Drawing Guides

Final Artwork Prints

Gerber Files

Solder / Paste Mask Prints

NC Drill Files

ODB ++ Files

Power-Plane Prints

Test Point Report

Categoria "Fabricare ieșiri" din editorul OutputJob vă permite să adăugați și să configurați oricare dintre tipurile de ieșire listate mai sus. Dialogul de configurare pentru fiecare tip de ieșire poate fi accesat în unul din următoarele moduri:

Selectând generatorul de ieșire necesar și selectând comanda Configure din meniul Editare

Faceți clic dreapta pe generatorul de ieșire necesar și selectând comanda Configure din meniul pop-up care apare

Selectând generatorul de ieșire necesar și utilizând comanda rapidă de la tastatură, Alt + Enter

Dublu-clic direct în rând pentru generatorul de ieșire necesar.

Conexiunile generatoarelor de ieșire sunt în fișierul OutJob. Dacă faceți clic pe OK într-un dialog de configurare, această configurație va fi salvată, dar nu va continua generarea de ieșiri. Generarea de ieșire se realizează prin rularea containerului de ieșire OutputJob că acele ieșiri sunt vizate.

Assembly Outputs

Următoarele ieșiri de tip ansamblu pot fi generate în Altium Designer:

Assembly programs

Pick and Place Files

Assembly Testpoint Reports

Ansamblul de ieșire poate fi, generat direct din interiorul documentului PCB activ utilizând opțiunile meniului File »Assembly Assembly Outputs. Setările de ieșire configurate prin meniurile Fișier sau Rapoarte ale editorului PCB sunt stocate în fișierul proiectului.

Netlist Outputs

Categoria de ieșiri Netlist a editorului OutputJob vă permite să creați următoarele generatoare de ieșiri:

Report Outputs

Categoria "Ieșire raport" a editorului OutputJob vă permite să creați următoarele generatoare de ieșiri:

Bill of Materials

Component Cross Reference

Report Project Hierarchy

Simple BOM

Report Single Pin Nets

Adăugarea și definirea unui Outjob

OutJobs sunt gestionate folosind editorul OutputJob. Creați un nou fișier de ieșire prin:

Folosind comanda Fișier »Nou» ieșire comandă fisier.

Faceți clic dreapta pe numele proiectului din panou și selectând Add New to Project »Output Job File din meniul pop-up care apare.

Fișierele de ieșire ale fișierelor, atunci când sunt adăugate la un proiect, apar în panoul Proiecte din subfolderul Setări / ieșiri de lucrări. Există trei pași pentru a configura un server OutJob:

Figură 6.1 Elemente constitutive ale OutJob, toate definite și gestionate în cadrul Editorului OuputJob.

Adăugați și configurați ieșirile necesare – ieșirile sunt adunate în categorii funcționale, cum ar fi ieșirile de asamblare, ieșirile de fabricație și ieșirile de rapoarte. În mod strict vorbind, ieșirea în sine este obținută prin rularea unui generator de ieșire asociat, configurat corespunzător și utilizând un document specificat în cadrul proiectului (sau al proiectului în sine) ca sursă de date.

Adăugați și configurați formatele de ieșire necesare – generarea oricărui tip de ieșire dat necesită ca output-ul să fie mapat la un format de ieșire corespunzător (și aplicabil). Aceasta are forma fie a unuia dintre containerele de ieșire acceptate (PDF, Structura folderelor, Video) sau Hard Copy (ieșire bazată pe tipărire). Ieșirile multiple pot fi cartografiate în același container sau pe hârtie, iar utilizatorul are controlul asupra locului în care este generată output-ul și cum (eventualele opțiuni legate de media asociate containerului / hârtiei).

Setați alegerea variantei – Altium Designer permite ieșirea unui proiect PCB să fie condusă utilizând designul de bază (fără variație) sau prin desemnarea utilizării unei variante definite a acelui design. Fie alegeți o variantă pe o ieșire aplicabilă sau o singură variantă care să se aplice tuturor ieșirilor aplicabile din fișier.

Adăugarea de ieșiri la un OutJob

Adăugați o nouă ieșire a tipului dorit făcând clic pe textul Adăugați un nou tip [Tip] de ieșire corespunzător din partea de jos a unei categorii, apoi alegeți tipul de ieșire necesar din meniul pop-up. Alternativ, alegeți intrarea de comandă relevantă din meniul principal Editare.

Figură 6.2 Adăugați fiecare ieșire care este necesară selectând sursa de date corespunzătoare

Tipurile de ieșire pentru care datele disponibile sursă sunt disponibile în proiect vor fi listate ca disponibile pentru toate celelalte tipuri de iesiri enumerate ca indisponibile (gri-out).

Este furnizat un al doilea meniu din care puteți specifica sursa de date, adică ce document (e) sursă (e) să fie utilizat la generarea ieșirii. Numai sursele de date aplicabile sunt disponibile pentru fiecare ieșire, lăsând mai puțin loc de eroare.

Sursa de date depinde de ieșirea specială. Ieșirile legate de PCB, cum ar fi PCB Prints, Gerber Files și Testpoint Reports, vor folosi documentul de proiectare PCB ca sursă de date. Sursa de date pentru un BOM ar putea fi un singur document sursă schematică specifică, documentul de proiectare PCB sau toate documentele schematice sursă. Acesta din urmă este reprezentat de intrarea [proiectului].

Configurarea ieșirilor

În funcție de tipul de ieșire specific, pot fi disponibile opțiuni pentru configurarea generatorului de ieșire asociat, oferind mai mult control asupra ieșirii generate. În cazul în care opțiunile de configurare sunt disponibile, acestea pot fi accesate în unul din următoarele moduri:

Faceți dublu clic direct în rând pentru ieșirea necesară.

Faceți clic dreapta pe ieșirea necesară, apoi selectați Configurare din meniul contextual.

Selectați ieșirea necesară, apoi utilizați comanda rapidă de la tastatură Alt + Enter.

Selectați ieșirea necesară, apoi alegeți comanda Editați »Configurare.

Figură 6.3 Configurarea ieșirilor

Definirea formatului de ieșire

Adăugarea și configurarea ieșirilor pentru un OutJob definește ce urmează să fie generat și cum. Trebuie definită definiția locului în care urmează să fie scris ieșirea generată, adică în ce format trebuie să se genereze ieșirea. În funcție de tipul de ieșiri care se generează, acest lucru este gestionat utilizând o combinație de ieșiri și copiere pe hard.

Ieșirile pot fi scrise (dacă este cazul) la trei tipuri de ieșire de contact – un format PDF, un format de fișier de ieșire specific (cum ar fi un fișier Gerber) sau un videoclip.

Un nou server OutJob implicit va include unul din fiecare dintre aceste tipuri de contacte numite PDF, Structura folderului și Video. Orice număr de containere suplimentare de aceste tipuri poate fi adăugat făcând clic pe [Adăugați un nou container de ieșire], iar numele pot fi editate pentru o ușoară identificare.

Figură 6.4 Container de ieșire