Das Layout Ihrer PCB

Einrichten der PCB-Designumgebung

Ein logischer Schritt nach dem Erstellen und Prüfen des Schaltplandokuments ist das Erstellen und Entwerfen der PCB. Verwenden Sie den Befehl File » New » PCB, um ein neues PCB-Dokument zu erstellen. Es ist sinnvoll, die PCB zu konfigurieren, indem Sie den Ursprung (1), die Einheiten, die Rastergröße (2) sowie die Farbdarstellung und Sichtbarkeit der erforderlichen Lagen im Bereich View Configuration panel (3) festlegen.

Das Fenster Inspector zeigt Informationen über die gesamte Struktur der PCB für die ausgewählte Lage an.

Um den Ursprung festzulegen, verwenden Sie die folgenden Optionen im Dropdown-Menü: 

• Set - verwenden Sie , um eine Position im Designbereich als neuen (relativen) Ursprung festzulegen und ihre Koordinaten auf (0,0) zu setzen.
• Reset - verwenden Sie , um den festgelegten Ursprung und die Koordinaten zurückzusetzen.
• Absolute Origin - verwenden Sie , um den relativen Ursprung auf den standardmäßigen absoluten Ursprung ganz unten links im Dokumentbereich zurückzusetzen.
• Current Origin - verwenden Sie , um den relativen Ursprung auf den standardmäßigen absoluten Ursprung ganz oben links im Dokumentbereich zurückzusetzen.
• New Location - verwenden Sie , um das Dialogfeld  Jump To Location zu öffnen (beschrieben in der unten stehenden Option Jump ).

Die aktive Lage wird unten im Designbereich angegeben, wo alle erstellten Lagen entsprechend den festgelegten Sichtbarkeitseinstellungen angezeigt werden (4). Sie können mit Ctrl+Shift+Mouse Wheel nacheinander zwischen den Lagen wechseln.

Verwenden Sie die Befehle Add Components Layer Pair und Add Mechanical Layer (5) im Bereich View Configuration, um neue Lagen hinzuzufügen. Das Erstellen neuer Signallagen ist nur im Layer Stack Manager möglich, der später auf dieser Seite beschrieben wird.

Die Systemeinstellungen für den Editor werden in den PCB-Editor-Voreinstellungen konfiguriert, die über den Befehl File » System Preferences (6) aufgerufen werden.

Übertragen von Änderungen zwischen Schaltplan und PCB

Für eine erfolgreiche Synchronisierung von Schaltplan und PCB muss das Projekt auf Fehler und Warnungen geprüft werden. Verwenden Sie den Befehl Project | Validation | Validate PCB Project (1) oder klicken Sie im Bereich Projects panel mit der rechten Maustaste auf den Projektnamen, um das Projekt zu validieren und auf eine Liste von Verstößen zuzugreifen oder eine Benachrichtigung über die erfolgreiche Kompilierung/Validierung im Bereich Messages panel (2) zu erhalten, wenn keine Fehler oder Warnungen gefunden wurden.

Sie können Änderungen aus dem Schaltplan mit der Schaltfläche Project | Validation | Import Changes (3) importieren. Das Dialogfeld Engineering Change Order dialog (4) wird geöffnet, in dem Sie die Änderungen mit dem Befehl Validate Changes validieren können. Der Befehl Execute Changes wird verwendet, um die vorgenommenen Änderungen anzuwenden.

Platinengröße und Lagenaufbau

In der Regel beginnt das PCB-Design mit der Festlegung der Gesamtabmessungen. Sie können die PCB-Abmessungen und Geometrie mit den Dropdown-Befehlen Home | Board | Board Shape  (1) ändern.

Um die interne Struktur der Platine festzulegen, öffnen Sie den Layer Stack Manager, indem Sie Home | Board | Layer Stack Manager wählen, oder wählen Sie Options » Layer Stack Manager aus dem Kontextmenü (2).

Im Layer Stack Manager können Sie vordefinierte Lagenaufbauten (von einer zweilagigen Struktur bis zu einer 16-lagigen Struktur) aus dem Dropdown-Menü Home |Settings | Presets (1) verwenden oder Ihren eigenen Aufbau mit den Befehlen Home | Layers | Add und Layer Up/Layer Down (2) erstellen.

Die Registerkarte Via Types (3) ermöglicht es Ihnen, neue Vias zu erstellen und deren Typ festzulegen (Through, Blind, Buried). Standardmäßig werden auf dieser Registerkarte nur Durchkontaktierungen (Through) erstellt, während andere Typen über die Schaltfläche Add im Bereich Home | Via Types des Menübands sowie die Felder First Layer/Last Layer im Bereich Inspector (4) hinzugefügt werden.

Änderungen am PCB-Lagenaufbau werden erst auf das PCB-Dokument angewendet, wenn der Lagenaufbau gespeichert wird.

Designregeln und EinschränkungenEin wichtiger Schritt bei der Konfiguration des PCB-Designs ist die Definition von Designregeln und Einschränkungen.Designregeln werden im PCB Rules and Constraints Editor (1) (Home | Design Rules | Design Rules) definiert, wo alle Regeln nach ihrem Anwendungsbereich und Zweck getrennt sind. Jede Regel kann auf alle PCB-Objekte sowie auf eine Objektklasse oder sogar auf ein einzelnes Objekt angewendet werden (2). Neue Regeln werden mit dem Befehl New Rule erstellt, auf den über das Kontextmenü des linken Bereichs (3) zugegriffen wird.

Sie können die Regeln kopieren, in einer separaten Datei speichern und aus anderen Projekten importieren (3).

Das Erstellen von Klassen erfolgt im Object Classes Explorer (1) (Home | Design Rules | Classes) mit dem Befehl Add Class im Kontextmenü (2). Die linke Spalte enthält alle verfügbaren Netze, Komponenten usw., die in die neue Klasse aufgenommen werden können. Die rechte Spalte enthält die Objekte, die zur ausgewählten Klasse gehören. Objekte werden verschoben, indem das Objekt in der linken Spalte ausgewählt und dann die gewünschte Schaltfläche ausgewählt wird, die zwischen den beiden Spalten erscheint.

Das Erstellen von Differentialpaar-Klassen erfolgt auf dieselbe Weise, allerdings ist es notwendig, Informationen über die betreffenden Differentialpaare aus dem Schaltplan zu übertragen (siehe oben zur Anwendung von Direktiven).

Alle angegebenen Designregeln werden im Bereich PCB Rules and Violations panel (3) angezeigt. Wählen Sie eine Regel im Bereich Rule Classes aus, um Regeln für diese Klasse anzuzeigen.

Wenn Netze im Schaltplan jedoch nicht als Differentialpaare definiert wurden, können Sie dies auch im PCB-Editor tun. Öffnen Sie dazu den Bereich PCB panel und wählen Sie dann Differential Pairs Editor oder wählen Sie ihn aus dem Dropdown-Menü View | PCB | PCB (1). Verwenden Sie die Schaltfläche Add (2), um ein Differentialpaar hinzuzufügen. Im sich öffnenden Dialogfeld Differential Pair konfigurieren Sie elektrische Netze als positive oder negative Netze eines Differentialpaars und weisen ihnen einen Namen zu.

Im Dialogfeld Design Rule Checker (DRC) dialog (Home | Design Rules | Run DRC » Design Rule Check) können Sie die Prüfung der Designregeln für die Platine konfigurieren. Alle vorhandenen Regeln sind aufgelistet, und die Spalten Online (während des Designs) und Batch (erstellt einen optionalen Bericht) geben die Art der durchgeführten Prüfung an. Es wird empfohlen, die Mindestanzahl der online zu prüfenden Regeln festzulegen, um das System effizient zu halten. Es wird empfohlen, Clearance (unter Electrical), Differential Pairs Routing und Width (unter Routing) für die Prüfung Online zu konfigurieren.

Bauteilplatzierung

Aus dem Schaltplan übertragene Komponenten werden gruppiert und auf dieselbe Weise aufgeteilt wie in Schaltplandokumenten, nämlich nach Blättern. Sie können das Werkzeug Cross Probe (1) verwenden, um zwischen Schaltplan- und PCB-Dokumenten zu navigieren. Verwenden Sie bei Bedarf die Tastenkombination Shift+C, um die Auswahl aufzuheben.

Für den schnellen Zugriff auf jede Komponente können Sie den Modus Components mode of the PCB panel verwenden, in dem im oberen Bereich verschiedene Komponentenklassen dargestellt werden, darunter Systemklassen (z. B. nach der Platinenlage, auf der Komponenten platziert sind) und benutzerdefinierte Klassen (zum Beispiel erzeugt durch Schaltplanblätter, auf denen Komponenten platziert sind). Im unteren Bereich werden Komponenten nach der ausgewählten Kategorie (2) gruppiert.

Wenn Sie eine Komponente direkt auf der Platine platzieren müssen, können Sie sie ziehen oder den Befehl Place aus dem Bereich Libraries (3) verwenden. Solche Komponenten sind nicht mit dem Schaltplan verbunden; daher wird diese Platzierungsmethode nur verwendet, wenn ein mechanisches Element wie etwa ein Kühlkörper platziert werden muss.

Leiterbahnen routen

Bevor Sie mit dem Routing beginnen, sollten Sie die erforderlichen Parameter für Leiterbahnen, Abstände und Vias festlegen. Diese Schritte werden über die verschiedenen Routing-Regeln ausgeführt, die im PCB Rules and Constraints Editor bereitgestellt werden. Diese Regeln bestimmen die minimalen, maximalen und bevorzugten Abmessungen von Leiterbahnen und Bohrungen sowie den Mindestabstand zwischen topologischen Elementen.

Befehle zum Routing und Entfernen von Leiterbahnen befinden sich im Bereich Routing der Registerkarte Home tab. Die jeweiligen Dropdown-Menüs enthalten verschiedene Optionen (1).

Die Tastenkombination Shift+Space ändert den Routing-Stil während des aktiven Routings. Sie können die Taste Tab verwenden, um zu pausieren und Parameter im Bereich Inspector (2) auszuwählen, wenn Sie beim Routing Leiterbahnparameter ändern müssen. Sie können auch den Eckstil, die Dicke, Via-Parameter usw. ändern. Die Optionen für den Routing-Stil sind 45 Grad, 45 Grad mit Bogen, 90 Grad sowie 90 Grad mit Bogen oder Winkel.

Polygone

Polygone werden mit dem Befehl Polygon Pour Cutout im Dropdown-Menü Home | Pour | Polygon Pour erstellt. Verwenden Sie während der Platzierung die Tastenkombination Shift+Space, um durch die verfügbaren Eckmodi zu wechseln.

Sie können ein ausgewähltes Polygon verschieben und Polygone mit Befehlen im Dropdown-Menü neu berechnen. Name, Lage und Netz werden im Bereich Inspector (2) konfiguriert.

Wenn Änderungen an einem Polygon vorgenommen werden, wird ein Dialogfeld geöffnet, in dem Sie wählen können, das geänderte Polygon neu zu berechnen. Sie können auch den Befehl Repour (4) im Bereich Inspector verwenden.

Sie können das Polygon über das Dropdown-Menü Connect Style mit den Pads verbinden, und zwar in der Regel PolygonConnect im PCB Rules and Constraints Editor.

Design Rule Checking

Selbst die einfachsten Projekte erfordern PCB-Prüfungen. Fehler, die unbemerkt bleiben könnten, werden mit dem bewährten System zur Regelanalyse und Verstoß-Erkennung gefunden.

Wählen Sie die Schaltfläche Run DRC, um die Regelprüfung zu starten. (Das Dropdown-Menü enthält auch einen Befehl zum Reset Error Markers (1)).

Nach Abschluss der Prüfung können Sie die gefundenen Regelverstöße im Design Rules Verification Report (2), im Messages Bereich (3) und im PCB Rules And Violations panel (4) anzeigen.

Wählen Sie im PCB Rules And Violations Bereich eine Regel im Rules Bereich aus, um alle Verstöße gegen diese Regel im Violations Bereich des Panels anzuzeigen. Doppelklicken Sie auf einen Verstoß, um den Verstoß auf der PCB hervorzuheben. Wenn Sie im Panel auf einen Verstoß doppelklicken, wird das Dialogfeld Violation Details geöffnet, damit Sie den Verstoß im Detail sehen können.

Tastenkürzel

Der PCB-Editor verfügt über einen eigenen Satz an Tastenkürzeln. Zu den häufig verwendeten Tastenkürzeln im PCB-Editor gehören:

• Q – zum Umschalten zwischen metrischen und imperialen Einheiten (mm/mil).
• 1/2/3 – zum Umschalten zwischen den PCB-Anzeigemodi (Board Planning Mode/2D/3D).
• F9 – zum Ausführen der Validierung des aktiven Projekts.
• B – zum Platzieren eines 3D-Modells.
• F – zum Platzieren einer Füllung.
• N – zum Platzieren einer Region.
• A – zum Platzieren eines Bogens.
• E – zum Platzieren eines Kreises.
• L – zum Platzieren einer Linie.
• S – zum Platzieren einer Textzeichenfolge.
• P – zum Platzieren eines Pads oder Montagelochs.
• V – zum Platzieren einer Via.
• R – zum Starten des interaktiven Routings.
• D – zum Öffnen der Design-Rule-Prüfung.
• M – zum Öffnen des Werkzeugs Measure.
• F1 – zum Öffnen der relevanten Dokumentation.
• Shift+F1 – zum Öffnen der Liste der Tastenkürzel für den aktuellen interaktiven Befehl (das Bild unten zeigt die Liste für interaktives Routing).

Die Liste der Befehle variiert je nach Typ der aktiven Dokumente.

Klicken Sie auf View | Shortcuts , um das Shortcuts Panel zu öffnen. Verwenden Sie die Steuerelemente oben im Panel, um nach Name, Kategorie der auszuführenden Aktionen oder alphabetischer Reihenfolge zu sortieren.