Working with Pad Via Templates

Neben Track-Objekten sind Pads und Vias grundlegende Elemente aller Leiterplattendesigns. Jedes Pad und Via kann während oder nach der Platzierung als benutzerdefiniertes Objekt konfiguriert werden.

 
Pad und Via in 3D

Um die Wiederverwendung und die Verwaltungsmöglichkeiten für Pads und Vias in PCB-Designs zu verbessern, unterstützt Altium Designer außerdem: die automatisierte Erstellung von Pad- und Via-Templates; Pad- und Via-Template-Bibliotheken; sowie eine Reihe zugehöriger Pad- und Via-Verwaltungs-Panels.

Das Konzept von Pad- und Via-Templates, die in einer Bibliothek gesammelt werden können, ähnelt dem von PCB-Footprint-Bibliotheken, ist jedoch etwas grundlegender. Die Pad-Via-Template-Bibliothek speichert keine tatsächlichen Pads und Vias, sondern vorkonfigurierte Definitionen, die auf eine Instanz eines Pads oder Vias angewendet werden, wenn diese platziert wird. Gespeicherte Pad-Via-Template-Bibliotheken können geladen und verwendet werden, um Instanzen vordefinierter Pads und Vias in jedem PCB-Design oder PCB-Footprint zu platzieren.

Wie erwähnt, können vorhandene Templates in Pad- und Via-Template-Bibliotheken gespeichert und neue Templates erstellt werden. Die Templates in diesen Bibliotheken werden über das PCB Pad Via Templates Panel zur Verwendung bereitgestellt. Lokale Templates werden ebenfalls im Panel aufgeführt, wodurch das Panel zur zentralen Ressource für die Arbeit mit Pad- und Via-Template-Bibliotheken wird.

Das PCB Pad Via Templates Panel

Das PCB Pad Via Templates Panel ist ein spezialisiertes Panel, das sowohl die im aktuellen PCB-Dokument gespeicherten Pad-/Via-Templates (Local) als auch diejenigen auflistet, die aus Pad-Via-Bibliotheken verfügbar sind, die installiert wurden oder im aktuellen Designprojekt enthalten sind (Available libraries).

Klicken Sie unten rechts im Designbereich auf die Schaltfläche und wählen Sie dann PCB Pad Via Templates, um das Panel zu öffnen.

Das Panel bietet die Doppelfunktion, sowohl auf lokale als auch auf bibliotheksbasierte Templates zuzugreifen.

Die beiden im Panel dargestellten Bibliothekskonzepte lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Available Pad/Via Template Libraries – geladene oder installierte Pad-Via-Bibliotheken (dateibasierte Sammlungen von Pad-/Via-Templates). Dieser Bereich des Panels listet die Templates auf, die in der aktuell ausgewählten Pad-Via-Bibliothek enthalten sind.
• Local Pad & Via Library – der Sammelbegriff für Pad-/Via-Templates, die im aktuellen Leiterplattendesign verwendet werden, einschließlich solcher, die aus einer Pad-Via-Bibliothek bezogen oder hinzugefügt wurden. Dieser Bereich des Panels listet Templates auf, die für Pads/Vias im aktuellen Leiterplattendesign gelten.

Die lokale Pad-&-Via-Bibliothek

Die im unteren Bereich Local Pad & Via Library des Panels aufgeführten Einträge stellen die im aktuellen Leiterplattendesign verwendeten und gespeicherten Pad-/Via-Konfigurationen (Templates) dar. Eine Vorschau des ausgewählten Templates wird unten in diesem Bereich angezeigt.

Die hier aufgeführten Templates sind Pad-Via-Templates, die in der PCB-Datei gespeichert sind, und befinden sich nicht in einer separat definierten „Bibliothek“ als solcher. Ein ausgewähltes Template kann im aktuellen Board als neue Pad- oder Via-Instanz wiederverwendet werden, indem es auf das Layout gezogen wird oder indem Place im Rechtsklick-Kontextmenü des Panels ausgewählt wird.

Platzieren einer lokalen Pad-Template-Instanz.

Verfügbare dateibasierte Pad-&-Via-Template-Bibliotheken

Der obere Bereich des Panels, Available Pad/Via template Libraries, wird für die Arbeit mit dateibasierten Pad-Via-Template-Bibliotheken verwendet.

Ein Template kann aus der ausgewählten Bibliothek in das PCB platziert werden, indem es aus dem Panel gezogen wird oder über das Rechtsklick-Kontextmenü. Da das Pad/Via aus einer externen Template-Dateibibliothek platziert wird, stehen seine Eigenschaften im PCB nicht zur Bearbeitung zur Verfügung, wie im unten rechts gezeigten Bild des Properties Panels zu sehen ist. Um die Eigenschaften eines bibliotheksbasierten Pads/Vias zu bearbeiten, muss dessen Template-Verknüpfung aufgehoben werden; mehr dazu im Abschnitt Unlinking a Template from a Library.

 
Die Templates in der aktiven Pad-Via-Bibliothek, in diesem Beispiel Preferred.PvLib. Die Eigenschaften einer platzierten Instanz des ausgewählten Pads sind im zweiten Bild dargestellt. Beachten Sie, dass die physischen Eigenschaften, wie Pad-Form und Lochgröße, nicht bearbeitet werden können.

Das Dropdown oben im Panel wird verwendet, um auszuwählen, welche verfügbare Bibliothek aktiv ist; im folgenden Bild ist es ExampleViaLib.PvLib. Die Schaltfläche  wird verwendet, um den Dialog Available Libraries zu öffnen, in dem Template-Bibliotheksdateien hinzugefügt und entfernt werden können. Verfügbare Bibliotheken werden weiter unten erläutert. Verwenden Sie das Feld Filter, um nur Templates anzuzeigen, deren Name mit dieser Zeichenfolge beginnt.

Verwenden Sie das Feld Filter, um die Template-Liste schnell zu filtern.

Pad-Via-Template-Bibliotheken verfügbar machen

Der Begriff Available Libraries bezeichnet Pad-Via-Template-Bibliotheken, deren Templates zur Verwendung im aktuellen Leiterplattendesign verfügbar sind. Dazu gehören Template-Bibliotheken, die dem aktuellen Projekt hinzugefügt wurden, sowie Template-Bibliotheken, die in Altium Designer installiert wurden. Beide Typen können im Dialog Available Libraries überprüft und verwaltet werden; klicken Sie auf die Schaltfläche  oben im PCB Pad Via Templates Panel, um den Dialog zu öffnen.

Installieren Sie eine externe Pad-Via-Bibliothek oder verwenden Sie die Registerkarte Project, um dem aktuellen Projekt eine vorhandene Bibliothek hinzuzufügen.Die Registerkarte Project des Dialogs listet alle im Projekt enthaltenen PvLib-Dateien auf und bietet außerdem Schaltflächen zum Hinzufügen oder Entfernen von Bibliotheken aus dem Projekt.

Verwenden eines Templates im Design

Die im PCB Pad Via Templates Panel aufgeführten Templates können im aktuellen Leiterplattendesign auf folgende Weise verwendet werden:

• Placed – platzieren Sie ein lokales oder aus einer Template-Bibliothek stammendes Pad/Via direkt aus dem Panel.
• Ausgewählt im Dropdown Template – im Properties Panel, wenn Pads oder Vias ausgewählt sind. Verwenden Sie diesen Ansatz, um ausgewählte Pads oder Vias so zu ändern, dass sie ein anderes Template verwenden.
• Als Rule Constraint – ein Pad-Via-Template kann als Constraint in der Designregel Routing Via Style ausgewählt werden (siehe unten).
• Als Rule Scope – die folgenden Abfrage-Schlüsselwörter können beim Festlegen des Geltungsbereichs einer Designregel verwendet werden (zum Beispiel der Designregel Testpoint Style):
  • IsLinkedToPadViaTemplate(TemplateName : String) : Boolean/Boolean_String (z. B. IsLinkedToPadViaTemplate('r75_140'))
  • PadViaLibraryTemplate : string (z. B. PadViaLibraryTemplate = 'r75_140')
  • PadViaLinkedToTemplate : Boolean_String (z. B. PadViaLinkedToTemplate = 'True')
• Für Via Stitching/Shielding – wählen Sie das erforderliche Via Template im Dialog Add Stitching to Net dialog oder im Dialog Add Shielding to Net dialog aus.

Verwenden Sie Via-Templates in der Designregel Routing Via Style oder beim Hinzufügen von Via-Stitching zu einem Netz.

Das Pad-Via-Template und seine Benennung

Für jedes eindeutige Pad oder Via, das in einem Leiterplattendesign platziert wird, wird automatisch ein Pad-/Via-Template erstellt, benannt und in der Board-Datei gespeichert. Das Template speichert die Basiskonfiguration des Pads/Vias, einschließlich Größe, Form, Padstack-Typ, Paste-/Solder-Mask- und Lochinformationen usw. Die Konfiguration wird automatisch gemäß den IPC-Standards benannt (insbesondere den IPC-7251/7351-Padstack-Benennungskonventionen). Jedes im Design verwendete Pad und Via verweist auf sein Template; dies ist im Properties Panel zu sehen, wie unten dargestellt.

Das IPC-Benennungssystem basiert auf metrischen Einheiten, wobei eine Einheit einem Hundertstel Millimeter entspricht (10^-5 Meter, 10µm). So wird beispielsweise das Template für ein kreisförmiges Pad mit 1,5 mm Durchmesser und einem 0,8-mm-Loch als c150h80 bezeichnet – wobei c kreisförmig (rund) bedeutet und h die Lochgröße kennzeichnet. Ein Pad mit dem Namen r155_125 ist ein rechteckiges Surface-Mount-Pad mit einer Größe von 1,55 mm x 1,25 mm; und ein Pad mit dem Namen s160h100 ist ein quadratisches Through-Hole-Pad mit einer Größe von 1,6 mm und einem 1,0-mm-Loch. Namen von Custom-Shape-Pad-Templates werden mit u vorangestellt. Weitere Buchstaben-/Ganzzahlkombinationen werden für angegebene Paste-/Solder-Mask-Eigenschaften hinzugefügt.

Um dieses Verhalten zu beobachten, prüfen Sie die Eigenschaften eines vorhandenen Pads oder Vias in seinem zugehörigen Properties Panel, indem Sie auf das Objekt doppelklicken oder das Objekt auswählen und dann im Rechtsklick-Kontextmenü Properties wählen.

Der automatisch generierte Name des Pad- oder Via-Templates, wie im Properties Panel angezeigt.

Auffinden eines Pads oder Vias im PCB-Designbereich

Jedes Mal, wenn ein Pad oder Via mit eindeutiger Größe über das Menü Place oder über Active Bar in ein PCB-Design eingefügt wird, wird automatisch eine neue Pad/Via-Vorlage in der Board-Datei erstellt. Diese Vorlagen werden als <Local> Templates bezeichnet. Für das aktuelle PCB kann die Liste aller verwendeten Pad- und Via-Vorlagen im Bereich PCB eingesehen werden, wenn dieser auf den Modus Pad & Via Templates mode eingestellt ist.

Der Bereich PCB im Modus Pad & Via Templates

Der Modus Pad & Via Templates bietet eine erweiterte Steuerung der im aktuellen PCB-Dokument verwendeten Pad- und Via-Vorlagen. Dieser Modus des Bereichs ist in drei Abschnitte unterteilt:

• Library Name
• Templates
• Pads/Vias

Library Name

Diese Liste zeigt die Pad-&-Via-Vorlageninstanzen im Design als Sammlung virtueller und physischer Bibliotheken. Diese filtern die im unteren Abschnitt des Bereichs enthaltenen Vorlagen und sind wie folgt angeordnet:

• All – alle Pad- und Via-Vorlagen anzeigen, einschließlich derjenigen, die aus Pad-&-Via-Bibliotheken verwendet werden.
• Pads – alle Pads anzeigen, sowohl lokale als auch bibliotheksbasierte.
• Vias – alle Vias anzeigen, sowohl lokale als auch bibliotheksbasierte.
• Local – alle auf das Board angewendeten Pad- und Via-Vorlagen anzeigen, jedoch nicht diejenigen, die aus Pad Via Libraries hinzugefügt wurden.
• Pad & Via Libraries – nur Pad- und Via-Vorlagen anzeigen, die aus der ausgewählten Pad Via Library angewendet wurden.

Templates

Dieser Bereich enthält eine Liste aller Pad/Via-Vorlagen, die im aktuellen PCB-Design verwendet werden. Zu den Spalten gehören die Vorlagenquelle Library Name (lokal oder Name der Pad Via Library) und die Anzahl der Pad/Via-Instanzen für jede Vorlage (Count).

Beliebig viele der aufgelisteten Vorlagen können in einer separaten Pad Via Library gespeichert werden. Wählen Sie dazu mehrere Vorlagen mit den üblichen Techniken Shift+Click und Ctrl+Click aus und klicken Sie auf die Schaltfläche Save as Library. Die Bibliothek wird automatisch zum Projekt hinzugefügt und kann über File » Save As im Bereich Projects panel unter dem gewünschten Dateinamen *.PvLib gespeichert werden. Weitere Informationen zum Erstellen einer Pad Via Template Library finden Sie auf der Seite Creating and Editing a Pad Via Template Library.

Der Abschnitt Templates ermöglicht außerdem, eine auf einer Pad Via Library basierende Vorlage mit der Schaltfläche Place im PCB-Design zu platzieren. Wählen Sie dazu die gewünschte Pad Via Library im oberen Abschnitt Library Name des Bereichs aus, um diese Funktion zu aktivieren.

Pads/Vias

Dieser Bereich des Panels wird mit den einzelnen Pad/Via-Instanzen der im obigen Abschnitt Templates ausgewählten Vorlage gefüllt.

Wenn jede Pad/Via-Instanz ausgewählt wird, wird das Objekt im Designbereich grafisch hervorgehoben, entsprechend den standardmäßigen Hervorhebungs-, Zoom- und Auswahloptionen des Panels, die sich oben im Bereich PCB befinden. Ausgewählte Pads oder Vias können dann im Bereich Properties so bearbeitet werden, dass sie eine andere Vorlage verwenden, indem Sie die gewünschte Vorlage in der Dropdown-Liste Template auswählen.

Eine andere angewendete Vorlage.

Trennen einer Vorlage von einer Bibliothek

Es ist nicht möglich, die Eigenschaften von Pads/Vias zu bearbeiten, die eine Vorlage aus einer dateibasierten Vorlagenbibliothek verwenden; wäre dies möglich, würde dies bedeuten, dass die lokale Instanz nicht mehr mit der referenzierten Bibliotheksvorlage übereinstimmt. Um ein Pad oder Via zu bearbeiten, das auf eine Bibliotheksvorlage verweist, muss die Verknüpfung der Vorlage aufgehoben werden.

Klicken Sie auf die Schaltfläche , um die Verknüpfung einer Vorlage aufzuheben. Wenn Sie auf diese Schaltfläche klicken, wird eine Kopie dieser Vorlage in der lokalen Bibliothek erstellt, und die ausgewählten Instanzen des Pads/Vias verweisen auf die lokale Vorlage.

Klicken Sie hier, um die Verknüpfung der Vorlage mit der dateibasierten Bibliothek aufzuheben. Die Vorlage wird in die lokale Bibliothek kopiert und diese Vorlage wird verwendet.

Hinzufügen einer Bibliotheksvorlage zur lokalen Bibliothek

Bei Bedarf kann eine Bibliotheksvorlage zur lokalen Bibliothek hinzugefügt werden. Dies kann durch Rechtsklick auf den Vorlagennamen und Auswahl von Add to Internal Library im Kontextmenü erfolgen oder indem die Vorlage aus dem Bereich Pad/Via Library des Panels gezogen und in einem leeren Bereich des Abschnitts Local Pad & Via Library abgelegt wird.

Fügen Sie eine Pad/Via-Vorlage zur lokalen Bibliothek hinzu, entweder über das Rechtsklick-Menü oder per Drag-and-drop.

Nicht verwendete Pad/Via-Bibliotheksvorlagen können durch Klicken auf die Schaltfläche Removed Unused Pad/Via aus der lokalen Bibliothek entfernt werden.

Dies entspricht dem Platzieren eines Pads/Vias, das aus einer Pad Via Library-Vorlage stammt, und anschließendem Löschen vom Board, wodurch diese Vorlage als lokal verfügbar registriert wird. Um eine lokale Vorlage zu replace, anstatt eine zur lokalen Liste hinzuzufügen, siehe unten Replace a Local Template.

Aus Pad Via Library aktualisieren

Wenn eine Vorlage für ein Pad/Via in der Bibliothek aktualisiert wurde und diese Vorlage bereits in einem Board-Design verwendet wurde, klicken Sie im Bereich PCB Pad Via Templates auf die Schaltfläche Update, um die Pad/Via-Vorlage im Design zu aktualisieren. Die Aktualisierung wird automatisch in allen Instanzen von Pads/Vias übernommen, die diese Vorlage im Board verwenden.

Ein Pad/Via, das eine Vorlage verwendet, die in der Bibliothek aktualisiert wurde, kann im PCB-Design mit der Schaltfläche Update im Bereich PCB Pad Via Templates aktualisiert werden.

Wenn eine Aktualisierung ausgelöst wird, öffnet sich der Dialog Update Pads/Vias on Board, in dem die Details der erkannten Änderungen aufgelistet sind, die angewendet werden.

Pad/Via-Vorlagen, bei denen Unterschiede zur Quellbibliotheksversion erkannt wurden, können aus der Bibliothek in das PCB-Design aktualisiert werden.

Der Dialog bietet drei Aktualisierungsoptionen zur Steuerung des Aktualisierungsvorgangs:

• Update locked objects – dadurch wird die Vorlage eines Pad/Via-Objekts unabhängig von seinem Locked-Status aktualisiert.
• Update free objects – nur Pad/Via-Vorlagen aktualisieren, die für freie Pads und Vias gelten.
• Update component objects – nur Pad/Via-Vorlagen aktualisieren, die für in Komponenten verwendete Pads und Vias gelten.

Dieses Synchronisationsverhalten wird durch die Eigenschaft Library von Pads und Vias festgelegt, wie im Bereich Properties zu sehen ist, wenn die Eigenschaften eines ausgewählten Pads bzw. Vias angezeigt werden. Ein Hinweis darauf, dass Unterschiede zwischen der lokalen Version der Vorlage und der Quellvorlage bestehen, wird in der Spalte Changed des Bereichs Pads/Vias im Modus Pad & Via Templates mode of the PCB panel angezeigt.

Der untere Bereich des Dialogs listet die zu aktualisierenden Pads/Vias auf. Zu jedem werden Informationen einschließlich Type, Description, Library, Template und Action aufgeführt. Zusätzlich können Sie auswählen, jedes Pad/Via als Locked und/oder In Component zu markieren. Wenn diese Optionen aktiviert sind, unterliegt das Objekt den Steuerelementen im oberen Bereich des Dialogs.

Eine lokale Vorlage ersetzen

Eine bibliotheksbasierte Pad/Via-Vorlage kann auch eine lokale Vorlage replace, wodurch die Pads oder Vias auf dem Board aktualisiert werden, die diese lokale Vorlage verwenden.

Ziehen Sie dazu die gewünschte Bibliotheksvorlage aus dem Bereich Pad/Via Library des Panels in den Bereich Local Pad & Via Library des Panels, aber legen Sie die Bibliotheksvorlage in diesem Fall on top of dem vorhandenen lokalen Vorlageneintrag ab. Alle Instanzen freier oder komponentenbasierter Pads/Vias, die diese Vorlage verwenden, werden auf den Stil der neuen Bibliotheksvorlage aktualisiert.

In der folgenden Animation ist zu beachten, dass sich die Pads der Komponenten C1 und C2 physisch in den Typ ändern, der durch die „abgelegte“ Bibliotheksvorlage bestimmt wird – von r110_100 zu s120.

Ziehen Sie eine Bibliotheksvorlage auf einen lokalen Vorlageneintrag, um ihn für alle Instanzen im Design zu ersetzen.

Nicht verwendetes Pad/Via entfernen

Da die in der lokalen Bibliothek aufgeführten Vorlagennamen von Pads und Vias im aktuellen PCB-Layout abgeleitet werden, wird die entsprechende Vorlage aus der lokalen Liste entfernt, wenn alle Instanzen einer bestimmten lokalen Pad-/Via-Konfiguration von der Platine gelöscht wurden.

Wenn jedoch ein platziertes Pad oder Via aus einer Pad-Via-Bibliothek stammt, bleibt seine Vorlage in der lokalen Liste erhalten, auch wenn alle Instanzen dieses Pads/Vias von der Platine entfernt wurden. Instanzen von Pad-Via-Bibliotheksvorlagen, die nicht mehr benötigt werden, können mit der Schaltfläche Remove Unused Pad/Via aus dem lokalen „Datenbank“-Eintrag entfernt werden. Daraufhin wird das Dialogfeld Update Templates from Library geöffnet, in dem Sie auswählen können, welche Pad- und Via-Vorlagen aus der lokalen Pad-&-Via-Bibliothek entfernt werden. Verwenden Sie die Schaltfläche Templates  oder das Kontextmenü, um alle Vorlagen in der Liste aus- bzw. abzuwählen oder die Auswahl umzukehren.

Das Dialogfeld Update Templates from Library