Arbeiten mit Pad- und Via-Vorlagen

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 Wiederverwendbarkeit und 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 Verwaltungs-Panels für Pads und Vias.

Das Konzept von Pad- und Via-Templates, die in einer Bibliothek gesammelt werden können, ähnelt dem von PCB-Footprint-Bibliotheken, ist jedoch etwas einfacher aufgebaut. Die Pad Via Template Library 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 Libraries 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 TemplatesPanel zur Verwendung bereitgestellt. Lokale Templates werden ebenfalls im Panel aufgelistet, 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 TemplatesPanel ist ein spezielles Panel, das sowohl die im aktuellen PCB-Dokument gespeicherten Pad/Via-Templates (Local) als auch die aus Pad Via Libraries verfügbaren Templates auflistet, die installiert wurden oder im aktuellen Designprojekt enthalten sind (Available libraries).

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

Das Panel erfüllt 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 Libraries (dateibasierte Sammlungen von Pad/Via-Templates). Dieser Bereich des Panels listet die Templates auf, die in der aktuell ausgewählten Pad Via Library enthalten sind.
• Local Pad & Via Library – der Sammelbegriff für Pad/Via-Templates, die im aktuellen Board-Design verwendet werden, einschließlich solcher, die aus einer Pad Via Library bezogen oder hinzugefügt wurden. Dieser Bereich des Panels listet Templates auf, die auf Pads/Vias im aktuellen Board-Design angewendet werden.

Die lokale Pad & Via Library

Die im unteren Bereich Local Pad & Via Library des Panels aufgeführten Einträge repräsentieren die im aktuellen Board-Design verwendeten und gespeicherten Pad/Via-Konfigurationen (Templates). Eine Vorschau des ausgewählten Templates wird am unteren Rand dieses Bereichs angezeigt.

Die hier aufgeführten Templates sind im PCB-Datei gespeicherte Pad Via Templates und befinden sich nicht in einer separat definierten „Bibliothek“ im eigentlichen Sinne. 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 gewählt wird.

Platzieren einer lokalen Pad-Template-Instanz.

Verfügbare Pad-&-Via-Template-Dateibibliotheken

Der obere Bereich des Panels, Available Pad/Via template Libraries, wird verwendet, um mit Pad Via Template-Dateibibliotheken zu arbeiten.

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 PropertiesPanels zu sehen ist. Um die Eigenschaften eines bibliotheksbasierten Pads/Vias zu bearbeiten, muss die Verknüpfung seines Templates aufgehoben werden; mehr dazu im Abschnitt Aufheben der Verknüpfung eines Templates von einer Bibliothek.

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

Die Dropdown-Liste oben im Panel wird verwendet, um auszuwählen, welche verfügbare Bibliothek aktiv ist; im folgenden Bild ist es die 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 Libraries verfügbar machen

Der Begriff Available Libraries bezeichnet Pad Via Template Libraries, deren Templates zur Verwendung im aktuellen Board-Design 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 TemplatesPanel, um den Dialog zu öffnen.

Installieren Sie eine externe Pad Via Library, 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.
• Die Registerkarte Installed listet alle Pad Via Template Libraries auf, die in dieser Installation von Altium Designer aktuell verfügbar sind und daher für alle PCB-Designprojekte zur Verfügung stehen. Beachten Sie, dass Sie bei einer installierten Bibliothek über die zugehörige Option Activated steuern können, ob sie zur Verwendung verfügbar ist oder nicht, indem Sie diese aktivieren/deaktivieren. Dadurch müssen Bibliotheken nicht ständig entfernt und erneut hinzugefügt werden.

Verwenden eines Templates im Design

Die im PCB Pad Via TemplatesPanel aufgeführten Templates können im aktuellen Board-Design auf folgende Weise verwendet werden:

• Platzieren – ein lokales oder aus einer Template-Bibliothek stammendes Pad Via direkt aus dem Panel platzieren.
• Im Dropdown Template ausgewählt – im PropertiesPanel, wenn Pads oder Vias ausgewählt sind. Verwenden Sie diesen Ansatz, um ausgewählte Pads oder Vias auf ein anderes Template umzustellen.
• 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 Definieren 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.

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 ein Board-Design 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 Padstack-Benennungskonventionen IPC-7251/7351). Jedes im Design verwendete Pad und Via referenziert sein Template; dies ist im PropertiesPanel zu sehen, wie unten dargestellt.

Das IPC-Benennungssystem ist metrisch basiert, 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) angibt und h die Lochgröße voranstellt. Ein Pad mit dem Namen r155_125 ist ein rechteckiges SMD-Pad mit den Abmessungen 1,55 mm x 1,25 mm; und ein Pad mit dem Namen s160h100 ist ein quadratisches Through-Hole-Pad mit 1,6 mm Größe und einem 1,0-mm-Loch. Namen von custom shape pad-Templates werden mit u vorangestellt. Weitere Buchstaben-/Zahlenkombinationen werden für festgelegte Paste-/Solder-Mask-Eigenschaften hinzugefügt.

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

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

Auffinden eines Pads oder Vias im PCB-Designbereich

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

Das PCBPanel im Pad & Via Templates mode

Der Modus Pad & Via Templates bietet erweiterte Kontrolle über die im aktuellen PCB-Dokument verwendeten Pad- und Via-Templates. Dieser Modus des Panels ist in drei Abschnitte unterteilt:

• Library Name
• Templates
• Pads/Vias

Library Name

Diese Liste zeigt die Pad-&-Via-Template-Instanzen im Design als Sammlung virtueller und physischer Bibliotheken. Diese filtern die im unteren Listenbereich des Panels enthaltenen Templates und sind wie folgt angeordnet:

• All – alle Pad- und Via-Templates anzeigen, einschließlich derjenigen, die aus Pad-&-Via-Libraries 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-Templates anzeigen, jedoch nicht diejenigen, die aus Pad Via Libraries hinzugefügt wurden.
• Pad & Via Libraries – nur Pad- und Via-Templates anzeigen, die aus der ausgewählten Pad Via Library angewendet wurden.

Templates

Dieser Bereich enthält eine Liste aller Pad/Via-Templates, die im aktuellen PCB-Design verwendet werden. Zu seinen Spalten gehören die Template-Quelle Library Name (lokal oder Name der Pad Via Library) und die Anzahl der Pad/Via-Instanzen für jedes Template (Count).

Beliebig viele der aufgeführten Templates können in einer separaten Pad Via Library gespeichert werden. Wählen Sie dazu mehrere Templates mit den üblichen Techniken Shift+Click und Ctrl+Click aus und klicken Sie auf die Schaltfläche Save as Library. Die Bibliothek wird automatisch dem Projekt hinzugefügt und kann im Projects panel über File » Save As 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, ein auf einer Pad Via Library basierendes Template über die Schaltfläche Place im PCB-Design zu platzieren. Wählen Sie dazu im oberen Abschnitt Library Name des Panels die gewünschte Pad Via Library aus, um diese Funktion zu aktivieren.

Pads/Vias

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

Wenn jede Pad/Via-Instanz ausgewählt wird, wird das Objekt im Designbereich grafisch hervorgehoben, wie durch die standardmäßigen Hervorhebungs-, Zoom- und Auswahloptionen des Panels definiert, die sich oben im PCBPanel befinden. Ausgewählte Pads oder Vias können dann im PropertiesPanel so bearbeitet werden, dass sie ein anderes Template verwenden, indem im Dropdown Template das gewünschte Template gewählt wird.

Jede in diesem Bereich aufgeführte Instanz ist mit einem Indikatorfeld Changed versehen, das aktiviert wird, wenn sich ein verknüpftes Bibliotheksquell-Template von dem im lokalen Pad oder Via verwendeten unterscheidet, d. h. wenn die Quell-Pad-Via-Library aktualisiert wurde. Der Indikator Changed wird ebenfalls aktiviert, wenn beim lokalen Pad/Via der Padstack-Typ geändert wurde, beispielsweise wenn eine Pad-Instanz lokal von Multilayer auf Single layer geändert wird.

In allen Fällen kann die lokale Version des Pads oder Vias über die Schaltfläche PCB Pad Via Templates panel Update auf das aktuelle Template in der Quell-Pad-Via-Library aktualisiert (oder zurückgesetzt) werden.

Bearbeitungs- und Verwaltungsaufgaben für Pad Via Templates

In diesem Abschnitt werden die verschiedenen Szenarien erläutert, in denen Sie Pad- oder Via-Templates bearbeiten müssen.

Ein anderes Template auf vorhandene Pads/Vias anwenden

Es wird Situationen geben, in denen Sie auf vorhandene Pads oder Vias ein anderes Template anwenden möchten (vielleicht reduzieren Sie die Anzahl unterschiedlicher Vias, die in einem Design verwendet werden). Verwenden Sie in diesem Fall den Modus Pad & Via Templates des PCBPanels, um die Pads/Vias zu finden und auszuwählen, die Sie ändern möchten. Ausgewählte Pads oder Vias können dann im PropertiesPanel so bearbeitet werden, dass sie ein anderes Template verwenden, indem im Dropdown Template das gewünschte Template ausgewählt wird.

Ein anderes Template wird angewendet.

Aufheben der Verknüpfung eines Templates von einer Bibliothek

Es ist nicht möglich, die Eigenschaften von Pads/Vias zu bearbeiten, die ein Template aus einer dateibasierten Template-Bibliothek verwenden; wäre dies möglich, würde die lokale Instanz nicht mehr mit dem referenzierten Bibliotheks-Template übereinstimmen. Um ein Pad oder Via zu bearbeiten, das auf ein Bibliotheks-Template verweist, muss die Verknüpfung des Templates aufgehoben werden.

Klicken Sie auf die Schaltfläche , um die Verknüpfung eines Templates aufzuheben. Wenn Sie auf diese Schaltfläche klicken, wird eine Kopie dieses Templates in der lokalen Bibliothek erstellt, und die ausgewählten Instanzen des Pads/Vias werden auf das lokale Template umgestellt. Beachten Sie, dass eine ausgegraute Schaltfläche anzeigt, dass das Template bereits lokal ist.

Klicken Sie hier, um die Verknüpfung des Templates mit der dateibasierten Bibliothek aufzuheben. Das Template wird in die lokale Bibliothek kopiert, und dieses Template wird verwendet.

Hinzufügen eines Bibliotheks-Templates zur lokalen Bibliothek

Bei Bedarf kann ein Bibliotheks-Template zur lokalen Bibliothek hinzugefügt werden. Dies kann durch Rechtsklick auf den Template-Namen und Auswahl von Add to Internal Library im Kontextmenü erfolgen oder indem das Template aus dem Bereich Pad/Via Library des Panels gezogen und in einen leeren Bereich des Bereichs Local Pad & Via Library abgelegt wird.

Fügen Sie ein Pad/Via-Template zur lokalen Bibliothek hinzu – entweder über das Rechtsklick-Menü oder per Drag-and-drop.

Nicht verwendete Pad/Via-Bibliotheks-Templates können aus der lokalen Bibliothek entfernt werden, indem Sie auf die Schaltfläche Removed Unused Pad/Via klicken.

Dies entspricht dem Platzieren eines aus einem Pad Via Library Template stammenden Pads/Vias und anschließendem Löschen vom Board, wodurch dieses Template als lokal verfügbar registriert wird. Um ein lokales Template zu replace, statt eines zur lokalen Liste hinzuzufügen, siehe unten Replace a Local Template.

Aus Pad Via Library aktualisieren

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

Ein Pad/Via, das ein in der Bibliothek aktualisiertes Template verwendet, kann im PCB-Design mithilfe der Schaltfläche Update im PCB Pad Via TemplatesPanel 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-Templates, bei denen Unterschiede zur Version in der Quellbibliothek erkannt wurden, können aus der Bibliothek in das PCB-Design aktualisiert werden.

Der Dialog bietet drei Aktualisierungsoptionen zur Steuerung des Update-Prozesses:

• Update locked objects – dadurch wird die Aktualisierung des Templates eines Pad/Via-Objekts erzwungen, unabhängig von seinem Locked-Status.
• Update free objects – nur Pad/Via-Templates aktualisieren, die auf freie Pads und Vias angewendet werden.
• Update component objects – nur Pad/Via-Templates aktualisieren, die auf die in Komponenten verwendeten Pads und Vias angewendet werden.

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

Der untere Bereich des Dialogs listet Pads/Vias auf, die aktualisiert werden sollen. Zu jedem werden Informationen aufgeführt, darunter Type, Description, Library, Template und Action. 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.

Ersetzen eines lokalen Templates

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

Um dies zu tun, ziehen Sie die gewünschte Bibliotheksvorlage aus dem Bereich Pad/Via Library des Panels in den Bereich Local Pad & Via Library des Panels. Lassen Sie in diesem Fall die Bibliotheksvorlage jedoch on top of dem bestehenden Eintrag der lokalen Vorlage fallen. Alle Instanzen freier oder komponentengebundener Pads/Vias, die diese Vorlage verwenden, werden auf den Stil der neuen Bibliotheksvorlage aktualisiert.

Beachten Sie in der Animation unten, dass sich die Komponenten-Pads C1 und C2 physisch in den durch die „abgelegte“ Bibliotheksvorlage bestimmten Typ ändern – von r110_100 zu s120.

Legen Sie eine Bibliotheksvorlage auf einem Eintrag einer lokalen Vorlage ab, um sie für alle Instanzen im Design zu ersetzen.

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

Der Update Templates from Library Dialog