Creación de una huella de PCB

El área que el componente ocupa en la placa fabricada está definida por la huella del componente. Una huella típica incluye pads y una superposición del componente, y también puede incluir cualquier otro detalle mecánico necesario. En el ejemplo de huella que aparece a continuación, la mayor parte del contorno del componente está definida en una capa mecánica (las líneas verdes) en lugar de la superposición (amarilla), porque este componente se montará de modo que sobresalga sobre un recorte de la placa.

La huella define el espacio que ocupa el componente y proporciona los puntos de conexión desde los pines/pads del componente hasta el ruteado de la placa. 
La huella define el espacio que ocupa el componente y proporciona los puntos de conexión desde los pines/pads del componente hasta el ruteado de la placa.

El componente que se monta sobre esa huella puede modelarse utilizando objetos 3D Body. El objeto 3D Body se utiliza como un contenedor en el que se puede importar un modelo genérico en formato MCAD, como se muestra en la imagen a continuación.

Se puede importar un modelo MCAD adecuado en un objeto 3D Body.
Se puede importar un modelo MCAD adecuado en un objeto 3D Body.

Incluso con un amplio conjunto de recursos que proporcionan componentes PCB listos para usar (como el panel Manufacturer Part Search panel), es probable que en algún momento de tu carrera necesites crear un componente PCB personalizado. Las huellas de componentes PCB se crean en el editor PCB Footprint utilizando el mismo conjunto de objetos primitivos disponible en el editor PCB. Además de huellas, los logotipos de la empresa, las definiciones de fabricación y otros objetos necesarios durante el diseño de la placa también pueden guardarse como componentes PCB.

Creación de una nueva huella PCB

Las huellas pueden crearse directamente en tu Workspace conectado. Para hacerlo:

  1. Selecciona File » New » Library en los menús principales; luego, en el cuadro de diálogo New Library que se abre, selecciona Create Library Content » Footprint en la región Workspace del cuadro de diálogo.

    Crea una nueva Workspace Footprint usando el cuadro de diálogo New Library
    Crea una nueva Workspace Footprint usando el cuadro de diálogo New Library

  2. En el cuadro de diálogo Create New Item que se abre, introduce la información requerida, asegúrate de que la opción Open for editing after creation esté habilitada y haz clic en OK. Se creará la Workspace Footprint y se abrirá el editor temporal de PCB Footprint, presentando un documento .PcbLib como documento activo. Este documento se nombrará de acuerdo con Item-Revision, en el formato: <Item><Revision>.PcbLib (por ejemplo, PCC-001-0001-1.PcbLib). Usa el documento para definir la huella tal como se describe a continuación.

    Ejemplo de edición de la revisión inicial de una Workspace Footprint: el editor temporal de huellas PCB proporciona el documento con el que definir tu huella.
    Ejemplo de edición de la revisión inicial de una Workspace Footprint: el editor temporal de huellas PCB proporciona el documento con el que definir tu huella.

  3. Cuando la huella esté definida según sea necesario, guárdala en el Workspace usando el control Save to Server a la derecha de la entrada de la huella dentro del panel Projects . Aparecerá el cuadro de diálogo Edit Revision, en el que podrás cambiar el Name, Description y añadir notas de lanzamiento según sea necesario. El documento y el editor se cerrarán después de guardar.

Una Workspace Footprint guardada puede utilizarse al definir un componente con el Component Editor en su Single Component Editing mode o Batch Component Editing mode.

Las Workspace Footprints pueden explorarse mediante el panel Components. Habilita la visibilidad de los modelos haciendo clic en el botón  en la parte superior del panel y seleccionando Models; luego selecciona la categoría Footprints .

Para editar una Workspace Footprint, haz clic con el botón derecho sobre su entrada en el panel Components y selecciona el comando Edit. Una vez más, se abrirá el editor temporal, con la huella abierta para edición. Realiza los cambios necesarios y, a continuación, guarda el documento en la siguiente revisión de la Workspace Footprint.

Al guardar una huella editada en tu Workspace, puedes conservar el estado actual del ciclo de vida de la huella. El control se proporciona mediante la opción Preserve lifecycle state (not recommended) disponible en el cuadro de diálogo Create Revision al volver a guardar (). Cuando la opción está habilitada, la nueva revisión de la huella se establecerá automáticamente con el estado del ciclo de vida de la revisión anterior. Esta capacidad está disponible para quienes tengan asignado el permiso operativo Allow to skip lifecycle state change for new revisions (obtén más información sobre Setting Global Operation Permissions for a Workspace).

También puedes actualizar la Workspace Footprint que está siendo utilizada por un Workspace Component directamente sobre la marcha, como parte de la edición de ese Workspace Component en el Component Editor en su Single Component Editing mode o Batch Component Editing mode.
  • Desde la perspectiva de un diseñador, un Workspace Component reúne toda la información necesaria para representar ese componente en todos los dominios de diseño, dentro de una sola entidad. Por lo tanto, podría considerarse un contenedor en este sentido: un “recipiente” en el que se almacenan todos los modelos de dominio y la información paramétrica. En cuanto a su representación en los distintos dominios, un Workspace Component no contiene los propios modelos de dominio de Workspace, sino enlaces a esos modelos. Estos enlaces se especifican al definir el componente.
  • Las huellas PCB también pueden crearse en el Workspace como parte de la importación de bibliotecas de componentes existentes de generaciones anteriores (SchLib, PcbLib, IntLib, DbLib, SVNDbLib) . La interfaz para este proceso – el/la Library Importer – presenta un flujo intuitivo que toma las bibliotecas seleccionadas inicialmente y las importa a tu Workspace. Obtén más información sobre el/la Library Importer.
  • También se puede crear una nueva Workspace Footprint al definir un Workspace Component en el Component Editor in its Single Component Editing mode.
  • Una huella también puede crearse como parte de una file-based PCB footprint library.

Definición de una huella PCB

Las huellas siempre se construyen en la cara superior, independientemente del lado final de la placa en el que se coloquen, utilizando el mismo conjunto de herramientas y objetos de diseño disponibles en el editor PCB. Los atributos específicos de capa, como los pads de montaje superficial y las definiciones de máscara de soldadura, se transfieren automáticamente a las capas apropiadas de la cara inferior cuando inviertes la huella al otro lado de la placa durante la colocación del componente.

Los objetos de diseño pueden colocarse en cualquier capa; sin embargo, el contorno normalmente se crea en la capa Top Overlay (serigrafía) y los pads en la multicapa (para pines de componentes de orificio pasante) o en la capa de señal superior (para pines de componentes de montaje superficial). Cuando colocas la huella en una PCB, todos los objetos que la componen se asignarán a sus capas definidas.

Vistas 2D y 3D de una huella para un componente joystick. La imagen 3D muestra el modelo STEP importado del componente. Ten en cuenta que los pads y la superposición del componente pueden verse debajo del modelo STEP.
Vistas 2D y 3D de una huella para un componente joystick. La imagen 3D muestra el modelo STEP importado del componente. Ten en cuenta que los pads y la superposición del componente pueden verse debajo del modelo STEP.

Las huellas mostradas en esta página son solo para ilustrar los procedimientos requeridos; no son dimensionalmente precisas. Comprueba siempre las especificaciones de una huella nueva con respecto a la hoja de datos del fabricante.

La secuencia típica para crear manualmente una huella de componente es:

  1. Preparar el espacio de diseño: definir opciones de ajuste, configurar rejillas y guías - más información.

  2. Las huellas deben construirse alrededor del punto de referencia del espacio de diseño en el centro del editor de huellas PCB. Este punto de referencia es en realidad el origen relativo del espacio de diseño y es el punto mediante el cual la huella del componente es tomada por el cursor en las operaciones Place y Move (según la configuración actual de Object Snap Options en la página PCB Editor – General del cuadro de diálogo Preferences). Usa las teclas de acceso directo J, R para saltar directamente al punto de referencia. Si olvidaste moverte al punto de referencia antes de empezar a construir tu huella, puedes llevar el pad de referencia a tu huella usando los comandos del submenú Edit » Set Reference:
    • Pin 1 - establece el punto de referencia del componente como el pin 1 de la huella del componente.

    • Center - establece el punto de referencia del componente como el centro de la huella del componente.

    • Location - establece el punto de referencia del componente en una ubicación definida por el usuario.

    El punto elegido se establecerá en 0,0 : se convierte en el nuevo origen relativo y todos los primitivos tendrán sus ubicaciones actualizadas con respecto a este punto.

  3. Coloca los pads (Place » Pad) de acuerdo con los requisitos del componente. Después de ejecutar el comando Place Pad pero antes de colocar el primer pad, presiona la tecla Tab para abrir el panel Properties y definir todas las propiedades del pad, incluyendo el Designator, Size and Shape, Layer y Hole Size del pad (para un pad de orificio pasante). El Designator se incrementa automáticamente en las colocaciones de pads posteriores. Para un pad de montaje superficial, establece el Layer en Top Layer. Para un pad de orificio pasante, establece el Layer en Multi-Layer.

    Algunas huellas requieren pads con una forma irregular. Esto puede hacerse usando objetos pad de forma personalizada. Para obtener más información, consulta la página Customizing a Pad Stack .
    • Uno de los procedimientos más importantes al crear una nueva huella de componente es colocar los pads que se utilizarán para soldar el componente a la PCB. Estos deben colocarse exactamente en las posiciones correctas para corresponder con los pines del dispositivo físico.
    • También debe tenerse cierto cuidado al asignar designadores a los pads, ya que esta es la propiedad que Altium Designer utiliza al mapear desde los números de pin del símbolo esquemático.
  4. Para garantizar una colocación precisa de los pads, considera configurar una rejilla específicamente para esta tarea. Usa las teclas de acceso directo Ctrl+G para abrir el cuadro de diálogo Cartesian Grid Editor dialog y la tecla Q para alternar la rejilla de imperial a métrica.

  5. Para colocar con precisión un pad mientras lo mueves con el ratón, usa las teclas de flecha del teclado para mover el cursor en incrementos de la rejilla actual. Además, mantener pulsado Shift moverá en pasos de 10 veces la rejilla. La ubicación actual X, Y se muestra en la barra de estado y también en la visualización Heads Up. La visualización Heads Up contiene tanto la ubicación como el delta desde la última posición de clic hasta la posición actual del cursor. Usa el atajo Shift+H para activar y desactivar la visualización Heads Up. Alternativamente, haz doble clic para editar un pad colocado e introduce las ubicaciones X e Y requeridas en el panel Properties .

  6. Para comprobar una distancia entre dos puntos en el espacio de diseño, usa el/la Reports » Measure Distance (atajo Ctrl+M). Sigue las indicaciones en la barra de estado.

  7. Los atributos específicos del pad, como la máscara de soldadura y la máscara de pasta, se calculan automáticamente en función de las dimensiones del pad y las reglas de diseño de máscara aplicables. Aunque la configuración de máscara puede definirse manualmente para cada pad, hacerlo dificulta modificar posteriormente estos ajustes durante el proceso de diseño de la placa. Normalmente esto se hace solo cuando no es posible dirigirse a los pads mediante reglas de diseño. Ten en cuenta que las reglas se definen en el editor PCB durante el diseño de la placa.

  8. Usa tracks, arcos y otros objetos primitivos para definir el contorno del componente que aparece en la serigrafía de la PCB en la capa Top Overlay. Si el componente se invierte hacia la parte inferior de la placa durante la colocación, la superposición se transfiere automáticamente a la capa Bottom Overlay.

  9. Coloca tracks y otros objetos primitivos en una capa mecánica para definir detalles mecánicos adicionales, como un courtyard de colocación. Las capas mecánicas son capas de propósito general. Debes asignar la función de estas capas y usarlas de manera coherente en todas tus huellas.

  10. Coloca objetos 3D Body objects para definir la forma tridimensional del componente físico que se montará en la PCB.

    Un objeto 3D Body añadido a una huella puede hacer referencia a un modelo 3D cargado en el Workspace conectado.
  11. Las cadenas Designator y Comment se añaden automáticamente a la capa Overlay de la huella durante la colocación en el espacio de diseño de la PCB. Se pueden incluir cadenas adicionales Designator y Comment colocando las cadenas especiales .Designator y .Comment en una capa mecánica.

    Al colocar cadenas Designator y Comment, debe definirse un Layer Pair en el editor PCB. Esto garantiza que las cadenas queden vinculadas al lado de la placa en el que está montado el componente y que deban invertirse al otro lado de la placa cuando el componente se invierta. Para obtener más información, consulta la sección Handling Special Layer-specific Requirements más abajo.
  12. Define las propiedades de la huella (por ejemplo, su nombre y descripción) en la pestaña Footprint del panel Properties en su modo Library Options (activo cuando no hay ningún objeto seleccionado en el espacio de diseño; se puede acceder usando el comando Tools » Footprint Properties desde los menús principales). Consulta la sección a continuación para obtener más información sobre las opciones y controles disponibles en la pestaña Footprint del panel.

  • Para una definición estandarizada de pad/vía en todas las huellas, puede utilizarse la biblioteca Pad/Via (*.PvLib) para la colocación de Pad/Via – más información.
  • El editor PCB Footprint también proporciona algunos asistentes para agilizar el proceso de creación de huellas:
    • El/la IPC Compliant Footprint Wizard – genera una huella PCB que cumple verdaderamente con la revisión B de la norma IPC 7351 – Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard – más información.
    • El/la IPC Compliant Footprints Batch Generator  cuando trabajes con una file-based PCB footprint library, usa el/la IPC Compliant Footprints Batch Generator para generar rápidamente múltiples huellas, en múltiples niveles de densidad – más información.
    • El/la Footprint Wizard – te permite seleccionar entre varios tipos de encapsulado e introducir la información adecuada, y luego construirá la huella del componente por ti – más información.

Preparación del espacio de diseño

La opción predeterminada es mostrar las rejillas usando puntos. Si lo prefieres, las rejillas pueden mostrarse con líneas. Esto se configura en el cuadro de diálogo Grid Editor, al que se accede haciendo clic en el botón Properties del panel Properties, como se muestra en la imagen a continuación. Alternativamente, presiona el atajo Ctrl+G para abrir el cuadro de diálogo.

En la imagen, la rejilla fina se muestra como puntos y la rejilla gruesa se muestra como líneas.
En la imagen, la rejilla fina se muestra como puntos y la rejilla gruesa se muestra como líneas.

Panel Properties

Al editar una huella en el editor de huellas PCB, y cuando no hay ningún objeto de diseño seleccionado actualmente en el espacio de diseño, el panel Properties presenta el/la Library Options.

Las siguientes secciones desplegables contienen información sobre las opciones y controles disponibles en la pestaña General del panel:

Las siguientes secciones desplegables contienen información sobre las opciones y controles disponibles en la pestaña Footprint del panel:

La capacidad de definir propiedades de huella mediante la pestaña Footprint del panel Properties está disponible cuando la opción PCB.FootprintParameters está habilitada en el cuadro de diálogo Advanced Settings dialog. Cuando esta opción está deshabilitada, las propiedades de la huella se definen mediante el cuadro de diálogo PCB Library Footprint (), al que se accede seleccionando el comando Tools » Footprint Properties en los menús principales, o seleccionando una entrada de huella en la región Footprints del panel PCB Library y haciendo clic en el botón Edit, o haciendo doble clic en una entrada de huella en la región Footprints del panel PCB Library.

Cuando se selecciona un objeto de diseño, el panel presentará opciones específicas para ese tipo de objeto. La siguiente tabla enumera los tipos de objeto disponibles para colocación dentro del espacio de diseño de huella PCB; haga clic en un enlace para acceder a la página de propiedades de ese objeto.

3D Body Arc
Arc Keepout Fill
Fill Keepout Pad
Region Region Keepout
Text (String, Text Frame) Track
Track Keepout Via

Solder and Paste Mask Expansions

Para comprobar que las máscaras de soldadura y/o de pasta se han definido correctamente en el editor de huellas PCB, abra el panel View Configuration panel y habilite la opción de mostrar () para cada capa de máscara.

El anillo que aparece alrededor del borde de cada pad en el color de la capa Top Solder Mask representa el borde de la forma de la máscara de soldadura que sobresale por la cantidad de expansión desde debajo del pad multicapa, porque multi-layer está en la parte superior del orden de dibujo de capas; se dibuja encima. El Layer Drawing Order se establece en la página PCB Editor - Display page del cuadro de diálogo Preferences).

La imagen siguiente muestra una huella PCB con un borde púrpura (color de la capa Top Solder Mask) que aparece alrededor del borde de cada pad.

Para recorrer rápidamente las capas, use el modo de capa única (Shift+S) en combinación con Ctrl+Shift+Wheel roll.

De forma predeterminada, la forma que se crea en las capas de máscara es la forma del pad, expandida o contraída por la cantidad especificada por las reglas de diseño Solder Mask Expansion y Paste Mask Expansion configuradas en la PCB en la que se coloca la huella. En algunos casos, es posible que necesite anular las reglas de diseño de expansión y especificar una expansión de máscara como atributo del pad, seleccionar entre un conjunto estándar de formas de máscara predefinidas o crear su propia forma personalizada. En estas situaciones, puede configurar las máscaras de pasta/soldadura para un pad seleccionado en su panel Properties - más información. Como alternativa, puede colocar primitivas adecuadas (Regions, Tracks, etc.) en la capa de máscara requerida.

En una biblioteca PCB, todos los objetos con expansión de máscara de soldadura controlada por reglas tendrán el valor de expansión igual a 0 mil. Esta función está disponible cuando la opción PCB.SolderMaskZeroExpansion está habilitada en el cuadro de diálogo Advanced Settings dialog. Cuando esta opción está deshabilitada, el valor de expansión de máscara de soldadura para dichos objetos en una biblioteca PCB es de 4 mils.

Parameter Support

Los parámetros aplicados a objetos en Altium Designer proporcionan un medio potente y flexible para añadir información adicional a un diseño PCB. Aplicados como propiedades del objeto principal, los parámetros pueden aplicarse en distintos niveles, incluidos proyectos, documentos, plantillas y objetos individuales dentro de un documento de diseño.

Vea Parameter object para obtener más información.

Los parámetros que pasan a estar disponibles en el espacio PCB pueden usarse para filtrar Queries, Design Rules, Scripts y Variants, y pueden aplicarse en huellas de componentes PCB para invocar cadenas personalizadas en huellas colocadas.

Parameters via an Engineering Change Order

Las capacidades de parámetros PCB se basan en la funcionalidad incluida en el mecanismo ECO y el documento PCB, que permiten transferir parámetros de componente definidos por el usuario al espacio PCB y conservarlos en él. Esta es una transferencia unidireccional y los parámetros transferidos son de solo lectura en el dominio PCB.

La transferencia de parámetros se realiza creando un ECO desde el esquemático hacia la PCB con el comando de menú Design » Update PCB Document .

Cuando se ejecuta el ECO (mediante el botón Execute Changes ), cualquier nuevo parámetro de componente esquemático definido por el usuario se transferirá a la referencia de huella correspondiente en el diseño PCB. 

La detección y migración de parámetros hacia la PCB está determinada por la configuración de opciones del proyecto (Project » Project Options). En el cuadro de diálogo Project Options , configure el comportamiento de detección de diferencias y modificación en la sección Differences Associated with Parameters de la pestaña Comparator  y en la sección Modifications Associated with Parameters de la pestaña ECO Generation .

Para ver los parámetros transferidos en el editor PCB, haga doble clic en un componente para abrir el panel Properties y luego elija la pestaña Parameters . La pestaña enumerará los parámetros de usuario actuales que se han asignado a la huella del componente seleccionado. Los parámetros de una huella de componente seleccionada también están disponibles en el panel Components .

Information Reference Links

El dominio PCB acepta automáticamente los parámetros predefinidos ComponentLink  procedentes del esquemático. Estos se definen como pares de parámetros (Descripción y URL del enlace) que normalmente establecen enlaces de referencia de datos a archivos específicos o ubicaciones de internet, normalmente un sitio web del fabricante o la URL de una hoja de datos.

Consulte Defining Clickable Links to Reference Information en una biblioteca esquemática y Accessing Clickable Links to Reference Information en un documento PCB para obtener información sobre los parámetros de enlaces de referencia.

En los espacios de diseño esquemático y PCB, se accede a los enlaces desde el menú contextual del botón derecho al pasar el cursor sobre un componente (en las opciones del submenú References ). Los parámetros especializados se añaden en el panel Properties , y cuando se transfieren al espacio PCB, aparecen como un parámetro de huella del componente. 

Parameters in Source Footprints

Los parámetros transferidos a la PCB pueden usarse para proporcionar información adicional de producción de la placa o funcional mediante huellas de componentes. Al añadir cadenas de parámetros especiales a las huellas en el nivel de biblioteca de origen, las cadenas personalizadas se interpretarán en la capa mecánica de destino o en la serigrafía.

Una cadena especial que representa un parámetro definido por el usuario puede añadirse a la huella del componente de origen mediante el botón de cadenas especiales y la lista desplegable () en el panel Properties .

En la huella de biblioteca que aparece abajo, la cadena especial .Designator se ha colocado en la capa Mechanical 2.

Se puede añadir a la huella del componente una cadena especial que represente un parámetro de usuario.

Cuando ese parámetro personalizado también se ha aplicado a componentes esquemáticos y los datos del parámetro se han transferido a la PCB, las cadenas interpretadas de la huella aparecerán tanto en la vista de la placa como en los archivos de salida generados. En este caso, la cadena de parámetro especial contiene un identificador personalizado de la pieza del componente para ayudar en el ensamblaje.

La aplicación de los parámetros de usuario a huellas de componentes como cadenas especiales puede servir para otros requisitos PCB personalizados, incluidos rótulos de función para interruptores y conectores, donde una cadena de parámetro de “función” podría colocarse en Top Overlay en las huellas de esos tipos de componentes.

Para ver el valor interpretado de las cadenas especiales en el diseño de la placa, habilite la opción Special Strings en la región Additional Options de la pestaña View Options del panel View Configuration . Las cadenas especiales siempre se convierten en los archivos de salida generados.
En el editor esquemático, si lo desea, habilite la opción Display Names of Special Strings that have No Value Defined en la página Schematic – Graphical Editing del cuadro de diálogo Preferences .

Parameter Queries

Las cadenas de parámetros en el dominio PCB también son accesibles a través del lenguaje de consultas de Altium Designer y, por tanto, están disponibles para funciones de filtrado de objetos, incluida la función Find Similar Objects.

Para realizar una selección de objetos similares, haga clic con el botón derecho sobre un componente y seleccione Find Similar Objects en el menú contextual para abrir el cuadro de diálogo Find Similar Objects.

El cuadro de diálogo Find Similar Objects dialog incluye una sección Parameters donde las opciones de filtrado pueden seleccionarse según sea necesario.

El panel PCB Filter puede aplicar palabras de consulta específicas de parámetros como criterios de filtro, y puede utilizarse para crear Design Rules basadas en parámetros PCB.

Hay varias palabras de consulta disponibles para trabajar con parámetros de huellas PCB, incluidas palabras de función específicas para convertir valores de cadena en números (como StrToNumber). Las conversiones del valor de cadena reconocen unidades (V, mA, mV, kOhm, etc.) y permiten que el resultado de la consulta se determine mediante el procesamiento numérico de una cadena de valor de parámetro.

Los tipos de unidades admitidos que pueden especificarse en las consultas son:

  • % – Porcentaje
  • A – Corriente
  • C – Temperatura
  • dB – Decibelios
  • F – Capacitancia
  • G – Conductancia
  • H – Inductancia
  • Hz – Frecuencia
  • Kg – Masa
  • m – Longitud
  • Ohm – Resistencia
  • Q – Carga
  • s – Tiempo
  • V – Voltaje
  • W – Potencia
  • Z – Impedancia

Hay varias palabras de consulta de parámetros disponibles para trabajar con parámetros de huellas de componentes PCB.

El ejemplo mostrado en el cuadro de diálogo Query Helper anterior procesa el parámetro Voltage Rating para cada componente (usando la conversión de cadena a número – StrToNumber(Unit Value, Unit Type))  para determinar si su valor es mayor que 50V. Cuando se aplica en el panel PCB Filter , el diseño de placa de ejemplo muestra un único componente de alto voltaje, C1 (que tiene un valor de Voltage Rating de 3kV).

La notación científica E también es compatible, por lo que, por ejemplo, una consulta para filtrar valores de condensadores superiores a 1nF sería similar a:
StrToNumber(ParameterValue('CapacitanceValue'), F) > 1e-9
Como alternativa, la función de conversión numérica podría usarse tanto para el ParameterValue devuelto como para el valor de comparación:
StrToNumber(ParameterValue('CapacitanceValue'), F) > StrToNumber('1nF', F)

Rules and ScriptsLas consultas de parámetros de PCB también pueden aplicarse a Scripts de Altium Designer y a las reglas de diseño. Estas últimas pueden realizar comprobaciones de validación del layout, como detectar parámetros de footprint para evaluar la colocación de componentes o la asignación de capas. Tenga en cuenta que las funciones enumeradas en el cuadro de diálogo Query Helper anterior están disponibles para el lenguaje de scripting.

El ejemplo siguiente muestra la consulta de tensión nominal del condensador (consulte la consulta de filtro anterior) aplicada a una regla de colocación de componentes que, al ejecutarse, comprueba valores de separación específicos para componentes detectados como dispositivos de alta tensión (>50V).

Las reglas de diseño definidas por parámetros específicos del footprint, transferidos desde el espacio esquemático, pueden utilizarse para detectar condiciones de layout personalizadas.

De forma similar, los parámetros personalizados de PCB pueden utilizarse para comprobar la compatibilidad de capa de los componentes; por ejemplo, cuando un componente no admite soldadura por ola y, por tanto, la colocación en la capa inferior. Aquí, una consulta de coincidencia de objetos que procese un parámetro personalizado ‘WaveSoldering’ (Yes/No) podría aplicarse a la regla de capas permitidas.

Posteriormente, la regla (por lotes) comprobará el valor de ese parámetro del componente y creará una violación si un componente no es compatible con la colocación en la capa inferior.

Variantes

Los parámetros transferidos a la PCB que se incluyen en variaciones del diseño (Variantes de diseño) se procesan con la selección de variantes.

En la práctica, un parámetro variado de componente en el espacio PCB será detectado dinámicamente por una cadena de consulta o, por ejemplo, mostrado en una capa de la placa mediante una cadena especial. 

Parámetros de footprint definidos por el usuario

Esta función está disponible cuando la opción PCB.FootprintParameters está habilitada en el cuadro de diálogo Advanced Settings dialog.

Los parámetros definidos por el usuario para footprints son compatibles con Altium Designer. La región Parameters de la pestaña Footprint del panel Properties  en su modo Library Options  puede utilizarse para ver y editar parámetros de footprint cuando no hay ningún objeto seleccionado en el espacio de diseño del editor de footprints de PCB.

Cuando el componente se coloca en la PCB, puede ver estos parámetros en el panel Properties  en el modo Component  de la pestaña Parameters .

  • Los parámetros de footprint de los componentes colocados en una PCB se propagarán a footprints en bibliotecas generadas mediante el comando Make PCB Library o Make Integrated Library del menú principal del editor de PCB.
  • Los parámetros de footprint son compatibles con el motor de comparación de Altium Designer y con la salida Pick and Place y ODB++ generada.
MCAD CoDesigner admite la colocación de componentes MCAD nativos en el MCAD de acuerdo con el enlace configurado. En algunos casos, varios footprints con distintos modelos se vinculan a un componente (por ejemplo, un LED que puede montarse en una PCB de dos maneras: verticalmente, con terminales rectos, u horizontalmente, con terminales doblados). Mediante los parámetros de footprint, ahora puede hacer referencia a los distintos modelos MCAD desde esos diferentes footprints. Obtenga más información sobre Linking Native ECAD and MCAD Design Components.

Cadenas de designador y comentario

Cadenas predeterminadas de designador y comentario

Cuando se coloca un footprint en una placa, se le asignan un designador y un comentario basados en la información extraída de la vista esquemática del diseño. Los marcadores de posición para las cadenas de designador y comentario no necesitan definirse manualmente, ya que se añaden automáticamente cuando el footprint se coloca en una placa. Las ubicaciones de estas cadenas se determinan mediante la opción de cadena de designador y comentario Autoposition en el panel Properties en modo Parameter cuando la cadena de designador o comentario está seleccionada en el espacio de diseño. La posición y el tamaño predeterminados de las cadenas de designador y comentario se configuran en el Primitive correspondiente en la página PCB Editor - Defaults page del cuadro de diálogo Preferences .

Cadenas adicionales de designador y comentario

Puede haber situaciones en las que desee copias adicionales de las cadenas de designador o comentario. Por ejemplo, su casa de ensamblaje quiere un dibujo de ensamblaje detallado con el designador mostrado dentro del contorno de cada componente, mientras que su empresa requiere que el designador se ubique justo encima del componente en la serigrafía del componente de la PCB final. Este requisito de un designador adicional puede lograrse incluyendo la cadena especial .Designator en el footprint. También está disponible una cadena especial .Comment para estipular la ubicación de la cadena de comentario en capas o ubicaciones alternativas.

Para satisfacer los requisitos de la casa de ensamblaje, la cadena .Designator se colocaría en una capa mecánica en el editor de footprints de PCB y luego podrían generarse impresiones que incluyan esta capa como parte de las instrucciones de ensamblaje del diseño.

Gestión de requisitos especiales específicos de capa

Hay varios requisitos especiales que puede tener un componente de PCB, como necesitar un punto de pegamento o una definición de máscara de soldadura pelable. Muchos de estos requisitos especiales estarán vinculados al lado de la placa en el que se monta el componente y deben voltearse al otro lado de la placa cuando el componente se voltea.

En lugar de incluir una gran cantidad de capas de propósito especial que pueden usarse raramente, el editor de PCB de Altium Designer admite este requisito mediante una función llamada pares de capas. Un par de capas son dos capas mecánicas que se han definido como pareja. Siempre que un componente se voltee de un lado de la placa al otro, cualquier objeto en una capa mecánica emparejada se voltea a la otra capa mecánica de ese par. Con este enfoque, usted selecciona una capa mecánica adecuada para incluir el punto de pegamento (u otros requisitos especiales) y define su forma utilizando los objetos disponibles. Cuando coloca ese footprint en una placa, debe configurar el emparejamiento de capas. Esto indica al software a qué capa debe transferir los objetos cuando este componente se voltea al otro lado de la placa. No puede definir pares de capas en el editor de footprints de PCB; esto se hace en el editor de PCB.

El emparejamiento de capas debe definirse before de que el componente se voltee. Si el emparejamiento se define después de que el componente se haya movido al lado inferior, el contenido mecánico se volteará pero permanecerá en su capa original. Si olvida crear pares de capas antes de voltear, puede actualizar desde la biblioteca para refrescar la instancia del componente colocada en la placa.

Los nombres de las capas mecánicas pueden editarse directamente desde el panel View Configurations haciendo clic con el botón derecho y seleccionando Edit Layer.

Un enfoque común para gestionar el uso de capas mecánicas consiste en asignar un número de capa dedicado para cada función requerida de capa mecánica. Este enfoque requiere que todos los diseñadores se adhieran al mismo esquema de asignación y numeración de capas. También puede crear dificultades cuando los componentes se obtienen de otras fuentes que no siguen el mismo esquema de asignación y numeración. Si se ha utilizado un esquema diferente, los objetos de diseño deben moverse de su capa mecánica actual a la capa mecánica asignada para esa función.

Este problema se resuelve con la introducción de la propiedad Layer Type. Cuando un componente se coloca desde una biblioteca en el editor de PCB, o se copia de una biblioteca a otra, o se crea mediante IPC Footprint Wizard, las asignaciones existentes de Layer Type se hacen coincidir automáticamente, independientemente del número o números de capa mecánica asignados a esos Layer Types. Los objetos se reubican en la(s) capa(s) correcta(s) según su Layer Type. Si el software no puede hacer coincidir por Layer Type, recurrirá a la coincidencia por Layer Number.

Para capas mecánicas individuales y para pares de capas de componente, puede seleccionar un Layer Type de una lista predefinida de tipos. Puede acceder a los cuadros de diálogo que se muestran a continuación haciendo clic con el botón derecho en una capa individual y seleccionando el comando Edit Layer o Add Component Layer del menú.

Para obtener información detallada sobre los tipos de capas mecánicas relacionadas con componentes, consulte la página Working with Mechanical Layers.

Añadir altura a un footprint de PCB

En el nivel más simple de representación 3D, puede añadirse información de altura a un footprint de PCB. Para ello, abra el panel Properties en su modo Library Options (activo cuando no hay ningún objeto seleccionado en el espacio de diseño) e introduzca la altura recomendada para el componente en el campo Height de la pestaña Footprint del panel.

Durante el diseño de la placa pueden definirse reglas de diseño de altura (haga clic en Design » Rules en el editor de PCB), normalmente para comprobar la altura máxima del componente en una clase de componentes o dentro de una definición de room.

Una mejor opción para definir información de altura sería adjuntar 3D Bodies al footprint de PCB.

Gestión de componentes con primitivas de enrutamiento

Cuando se transfiere un diseño, el footprint especificado en cada componente se extrae de las bibliotecas disponibles y se coloca en la placa. Luego, a cada pad del footprint se le asigna su propiedad de red con el nombre de la red conectada a ese pin del componente en el esquema. Todos los objetos que tocan un pad se conectan a la misma red que el pad.

El editor de PCB incluye una herramienta integral de gestión de redes. Para iniciarla, seleccione Design » Netlist » Configure Physical Nets en los menús principales para abrir el cuadro de diálogo Configure Physical Nets dialog. Haga clic en el botón Menu para ver un menú de opciones. Haga clic en el menú desplegable del encabezado New Net Name para seleccionar la red que se asignará a las primitivas no asignadas.

Footprints con múltiples pads conectados al mismo pin

El footprint que se muestra a continuación, un transistor SOT223, tiene varios pads conectados al mismo pin lógico del componente en el esquema: el pin 2. Para realizar esta conexión, se han añadido dos pads con el mismo designador: '2'. Cuando se utiliza el comando Design » Update PCB en el editor esquemático para transferir la información del diseño a la PCB, la sincronización resultante mostrará las líneas de conexión que van a ambos pads en el editor de PCB; es decir, están en la misma red. Ambos pueden enrutar.

Footprint SOT223 que muestra dos pads con un designador 2.
Footprint SOT223 que muestra dos pads con un designador 2.

Preparación de la serigrafía

Para ayudar a resolver problemas comunes de diseño para manufactura (DFM) causados por la superposición de la serigrafía con cobre expuesto y orificios, el editor de footprints de PCB incluye una función dedicada para preparar la serigrafía de sus footprints. Estos problemas pueden abordarse eficazmente mediante:

  • recorte automatizado de líneas y arcos de serigrafía;
  • recorte o desplazamiento automatizado de rellenos y regiones;
  • desplazamiento automatizado de cadenas de texto de serigrafía.
La herramienta de preparación de serigrafía también puede utilizarse al diseñar una PCB – más información.

Para acceder a la herramienta de preparación de serigrafía en el editor de footprints de PCB, use el comando Tools » Silkscreen Preparation desde los menús principales. Se abrirá el cuadro de diálogo Silkscreen Preparation.

Use el cuadro de diálogo para configurar los ajustes del recorte/desplazamiento de objetos de serigrafía. Las opciones disponibles son:

  • Clip to Exposed Copper – habilite esta opción para recortar automáticamente los objetos respecto al cobre expuesto.
  • Clip to Solder Mask Openings – habilite esta opción para recortar automáticamente los objetos respecto a las aberturas de máscara de soldadura.
  • Silkscreen Clearance – defina el valor mínimo aceptable entre los objetos de serigrafía y el cobre expuesto / las aberturas de máscara de soldadura y los orificios.
  • Min Remaining Length – si la longitud de la línea/arco es inferior al valor definido después del recorte, los objetos se eliminarán del footprint. Tenga en cuenta que esta longitud es la longitud de vértice a vértice, no de borde a borde – show image.
  • Move Text – habilite esta opción para alejar las cadenas de texto de serigrafía del cobre expuesto / las aberturas de máscara de soldadura y los orificios si la distancia entre ellos es inferior al valor de Silkscreen Clearance. El desplazamiento está limitado por el valor de Max Distance.
  • Fill & Region – seleccione una acción que se realizará para rellenos y regiones cuando la distancia entre ellos y el cobre expuesto / las aberturas de máscara de soldadura y los orificios sea inferior a Silkscreen Clearance:
    • None – los rellenos y las regiones permanecen intactos.
    • Clip – los rellenos y las regiones se recortarán para mantener Silkscreen Clearance. Los rellenos se convierten en regiones cuando corresponda.
    • Move – los rellenos y las regiones se alejarán del cobre expuesto / las aberturas de máscara de soldadura y los orificios. El desplazamiento está limitado por el valor de Max Distance.
  • Max Distance – defina una distancia máxima hasta la cual pueden desplazarse las cadenas de texto, los designadores de componente, los rellenos y las regiones para mantener Silkscreen Clearance.

Haga clic en OK para realizar el recorte y/o desplazamiento de los objetos de serigrafía según la configuración del cuadro de diálogo.

Si no puede realizarse una acción para un objeto (p. ej., una cadena de texto no puede desplazarse debido a la limitación de Max Distance), aparecerá un mensaje para este objeto en el panel Messages.

A continuación se muestra un ejemplo del funcionamiento de la herramienta de preparación de serigrafía.

Javascript

Creación de un footprint mediante el IPC Compliant Footprint Wizard

El IPC Compliant Footprint Wizard genera un footprint de PCB realmente compatible con la revisión B del estándar IPC 7351 - Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard. En lugar de trabajar directamente a partir de las dimensiones del footprint (como hace el Footprint Wizard ), el IPC Compliant Footprint Wizard utiliza información dimensional del propio componente y luego calcula pads adecuados y otras propiedades del footprint de acuerdo con los algoritmos publicados por IPC.

En lugar de exigirle que introduzca las propiedades de los pads y tracks que se utilizan para definir el footprint, el Wizard toma como entrada las dimensiones reales del componente. Basándose en las fórmulas desarrolladas para el estándar IPC-7351, el Wizard genera entonces el footprint utilizando objetos estándar de Altium Designer, como pads y tracks.

  • Este cuadro de diálogo cumple con la revisión B del estándar IPC 7351 - Requisitos genéricos para diseño de montaje superficial y estándar de patrón de tierras. IPC-7351B se publicó en 2010 y sustituye a IPC-7351A (publicado en 2007).

  • Para acceder al IPC Compliant Footprint Wizard en Altium Designer, debe estar instalada la extensión de software IPC Footprint Generator. Esta extensión se instala con Altium Designer de forma predeterminada. Puede instalarse o eliminarse manualmente.

    Para obtener más información sobre la gestión de extensiones, consulte la página Extending Your Installation (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).

Para ejecutar el IPC Compliant Footprint Wizard, seleccione Tools » IPC Compliant Footprint Wizard en los menús principales de un documento de biblioteca PCB.

En la página Select Component Type, elija la familia de componentes para la que desea crear un footprint en la página Select Component Type. La región de vista previa situada a la derecha del asistente cambia dinámicamente para mostrar el componente seleccionado en ese momento y también indica el tipo de encapsulados que se permite generar. La siguiente tabla enumera los tipos de componentes y encapsulados compatibles con el asistente.

Nombre Descripción Encapsulados incluidos
BGA Ball Grid Array BGA, CGA
BQFP Encapsulado plano cuádruple con bumper BQFP
CAPAE Condensador electrolítico de aluminio CAPAE
CFP Encapsulado cerámico plano doble - terminales Gullwing recortados y conformados CFP
Chip Array Chip Array Chip Array
DFN Dual Flat No-lead DFN
CHIP Componentes chip, 2 pines Condensador, inductor, resistor
CQFP Encapsulado cerámico plano cuádruple - terminales Gullwing recortados y conformados CQFP
DPAK Encapsulado de transistor DPAK
LCC Portador de chip sin terminales LCC
LGA Land Grid Array LGA
MELF Componentes MELF, 2 pines Diodo, resistor
MOLDED Componentes moldeados, 2 pines Condensador, inductor, diodo
PLCC Portador de chip plástico con terminales, cuadrado - terminales J PLCC
PQFN Pullback Quad Flat No-Lead PQFN
PQFP Encapsulado plástico plano cuádruple PQFP, PQFP Exposed Pad
PSON Pullback Small Outline No-Lead PSON
QFN Quad Flat No-Lead QFN, LLP
QFN-2ROW Quad Flat No-Lead, 2 filas, cuadrado QFN de doble fila
SODFL Diodo de contorno pequeño, terminal plano SODFL
SOIC Encapsulado integrado de contorno pequeño, paso de 1,27 mm - terminales Gullwing SOIC, SOIC Exposed Pad
SOJ Encapsulado de contorno pequeño - terminales J SOJ
SON Small Outline Non-Lead SON, SON Exposed Pad
SOP, TSOP Encapsulado de contorno pequeño - terminales Gullwing SOP, TSOP, TSSOP
SOT143/343 Transistor de contorno pequeño SOT143, SOT343
SOT223 Transistor de contorno pequeño SOT223
SOT23 Transistor de contorno pequeño 3 terminales, 5 terminales, 6 terminales
SOT89 Transistor de contorno pequeño SOT89
SOTFL Transistor de contorno pequeño, terminal plano 3 terminales, 5 terminales, 6 terminales
WIRE WOUND Inductor bobinado de precisión, 2 pines Inductor

Las páginas siguientes del asistente cambian según el tipo de componente seleccionado. Siga las páginas intuitivas del asistente para configurar el footprint del componente específico según sea necesario. Algunas notas sobre el trabajo con IPC Compliant Footprint Wizard:

 
 
 
 
 
  • Todas las dimensiones se introducen en el asistente en unidades métricas (mm).

  • Las dimensiones generales del encapsulado, la información de pines, el espaciado del talón, los filetes de soldadura y las tolerancias pueden introducirse y visualizarse inmediatamente.

    Modificar las tolerancias IPC puede dar como resultado footprints de PCB que no cumplan con IPC.

  • Pueden introducirse dimensiones mecánicas, como Courtyard, Assembly e información del cuerpo del componente (3D).

  • El Wizard es reentrante y permite revisar y realizar ajustes con facilidad.

  • Se muestran vistas previas del footprint en cada etapa. Para cada tipo de componente, la región Preview se actualiza dinámicamente para mostrar nueva ubicación, tamaño, etc., para varios ajustes. En la región Preview , puede hacer clic en  o  para alternar entre imágenes de vista previa 2D y 3D.

  • Si lo desea, puede ver una vista previa del modelo STEP 3D antes de generar el modelo. Haga clic en Generate STEP Model Preview en cualquier página del Wizard después de seleccionar el tipo de componente para ver una vista previa del modelo 3D STEP en la región Preview.

  • Las máscaras de pasta se dividen en pequeños rellenos para encapsulados con una almohadilla térmica grande (de 2.1 mm x 1.6 mm o mayor).

  • Para los encapsulados con terminales gullwing, las almohadillas se recortan para evitar que se extiendan por debajo del cuerpo del encapsulado.

  • Para encapsulados pequeños con una gran almohadilla térmica central, las almohadillas periféricas se recortan para garantizar la separación requerida entre ellas de acuerdo con la norma IPC.

  • Cuando se aplica el recorte de almohadillas, se muestra una advertencia en el cuadro de diálogo.

  • El nombre y la descripción de la huella se sugieren automáticamente según la información que introduzca en Wizard , pero pueden cambiarse para adaptarse a los requisitos de la organización.

  • De acuerdo con la norma IPC, el Asistente admite tres variantes de huella (_L_N_M), cada una adaptada a una densidad de placa diferente.

  • El botón Finish puede pulsarse en cualquier etapa para generar la huella que se está previsualizando. Si hace clic en Finish antes de completar todo el Wizard, la huella se creará utilizando los valores predeterminados del sistema para el tipo de componente que haya seleccionado.

  • Cuando trabaje con una biblioteca de huellas PCB basada en archivos, use el IPC Compliant Footprints Batch Generator para generar rápidamente múltiples huellas en varios niveles de densidad.

Cuando se accede al Asistente desde una biblioteca de huellas PCB basada en archivos, la página Footprint Destination está disponible, donde puede seleccionar la ubicación en la que se almacenará la huella recién creada: show image:

  • Seleccione Existing PcbLib File si desea que la huella se almacene en un archivo de biblioteca PCB existente. Puede introducir el archivo directamente en el cuadro de texto o usar para abrir un cuadro de diálogo y buscar el archivo deseado.
  • Seleccione New PcbLib File si desea almacenar la huella en un nuevo archivo de biblioteca PCB. Introduzca el nombre del nuevo archivo de biblioteca PCB en el cuadro de texto. El sistema añadirá al nombre del nuevo archivo de biblioteca la extensión .PcbLib.
  • Seleccione Current PcbLib File para almacenar la huella en el archivo de biblioteca PCB mostrado.
  • Habilite Produce 3D/STEP model para generar un modelo 3D STEP.
  • Si dispone de una licencia válida de 'MCAD Co-Designer - SOLIDWORKS(R)', puede optar por guardar el modelo como tipo de archivo Parasolid. Haga clic en la lista desplegable a la derecha de Format y luego seleccione Parasolid. El archivo mostrado en el cuadro de texto External File ahora es un archivo *.x_t. Este es el nombre y la ubicación del archivo que se guardará.
  • Seleccione Embedded (predeterminado) o External File. Seleccione External File para guardar su modelo 3D STEP como un archivo externo. El tipo de archivo predeterminado es STEP y el nombre del archivo aparece en el cuadro de texto External File con *.step como extensión de archivo. Si lo desea, haga clic en para buscar y seleccionar la carpeta en la que guardar el modelo 3D STEP generado.

Creación de una huella mediante el Asistente de huellas

El editor de huellas PCB incluye un Footprint Wizard. Este Wizard le permite seleccionar entre varios tipos de encapsulado e introducir la información apropiada; luego, construirá la huella del componente por usted. Tenga en cuenta que en el Footprint Wizard se introducen los tamaños requeridos para las almohadillas y la serigrafía del componente.

Para iniciar el Footprint Wizard, seleccione Tools » Footprint Wizard en los menús principales o haga clic con el botón derecho en el espacio de diseño y elija el comando Tools » Footprint Wizard en el menú contextual.

Utilice la página Component patterns para especificar el patrón del componente que desea crear. Seleccione el patrón deseado de la lista y luego use la lista desplegable para seleccionar la unidad del componente (Imperial (mil) o Metric (mm)). Los patrones disponibles son:

  • Ball Grid Arrays (BGA)
  • Capacitors
  • Diodes
  • Dual In-line Packages (DIP)
  • Edge Connectors
  • Leadless Chip Carriers (LCC)
  • Pin Grid Arrays (PGA)
  • Quad Packs (QUAD)
  • Resistors
  • Small Outline Packages (SOP)
  • Staggered Ball Grid Arrays (SBGA)
  • Staggered Pin Grid Arrays (SPGA)

Las páginas posteriores del Asistente cambian según el patrón de componente seleccionado. Siga las intuitivas páginas del Asistente para configurar la huella del componente en particular según sea necesario.

Al configurar el estilo de nomenclatura de almohadillas para una huella del patrón Edge ConnectorsLeadless Chip Carriers (LCC) o Quad Packs (QUAD), haga clic en la flecha verde para cambiar el orden/la dirección de nomenclatura: show image.

Generación de un informe del componente

Para generar un informe para la huella PCB activa, elija el comando Reports » Component en los menús principales. Después de iniciar el comando, el informe se generará (<PCBLibraryDocumentName>.CMP) en la misma carpeta que el documento fuente de la biblioteca PCB y se abrirá automáticamente como documento activo en la ventana principal de diseño. El informe enumera información que incluye las dimensiones de la huella y un desglose de los objetos primitivos que constituyen la huella y las capas en las que residen.

El informe se agregará al panel Projects como un documento libre en la subcarpeta Documentation\Text Documents.

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