Definir la forma de la placa

Resumen

La forma de la placa, también denominada contorno de la placa, es una forma poligonal cerrada que define los límites generales de la placa. La forma de la placa puede estar compuesta por una única región de placa (para una PCB rígida tradicional) o por varias regiones de placa (para una PCB rígido-flexible). El software utiliza la forma de la placa para:

• Proporcionar una guía visual de los límites del espacio disponible para la colocación y el enrutamiento del diseño.
• Definir la separación entre el plano de alimentación y el borde de la placa, así como las referencias de borde para dividir un plano de alimentación en zonas de tensión independientes. Más información sobre la definición y gestión de áreas de cobre.
• Calcular el borde de la placa al exportar datos de diseño a otras herramientas.

Disponibilidad

La forma de la placa solo está disponible en el editor de PCB. Cuando se crea un nuevo archivo de PCB, este se abre con una forma de placa rectangular creada a partir de una única región de placa.

La forma general de la placa puede crearse mediante:

• La definición interactiva de la forma de la placa en el modo de planificación de la placa.
• La creación de la forma de la placa a partir de objetos de pista/arco seleccionados que formen un contorno cerrado. Si trabaja en el modo Advanced Rigid-Flex, puede crear varias regiones de placa a partir de objetos seleccionados en el espacio de diseño.
• En un diseño rígido-flexible (modo estándar o avanzado), la forma de la placa puede dividirse en las distintas regiones de placa necesarias para el diseño.
• La colocación de una o varias regiones de placa para conformar la forma general de la placa (modo Advanced Rigid-Flex).

Definición y edición interactivas de la forma de la placa

La forma de la placa se crea a partir de una o varias regiones de placa. Los diseñadores que trabajen en un diseño de placa de una sola región pueden utilizar los siguientes comandos para definir la forma de la placa:

• Board Planning Mode (standard Rigid-Flex mode - the Active Bar at the top of the graphical editing space has two buttons):

  • Design » Redefine Board Shape - utilice este comando para redibujar de forma interactiva la forma de la placa actual. Tenga en cuenta que este comando no está disponible si se ha activado el modo rígido-flexible avanzado en Layer Stack Manager. Si la placa está en el modo rígido-flexible avanzado, simplemente haga clic para seleccionar la forma y modifíquela mediante las técnicas estándar de edición de objetos poligonales.

    Uso del comando Redefinir forma de la placa

    Tras ejecutar el comando, el cursor cambiará a una cruz y se activará el modo estándar de colocación de objetos poligonales. Para definir la forma de la placa, realice la siguiente secuencia de acciones:

    1. Coloque el cursor y haga clic para fijar el vértice inicial de la forma de la placa.
    2. Mueva el cursor para colocar el segundo vértice. De forma predeterminada, se colocan dos bordes con cada clic, con una esquina definida por el usuario entre ellos. Consulte la página Edición de objetos de diseño de PCB con forma poligonal para obtener más información sobre cómo cambiar los modos de esquina.
    3. Siga moviendo el ratón y haciendo clic para colocar más vértices.
    4. Después de colocar el último vértice, haga clic con el botón derecho o pulse Esc para cerrar y completar la definición de la forma de la placa. No es necesario cerrar manualmente la forma de la placa, ya que el software la completará automáticamente conectando el punto inicial con el último punto colocado.

  • Design » Edit Board Shape - utilice este comando para mover y modificar los bordes de la forma de la placa mediante las técnicas estándar de edición de objetos poligonales.

    • Tenga en cuenta que este comando no está disponible si se ha activado el modo rígido-flexible avanzado en Layer Stack Manager. Si la placa está en el modo rígido-flexible avanzado, simplemente haga clic para seleccionar la forma y modifíquela mediante las técnicas estándar de edición de objetos poligonales.

    • Antes de seleccionar el comando, asegúrese de que la opción Other esté activada en el Filtro de selección para poder utilizar el comando ().

    Uso del comando Editar forma de la placa

    Tras ejecutar el comando, la forma existente de la placa se volverá verde. La forma exterior está definida por una serie de bordes, cada uno de los cuales está representado por un vértice de extremo que se muestra como un cuadrado blanco sólido, y un vértice central que se muestra como un cuadrado blanco hueco. Cada vértice de extremo representa el punto donde se unen dos bordes.

    Controles de edición de una forma de placa de ejemplo después de entrar en el modo de edición.

    • Haga clic y arrastre A para realizar una de las siguientes acciones según el modo actual (utilice Shift+Spacebar para cambiar de modo):
      • Moving Vertex mode - mover libremente el vértice de extremo, manteniéndolo como vértice de extremo.
      • Miter to Segment mode - crear un nuevo borde recto, convirtiendo el vértice de extremo que se desplaza en el vértice central de ese borde.
      • Miter to Arc mode - crear un nuevo borde curvo, convirtiendo el vértice de extremo que se desplaza en el vértice central de ese borde.
    • Haga clic y arrastre B para realizar una de las siguientes acciones según el modo actual (utilice Shift+Spacebar para cambiar de modo):
      • Move mode - mover libremente todo el borde, incluidos sus vértices de extremo. El vértice central desplazado sigue siendo el vértice central de ese borde.
      • Break mode - mover el vértice central, convirtiéndolo en un nuevo vértice de extremo y dividiendo el borde original en dos. Los vértices de extremo permanecen fijos en sus posiciones originales.
      • Incurvate mode - añadir curvatura al borde, con los vértices de extremo fijos en sus posiciones originales. El vértice central desplazado sigue siendo el vértice central de ese borde.
    • Haga clic en cualquier punto de un borde alejado de los controles de edición y arrastre para deslizar ese borde, acortándolo o alargándolo para mantener la posición de los bordes adyacentes.
    • Ctrl+clic en cualquier punto de un borde alejado de los controles de edición para insertar un nuevo vértice de extremo.
    • Haga clic y mantenga pulsado el botón sobre un vértice de extremo (A) y, a continuación, pulse Delete para eliminar ese vértice. Como alternativa, mantenga pulsado Ctrl y sitúe el cursor sobre el vértice de extremo (A) que desee eliminar. Aparecerá una cruz blanca. Haga clic y mantenga pulsado el botón brevemente para eliminar el vértice.

    Salga del modo de edición haciendo clic en cualquier punto del espacio de diseño (sobre la forma de la placa o fuera de ella).

    • Al mover un vértice, aparecerán guías de alineación verdes. Estas aparecen en posiciones útiles, por ejemplo, cuando la ubicación del vértice permite que el nuevo borde quede alineado con un borde existente o cuando la cuerda de un arco queda alineada con el borde adyacente. Cuando aparecen las guías, se produce una ligera atracción que facilita mantener el vértice en esa posición. Si es necesario, puede desactivar las guías mientras mueve el vértice manteniendo pulsado Shift.
    • La rejilla de ajuste predeterminada se ampliará o reducirá para cubrir el área definida por el rectángulo delimitador de la forma de la placa.
• Board Planning Mode (Advanced Rigid-Flex mode - the Active Bar at the top of the graphical editing space has six buttons):
  • Place » Board Region - utilice este comando para definir de forma interactiva la región de la placa (en una placa de una sola región, la región de la placa define la forma de la placa). Obtenga más información sobre la Colocación de una región de la placa.
• 2D Layout Mode:

  • Design » Board Shape » Define Board Shape from Selected Objects - seleccione un conjunto de primitivas de línea y/o arco que definan una forma cerrada y, a continuación, utilice este comando para redefinir la forma de la placa de modo que coincida con dicha forma.

  • Design » Board Shape » Create Primitives from Board Shape - cree un conjunto de primitivas a lo largo del contorno de la forma de la placa, de acuerdo con los ajustes configurados en el cuadro de diálogo Primitivas de línea/arco a partir de la forma de la placa.

• 3D Layout Mode:
  • Design » Board Shape » Define Board Shape from 3D body - utilice este comando para definir la forma de la placa seleccionando la superficie deseada de un modelo 3D.

Además, puede utilizar los siguientes comandos en el modo de planificación de la placa:

• Design » Modify Board Shape - utilice este comando para modificar la forma existente de la placa colocando puntos de vértice adicionales y, de este modo, dar una nueva forma al contorno.

  Uso del comando Modificar forma de la placa

  Tras ejecutar el comando, el cursor cambiará a una cruz y se activará el modo de modificación de la forma de la placa. Aparecerá un nuevo punto de vértice de extremo sobre el contorno existente. Al mover el cursor, este vértice también se desplazará a lo largo del contorno. Para modificar el contorno:

  1. Coloque el nuevo vértice en la ubicación deseada sobre el borde existente y haga clic para colocarlo.
  2. Posicione el cursor y haga clic para colocar vértices adicionales y así definir nuevas formas para el borde. Puede extender el borde original hacia el exterior de la forma existente o volver al interior del borde original para, en la práctica, «eliminar» área existente.
  3. Cuando la forma sea la deseada, asegúrese de devolver el cursor a un punto del borde original y haga clic en ese punto para finalizar la modificación y aplicar el cambio.
  4. Para salir sin realizar modificaciones, simplemente haga clic con el botón derecho o pulse Esc.

  Al igual que al colocar un objeto de forma poligonal, utilice el atajo de teclado Shift+Spacebar para cambiar los modos de colocación y el atajo de teclado Spacebar para alternar entre los modos de esquina final, según sea necesario para lograr la forma deseada del borde.

• Design » Move Board Shape - utilice este comando para mover la forma de la placa a otra posición en el documento actual. Este comando solo mueve la forma de la placa. El diseño y los objetos que lo componen permanecen en su posición.

  Tras ejecutar el comando, una copia del contorno de la forma quedará unida al cursor por su esquina inferior izquierda. Mueva la forma a la nueva ubicación deseada dentro del espacio de trabajo y, a continuación, haga clic o pulse Enter para colocarla. Mientras la mueve, pulse Spacebar para girar la forma de la placa en sentido antihorario o Shift+Spacebar para girarla en sentido horario (la magnitud de Rotation Step se define en la página PCB Editor – General del cuadro de diálogo Preferencias) o pulse las teclas X o Y para reflejar la forma de la placa respecto al eje X o al eje Y, respectivamente. Para cancelar sin moverla, haga clic con el botón derecho o pulse Esc.

• Design » Move Board - utilice este comando para mover toda la placa (la forma de la placa y todos los objetos de diseño que contiene) a otra posición en el documento actual.

  Tras ejecutar el comando, una copia del contorno de la forma de la placa quedará unida al cursor por su esquina inferior izquierda. Mueva la forma a la nueva ubicación deseada dentro del espacio de diseño y, a continuación, haga clic o pulse Enter para colocarla. Todos los objetos que componen el diseño también se moverán para mantener su posición dentro de la forma de la placa. Para cancelar sin moverla, haga clic con el botón derecho o pulse Esc.

Definición de la forma de la placa a partir de objetos seleccionados

La forma de la placa también se puede definir a partir de objetos seleccionados (en el modo de diseño 2D). Normalmente, se trata de un conjunto de líneas o arcos colocados en la capa Keepout o en una capa mecánica.

Siga estos pasos:

1. Establezca el modo de visualización en 2D Layout Mode (menú View).
2. Abra el panel Configuración de vista y haga doble clic para editar la capa mecánica que contiene la forma de la placa. Se abrirá el cuadro de diálogo Edit Layer, donde puede establecer Layer Type en Board Shape, como se muestra en el vídeo siguiente.
3. Active la capa mecánica que contiene la forma y seleccione los objetos. El comando Edit » Select » All on Layer es ideal para ello; la selección debe incluir únicamente las pistas y los arcos que forman el contorno de la placa.
4. Una vez seleccionados todos los objetos, ejecute el comando Design » Board Shape » Define Board Shape from Selected Objects. La forma de la placa se actualizará para seguir el trazado definido por las líneas seleccionadas. Aparecerá un cuadro de diálogo de advertencia si el software no puede seguir la línea central de los objetos seleccionados. El modo de visualización cambiará a Board Planning Mode.

Demostración de la forma de la placa en el modo rígido-flexible estándar

El vídeo muestra cómo crear la forma de la placa a partir de objetos seleccionados y, a continuación, colocar líneas de división para crear las tres regiones necesarias.

Demostración de la forma de la placa en el modo rígido-flexible avanzado

El vídeo muestra primero cómo crear la forma de la placa a partir de objetos seleccionados y, a continuación, dividir la forma para crear las tres regiones necesarias. Después muestra un método alternativo, en el que
las tres regiones de placa se definen a partir de objetos seleccionados. Tenga en cuenta que estas demostraciones utilizan las funciones de Rigid-Flex 2.0, tal como se describe al principio de esta página.

Importación de un contorno para definir la forma de la placa

La forma de la placa se puede definir a partir de un contorno cerrado importado como datos DXF/DWG.

Al combinar la capacidad de importar datos DXF/DWG a una capa mecánica con la definición de la forma de la placa a partir de objetos seleccionados, se puede transferir al editor de PCB una forma definida en un programa de CAD mecánico.

Para preparar la nueva placa para la importación:

1. Seleccione File » New » PCB. Se abrirá una nueva PCB en blanco; la región negra representa la forma actual de la placa.
2. Antes de importar una nueva forma, configure los siguientes elementos según los requisitos de su diseño y de la forma que se va a importar:

• Las unidades: configure las unidades según sea necesario en la sección Other del panel Properties en el modo Board (mostrar imagen).
• La cuadrícula: haga doble clic en la cuadrícula global de ajuste de la placa y configúrela según sea necesario en la sección Grid Manager  del panel Properties en el modo Board (mostrar imagen).
• El origen: en una PCB nueva, la ubicación predeterminada del origen definido por el usuario coincide con el origen absoluto, en la esquina inferior izquierda del espacio de diseño. Seleccione Edit » Origin » Set en los menús principales y, a continuación, haga clic para definir la ubicación del origen definido por el usuario, por ejemplo, en la esquina inferior izquierda de la forma actual de la placa. Resulta útil ajustarlo a la ubicación del origen del contorno que se va a importar.

El siguiente paso es importar la forma de la placa como un archivo .DXF o .DWG. Tenga en cuenta que la forma que se va a importar debe ser cerrada y que los recortes internos no se crean automáticamente (pero pueden definirse más adelante a partir de los objetos importados).

3. Seleccione File » Import » DXF/DWG para abrir el cuadro de diálogo Import File; a continuación, asegúrese de que File Type, en la parte inferior derecha del cuadro de diálogo, sea AutoCAD Files (*.DXF, *.DWG) y busque el archivo necesario. 
4. Al hacer clic en el botón Open, se abrirá el cuadro de diálogo Import from AutoCAD (ver imagen).
5. Configure Scale, Default Line Width y Layer Mappings según sea necesario y, a continuación, haga clic en OK.
6. Cada objeto DXF/DWG se asignará a un objeto y se mostrará en el espacio de diseño. 
7. Active la capa mecánica que contiene los objetos de la forma de la placa y, a continuación, seleccione todos los objetos de esa capa (Edit » Select » All on Layer).
8. Para actualizar la forma de la placa de modo que coincida con el contorno seleccionado, ejecute el comando Design » Board Shape » Define from Selected Objects.
9. Si la placa incluye recortes, puede crearlos seleccionando el contorno del recorte y ejecutando el comando Tools » Convert » Create Board Cutout from Selected Primitives.

Definición de la forma de la placa a partir de un cuerpo 3D

Esta función redefine la forma de la placa a partir de una superficie (cara) de un modelo 3D importado. Los formatos de modelo compatibles incluyen: STEP (*.Stp o *.STEP), Parasolid (*.x_t o *x_b) o un archivo de pieza de SOLIDWORKS (*.SldPrt). Puede utilizarse para crear rápidamente una forma de placa compleja y facilita la integración entre las áreas de diseño electrónico y mecánico. Este proceso consta de dos etapas: primero se importa el modelo STEP y, a continuación, se selecciona la forma necesaria en el modelo STEP. 

Para ello:

1. Cambie a View » 3D Layout Mode (atajo de teclado: 3).
2. Para importar el modelo 3D, coloque un cuerpo 3D (Place » 3D Body).
3. En el cuadro de diálogo Choose Model, busque y seleccione el archivo del modelo. El modelo 3D se importará al editor de PCB y se almacenará dentro de un objeto de cuerpo 3D. Tenga en cuenta que, si es necesario, este modelo puede eliminarse de la PCB una vez redefinida la forma de la placa.
4. Seleccione Design » Board Shape » Define Board Shape from 3D body.
5. La barra de estado le pedirá que Pick a 3D body. Haga clic en el cuerpo 3D importado para seleccionarlo. El modelo se volverá transparente.
6. El cursor cambiará a una cruz y la barra de estado le pedirá que Choose Face. Al pasar el cursor sobre cada cara, se resaltará su contorno. Cuando se encuentre una superficie plana bajo el cursor, esta se volverá opaca y mostrará un borde azul fino. Haga clic para seleccionar la cara correcta.
7. Aparecerá el cuadro de diálogo Board Outline Creation Successful , con opciones para elegir qué superficie de la PCB debe alinearse con la superficie seleccionada (normalmente la capa superior) y si el modelo 3D debe ocultarse de la vista y excluirse de la comprobación de reglas de diseño. Si es necesario, estas opciones de ocultación y exclusión pueden modificarse más adelante en el modo Modelos 3D del panel PCB.

Tenga en cuenta que, si mantiene el modelo STEP incrustado en el archivo de PCB o vinculado a él, recibirá una notificación cada vez que cambie el archivo STEP. También se le pedirá que actualice la forma, lo que resulta útil si esta aún está en desarrollo y se prevén actualizaciones.

Creación de primitivas a partir de la forma de la placa

Además de definir la forma de la placa a partir de las primitivas seleccionadas, también es posible crear primitivas a partir de la forma de la placa mediante el comando Design » Board Shape » Create Primitives from Board Shape. Este comando abrirá el cuadro de diálogo Line/Arc Primitives from Board.

El cuadro de diálogo Line/Arc Primitives From Board Shape

Utilice este comando cuando la forma de la placa exista, pero no haya objetos a lo largo de su contorno. Algunas situaciones en las que este comando puede resultar útil son:

• Cuando desee modificar la forma de la placa (o sus recortes) modificando primero las primitivas de pista y arco.

• Cuando necesite un contorno de exclusión para la placa o contornos de exclusión para los recortes de la placa en la capa Keep-Out. Esto se explica con más detalle a continuación, en la sección Consideraciones importantes de diseño al utilizar recortes de placa .

  Si se especifica la capa Keep-Out como capa de destino, los objetos de exclusión específicos por tipo de objeto se colocarán directamente en esa capa (pistas y arcos de exclusión).

Creación de un orificio en la forma de la placa

Se puede colocar un recorte en cualquier lugar del contorno de la placa. Para colocar un recorte, cambie al modo de diseño 2D y utilice el comando Design » Board Shape » Define Board Cutout de los menús principales (también puede utilizar el comando Place » Define Board Cutout en el modo de planificación de la placa). Tenga en cuenta que el recorte es, en realidad, un objeto de región configurado como objeto negativo.

Se ha colocado un recorte en el contorno de la placa.

Consideraciones de diseño importantes al utilizar recortes de placa

Mantener un polígono alejado del borde de un recorte de placa

Los polígonos que se superponen a un recorte de placa definido mediante una región sólida se rellenarán tan cerca del borde del recorte como lo permita la regla de diseño de separación aplicable. Si es necesario, se puede crear una regla de diseño de separación específica que, por ejemplo, se aplique entre IsBoardCutoutRegion y InPolygon.

Definir una trayectoria de fresado alrededor del borde de la placa y de los recortes

Un método habitual para separar la placa terminada del panel de fabricación es fresar su contorno. Los recortes de placa también pueden realizarse mediante fresado. La trayectoria de fresado se define colocando objetos de línea y/o arco en una capa mecánica. Esto puede hacerse manualmente o de forma automática mediante el software.

Para definir una trayectoria de fresado para la placa y sus recortes:

1. Con la placa en el modo de diseño 2D, ejecute el comando Design » Board Shape » Create Primitives From Board Shape. Se abrirá el cuadro de diálogo de primitivas de línea/arco a partir del contorno de la placa.

2. Defina un valor de Width adecuado para los objetos que definirán la trayectoria de fresado. Consulte con su fabricante si tiene dudas al respecto.

3. Seleccione una capa mecánica disponible. Esta capa debe reservarse exclusivamente para definir la trayectoria de fresado.

4. Active la opción Include Cutouts si la placa tiene recortes.

5. Active la opción Route Tool Outline. Cuando esta opción está activada, los objetos de línea/arco se colocan de modo que su borde toque el borde del contorno de la placa y el del recorte.

6. Haga clic en OK para crear los objetos de la trayectoria de fresado en la capa mecánica seleccionada. 

7. La capa mecánica utilizada debe configurarse como capa de fresado. Para ello, acceda a la pestaña Layers & Colors del panel de configuración de la vista. Haga clic con el botón derecho dentro de una tabla de capas y seleccione el comando Add Mechanical Layer. En el cuadro de diálogo Edit Layer que se abre, establezca Layer Type en Route Tool Path.  Este tipo de capa se utiliza para indicar la capa que contiene la información de fresado mecánico.

   Tenga en cuenta que no se permite un nombre definido por el usuario cuando Layer Type está establecido en Route Tool Path. Esto se debe a que las versiones anteriores del software utilizan el nombre de la capa de trayectoria de fresado para identificar la capa que contiene la información de fresado. Mantener un nombre fijo para esta capa garantiza que el diseño siga funcionando correctamente en una versión anterior.

Las imágenes siguientes muestran la trayectoria de fresado definida en una capa mecánica.

Un recorte de placa en la primera imagen, con una trayectoria de fresado definida en la segunda.

Zonas de exclusión y contorno de la placa

Además del contorno de la placa, también debe definir un límite para la colocación de componentes y el enrutado alrededor del borde de la placa. Este límite se puede crear automáticamente a partir del propio contorno de la placa mediante el comando Design » Board Shape » Create Primitives From Board Shape (en el modo de diseño 2D), estableciendo Layer en Keep-Out Layer dentro del cuadro de diálogo Line/Arc Primitives from Board.

También puede hacerlo manualmente colocando objetos en la capa de exclusión. Los objetos colocados en esta capa definen un límite de no-crossing-allowed para los componentes y el enrutado. Normalmente, se busca que los objetos, como los componentes y las pistas, estén a cierta distancia del borde de la placa; esta distancia puede controlarse mediante las reglas de diseño de enrutado y colocación de componentes aplicables. También puede definir otras zonas de exclusión para el enrutado y los componentes destinadas a elementos mecánicos, como cabezas de tornillos u otros requisitos de montaje.

Un límite de exclusión definido mediante objetos de línea estándar colocados en la capa de exclusión (morada).

• Los límites de exclusión pueden definirse colocando cualquier objeto de diseño estándar, como líneas, arcos, rellenos y regiones, en la capa de exclusión. Los objetos colocados en esta capa crean una zona de exclusión en todas las capas de señal.
• También puede definir zonas de exclusión específicas de capa en cualquier capa de cobre. Para ello:

1. Haga clic en la pestaña de la capa deseada.
2. Defina el límite o la superficie de la zona de exclusión colocando objetos de exclusión específicos de capa (submenú Place » Keepout). Estos son objetos estándar con el atributo Keepout activado. Se muestran con el mismo color que la capa y con un borde del color de las zonas de exclusión. Tenga en cuenta que los objetos de exclusión específicos de capa no se incluyen en los archivos de salida Gerber u ODB++.