Compatibilidad con la ingeniería inversa de PCB

Después de importar datos CAM en un documento CAM, observará que la opción Export to PCB aparece atenuada, independientemente del modo actual del CAM Editor (CAM o NC). Este comando le permite realizar ingeniería inversa de un diseño de PCB directamente a partir de archivos CAM. Esto no sigue un proceso regular de exportación/importación, sino que carga los datos directamente en el PCB Editor.

Las siguientes secciones detallan los pasos necesarios para realizar ingeniería inversa de un diseño de PCB a partir de los datos CAM, desde la importación inicial en un documento CAM, pasando por la preparación previa requerida antes de la exportación y, finalmente, la exportación de los datos de diseño al PCB Editor.

Importar datos

El cuadro de Preferences diálogo

El punto de partida de todo el proceso es la carga de archivos ODB++, o de archivos Gerber y NC Drill, en un nuevo documento CAM. Si dispone de una netlist IPC, también debe importarla al importar los datos Gerber y NC Drill. Al importar ODB++, solo importe un archivo IPC si la netlist no está en el directorio ODB++. La netlist IPC le permitirá actualizar las redes extraídas con sus nombres originales y diferenciar entre vías pasantes y pads libres no asociados a componentes.

Los comandos del submenú File » Import buscan archivos con determinadas extensiones dentro de una carpeta dada. Al importar archivos de taladrado, por ejemplo, el directorio especificado filtrará todos los archivos excepto aquellos con extensiones .DR*, .ROU, .RTE, *.NC*, y *.TX* . Si recibe archivos de taladrado con extensiones diferentes de estas, puede ampliar esta lista en la página CAM Editor - Miscellaneous page del cuadro de Preferencesdiálogo. Desde allí, también puede modificar cualquiera de las listas de extensiones predeterminadas asociadas a archivos Gerber, Aperture, HPGL y Netlist.

El cuadro de Preferences diálogo

La página CAM Editor - Import/Export page del cuadro de Preferencesdiálogo le permite cambiar la configuración predeterminada de importación y exportación para archivos Gerber. Por ejemplo, si recibe habitualmente datos CAM generados con P-CAD, podría considerar cambiar el formato de precisión de coordenadas de 2:3 (valores predeterminados de Altium Designer) a 4:4 (valores predeterminados de P-CAD). Si no lo hace, seguirá teniendo la posibilidad de cambiar esta configuración desde su estado predeterminado cada vez que importe un trabajo.

Asignaciones de tipo de capa

El cuadro de Layer Table Detection Templatediálogo

A cada archivo Gerber y Drill individual se le asigna una capa individual. Además, el CAM Editor examina sus nombres durante la importación e intenta asignar a cada uno un tipo de capa. Lo hace de acuerdo con la información del cuadro de Layer Types Detection Templatediálogo, al que se accede seleccionando Tables » Layer Type Detection en el menú principal. Este es un cuadro de diálogo totalmente personalizable que contiene fragmentos de nombres de archivo (extensiones, palabras clave o ambos) que identifican archivos individuales como tipos de capa, como señal, plano negativo, borde, taladrado y capas temporales (mecánicas).

El PCB Editor de Altium Designer, por ejemplo, diferencia las capas Gerber por sus extensiones, como .gtl para la capa superior y .gbl para la capa inferior. Otras herramientas de diseño podrían exportar un archivo .top para la capa superior y un archivo .sol para la capa inferior (de soldadura). Algunas de estas herramientas, como P-CAD, permiten a los usuarios especificar ellos mismos los nombres de salida Gerber.

Después de importar cualquier grupo de archivos CAM, puede abrir el cuadro de Layers Tablediálogo y revisar las asignaciones de tipo que se hayan realizado automáticamente. Puede abrir la lista desplegable del tipo y modificar cualquier asignación. Por ejemplo, observará que todos los archivos de taladrado se configuran automáticamente con el tipo Drill Top. En este momento, quizá quiera distinguir entre conjuntos de taladrado superior, inferior e internos. Sin embargo, esto no es obligatorio.

El cuadro de Layer Table diálogo

Si habitualmente recibe archivos Gerber o de taladrado que no se asignan automáticamente al tipo de capa correcto, debe revisar el nombre del archivo en busca de cualquier característica distintiva mediante la cual CAM Editor pueda identificarlos, y añadirla al cuadro de Layer Types Detection Templatediálogo. ODB++ no necesita usar el cuadro de Layer Types Detection Templatediálogo porque toda la información necesaria para identificar cada capa se almacena en el archivo matrix. Sin embargo, es una buena práctica comprobar las asignaciones de tipo de capa una vez finalizado el proceso de carga.

Apilado de la placa y conjuntos de taladrado

El cuadro de Create/Update Layers Order diálogo

Las capas que se hayan asignado como tipos de señal (superior, inferior o interna) o como planos aparecerán ahora en el cuadro de Create/Update Layers Orderdiálogo, al que se accede seleccionando Tables » Layers Order en el menú principal. En la mayoría de los casos, CAM Editor podrá determinar el stackup a partir de los datos CAM proporcionados, pero en algunos casos todo lo que se proporcionará será el orden lógico (el orden en que se importaron las capas). Lo mejor es asegurarse de que la información de la columna Layer Physical Order sea correcta, siendo el número uno la capa superior. Tenga cuidado de no asignar el mismo número de orden a distintas capas. Una vez que haya especificado un stackup válido, la columna de orden físico tendrá prioridad sobre la lista lógica cuando se vuelva a abrir este cuadro de diálogo y verá las capas enumeradas según su stackup propuesto.

Este mismo orden físico se reflejará en el cuadro de Create/Update Layers Setsdiálogo, al que se accede seleccionando Tables » Layers Sets en el menú principal, donde se hacen coincidir los archivos de taladrado con los conjuntos de capas. Considere una placa de 6 capas (cuatro de señal y dos de plano) con vías ciegas y enterradas. El diseño podría contener cuatro archivos de taladrado separados:

• uno para el par Superior-Inferior (agujeros pasantes)
• uno para el par Superior-InternalPlane1
• uno para el par MidLayer1-MidLayer2
• uno para el par Inferior-InternalPlane2.

Extracción de netlist

Este paso, al que se accede seleccionando Tools » Netlist » Extract en el menú principal, depende de la exactitud de los pasos anteriores. No puede realizarse en absoluto a menos que tenga una asignación de tipo de capa para cada capa de la placa (debería configurar las capas mecánicas como Temporary). Después de ejecutar el comando, se extraerá la información de la netlist y aparecerá una lista de redes en la pestaña Nets  del panel CAMtastic . Cada red se enumera en función de su longitud total. Al hacer clic en cualquier entrada de red del panel, la red se seleccionará y se ampliará en el espacio de diseño.

El CAM Editor rastreará la conectividad de una capa a otra, consultando los archivos NC drill para realizar conexiones entre capas. Por este motivo, el stackup de capas que definió en el cuadro de Create/Update Layers Orderdiálogo y los pares de taladrado que seleccionó en el cuadro de Create/Update Layers Setsdiálogo son precursores críticos para extraer una netlist precisa a partir de los datos CAM.

Si ha incluido un archivo de netlist IPC-D-356 junto con los archivos Gerber y NC Drill importados, puede restaurar los nombres de red originales (y significativos) seleccionando Tools » Netlist » Rename Nets en el menú principal. Después de ejecutar el comando, se compararán las redes y aquellas que se extrajeron del documento actual se renombrarán utilizando los nombres de red del archivo de netlist IPC. Los nombres actualizados aparecerán en la pestaña Nets  del panel CAMtastic .

Aunque la información de la netlist IPC-D-356 no es esencial para la exportación, sí es conveniente. Su presencia ayudará al CAMtastic Editor a separar los pads de las vías y, por tanto, conducirá a la creación correcta de vías en lugar de pads para cualquier vía ciega o enterrada en el diseño. Pero, lo que es mucho más importante, una netlist IPC le proporciona una referencia con la que se puede comparar la netlist extraída al seleccionar Tools » Netlist » Compare en el menú principal. Después de ejecutar el comando, se realizará la comparación y se generará y abrirá como documento activo en la ventana principal de diseño un informe, Netlist-Compare.rpt. El informe enumera cada una de las redes que se encontraron en la netlist importada pero que faltan en la netlist extraída.

Si la netlist IPC se ha importado correctamente, verá que se añaden dos capas a la lista de capas en el panel CAMtastic : <fabrication_testpoint_report_for_DesignName>.ipc_t y <fabrication_testpoint_report_for_DesignName>.ipc_b, que reflejan la información de netlist para las capas de señal superior e inferior. (Aparecerá una tercera capa, <fabrication_testpoint_report_for_DesignName>.ipc_in, si su diseño de PCB tiene capas de señal internas. A menos que tenga vías ciegas y/o enterradas que involucren estas capas, esta tercera capa estará vacía y puede dejarse o eliminarse de la lista de capas).

En las netlists IPC generadas desde el PCB Editor, observará que la función de comparación del CAM Editor normalmente encontrará una serie de "redes faltantes" sin nombre. Esto se debe a que el formato IPC del PCB Editor incluye redes de un solo pin. El CAM Editor, por su parte, ignora los pads sin conexiones de cobre en lo que respecta a la netlist. De hecho, su DRC tiene una opción para eliminar pads no funcionales.

Bordes y planos

Cuando el CAM Editor exporta un archivo PCB al PCB Editor, se generará automáticamente un contorno de placa. Para hacerlo de forma inteligente, es necesario que haya una polilínea cerrada presente en una capa de tipo Border. Si no se encuentran polilíneas cerradas en esta capa, o si se han designado varias capas como bordes en el cuadro de diálogo Layers Table, probablemente no obtendrá la forma de placa deseada.

Cualquier división en sus planos internos también debe definirse mediante polilíneas cerradas. Para determinar si una polilínea está cerrada, consúltela (atajo Q). Puede comprobar si se resalta toda la polilínea y si se informa como polilínea cerrada en la pestaña Info del panel CAM. Si no es así, puede convertir lo que tenga en una polilínea cerrada con el comando Join del submenú Edit » Objects.

Las secciones de plano dividido pueden requerir algo de trabajo adicional porque cada división necesita su propio recinto de "burbuja". Aunque los planos tipo isla pueden unirse como se describió anteriormente, los planos divididos que comparten sus contornos con otras divisiones o con la polilínea de borde deben volver a dibujarse. Para dibujar su propia polilínea cerrada, haga clic con el botón derecho después de seleccionar su vértice final y, a continuación, elija Close.

Los planos anidados (islas dentro de planos divididos) no son compatibles actualmente.

Exportación de polígonos

La página CAM Editor - Import/Export del cuadro de diálogo Preferences proporciona opciones adicionales para controlar cómo se exportan los polígonos del documento CAM al documento PCB. Si los polígonos tienen forma rectangular, pueden crearse como rellenos en el documento PCB. Para polígonos no rectangulares, puede crear vertidos poligonales rayados o sólidos en el PCB Editor. Se proporciona acceso a cuadros de diálogo de opciones para estos dos tipos de vertido poligonal, lo que brinda un mayor control sobre cómo se gestionarán los polígonos exportados en el lado PCB.

Al habilitar la opción Create Hatched Polygons, el CAM Editor utilizará un único tamaño de cuadrícula y un único ancho de pista para rellenar todos los polígonos de su archivo. Si sus datos CAM incluyen polígonos muy pequeños, debe asegurarse de que las opciones de exportación estén ajustadas a ese nivel.

El cuadro de diálogo Polygon Options, al que se accede haciendo clic en el botón Hatched Polygon Options asociado, le permite modificar el tamaño de cuadrícula, el ancho de pista y la longitud mínima de primitiva para sus polígonos. Si desea que sus polígonos queden completamente rellenos con alta precisión, entonces todos estos valores deben mantenerse dentro de un margen ajustado en torno a los requisitos más pequeños de su placa. De lo contrario, podría arriesgarse a tener espacios en blanco dentro de sus polígonos, patrones rayados en lugar de rellenos completos o incluso que se omitan polígonos enteros durante la exportación.

El cuadro de diálogo Polygon Options

Estos valores, por otro lado, se aplicarán a todos los polígonos exportados, por lo que valores muy pequeños incrementarán el tamaño y los problemas de gestión relacionados (como la velocidad de redibujado) del archivo exportado. Debido a ello, es mejor usar los valores más altos posibles que sigan proporcionando la precisión requerida para todos los polígonos de su placa.

Al habilitar la opción Create Solid Polygons, cada polígono se rellenará con una o más regiones sólidas de cobre. El número de regiones de cobre utilizadas depende del número de áreas individuales creadas dentro del polígono por los objetos de red existentes, como pistas y pads.

El cuadro de diálogo Solid Polygon Options

El cuadro de diálogo Solid Polygon Options, al que se accede haciendo clic en el botón Solid Polygon Options asociado, le permite determinar cómo se gestionan las islas de cobre y las redes de cobre estrechas, así como el comportamiento del vertido cuando se vierte sobre objetos de red que pertenecen a la misma red que el vertido de cobre:

• Pour Over All Same Net Objects - elija esta opción si desea que un vertido poligonal se conecte automáticamente a todos los objetos de la misma red que el vertido

• Pour Over Same Net Polygons Only - elija esta opción (predeterminada) si desea que el vertido poligonal se conecte automáticamente solo a los objetos de vertido poligonal dentro de su límite, asociados a la misma red

• Don't Pour Over Same Net Objects - elija esta opción si específicamente no desea que el vertido poligonal se conecte a ningún otro objeto de red. Si se elige cualquiera de las dos primeras opciones y el vertido poligonal se asigna a No Net, se verterá alrededor de todos los objetos independientemente de sus asignaciones de red.

Exportar a PCB

Después de que se haya extraído una netlist de sus datos CAM, el comando File » Export » Export to PCB quedará habilitado. La ejecución de este comando, una vez realizados todos los pasos necesarios, creará un documento PCB que contiene un diseño de placa muy parecido al original.

Después de iniciar el comando, se generará un nuevo documento PCB (<CAMDocumentName>.PcbDoc) y se abrirá como documento activo en el espacio de diseño. La secuencia real de eventos en la transferencia de información entre el documento CAM y el documento PCB es la siguiente:

1. El documento PCB se crea con un contorno de placa basado en el tamaño actual de la placa en el documento CAM.

2. Los objetos de red se crean en el documento PCB, utilizando la información de red extraída del documento CAM.

3. La configuración del apilado de capas se genera en función del orden de capas físicas definido en el documento CAM (cuadro de diálogo Create/Update Layers Order, accesible mediante Tables »  Layers Order).

4. Las redes se asignan a todos los planos internos.

5. Se asignan redes a todos los planos divididos existentes. Estos pueden ser 

6. Se crean reglas de diseño de separación, ancho y estilo de conexión de plano de potencia. Se crean conexiones de alivio para cada red de plano.

7. Los padstacks se construyen a partir de los datos CAM (usando pads en las capas de señal/plano en el orden físico, seguidos por taladrado, máscara, pasta, etc.). Los padstacks se cargan en el PCB y se define el estilo requerido (simple o padstack completo).

8. Se crean las pistas PCB.

9. Se realiza una comprobación DRC para toda la placa.