El editor de PCB es un entorno de diseño controlado por reglas en el que puede definir muchos tipos de restricciones de diseño que pueden verificarse para garantizar la integridad de la placa. La función DRC en línea supervisa las reglas habilitadas mientras trabaja y resalta de inmediato cualquier infracción de diseño detectada. Como alternativa, también puede ejecutar un DRC por lotes para comprobar que el diseño cumple con las reglas y generar un informe que detalle las reglas habilitadas y cualquier infracción detectada.
Anteriormente en el tutorial, examinó y configuró algunas restricciones de diseño, incluidas la separación eléctrica, el ancho de enrutamiento y el estilo de vía de enrutamiento. Además de estas, hay varias otras reglas de diseño que se definen automáticamente cuando se crea una nueva placa.
Configuración y ejecución de una comprobación de reglas de diseño (DRC)
Main page: Configuración y ejecución de un DRC
El diseño se comprueba en busca de infracciones ejecutando la comprobación de reglas de diseño (DRC). Tanto el DRC en línea como el DRC por lotes se configuran en el cuadro de diálogo Design Rule Checker , al que se accede seleccionando el comando Tools » Design Rule Check en los menús principales.
Una comprobación de reglas de diseño se ejecuta haciendo clic en el botón Messages , donde se enumeran todas las infracciones detectadas. Si la opción Create Report File ha sido habilitada en el cuadro de diálogo, se abrirá un Design Rule Verification Report en una pestaña de documento independiente. El informe detalla las reglas habilitadas para la comprobación, el número de infracciones detectadas y los detalles específicos sobre cada infracción.
Seleccione el comando Tools » Design Rule Check en los menús principales para abrir el cuadro de diálogo Design Rule Checker .
En la página Report Options del cuadro de diálogo, asegúrese de que la opción Create Report File esté habilitada.
En la página Rules To Check del cuadro de diálogo, haga clic con el botón derecho en el área de la cuadrícula y seleccione la entrada Batch DRC - Used On .
Deshabilite el DRC por lotes para las reglas de punto de prueba. Para hacerlo, seleccione la sección Testpoint en el árbol y deshabilite las casillas de verificación Batch para los cuatro tipos de reglas de esta categoría.
Haga clic en el botón Design Rule Checker se cerrará y se abrirá el informe. Incluirá (como mínimo):
4 infracciones de Ancho mínimo de franja de máscara de soldadura: el ancho mínimo de una franja de máscara de soldadura es menor que el valor permitido.
4 infracciones de Restricción de separación: el valor de separación eléctrica medido entre objetos en capas de señal es menor que la cantidad mínima especificada.
La sección superior del informe detalla las reglas habilitadas para la comprobación y el número de infracciones detectadas. Haga clic en una regla para ir a esas infracciones y examinarlas.
La sección inferior del informe muestra cada regla que se está infringiendo, seguida de una lista de los objetos infractores. Haga clic en una entrada de infracción para ir a ese objeto en la PCB.
Las infracciones detectadas también se enumerarán en el panel Messages que se abre.
Localización y resolución de infracciones
Main page: Examen y resolución de infracciones de diseño
Como diseñador, tiene que localizar una infracción en la PCB, determinar su condición y cuánto ha fallado realmente, y encontrar la forma más adecuada de resolverla.
Notas sobre la localización y resolución de infracciones
Altium Designer tiene dos técnicas para mostrar las infracciones de reglas de diseño:
Superposición de infracciones: las infracciones se identifican indicando la primitiva infractora mediante un patrón (de forma predeterminada, círculos verdes con cruces).
Detalles de la infracción: la naturaleza de las infracciones se detalla mediante un valor numérico que muestra la restricción que está fallando y/o un icono que indica el sitio y el tipo de infracción.
A continuación se muestra un ejemplo de una infracción de separación. Se utilizan ambas técnicas anteriores para indicar la infracción. Los pads infractores se resaltan mediante un patrón. Además, la infracción se indica mediante las flechas blancas y el texto <0.25mm , que indica que este espacio es menor que el mínimo de 0,25 mm permitido por la restricción.
Para localizar una infracción, haga clic en el enlace de la sección inferior del archivo de informe que detalla las infracciones específicas o haga doble clic en una entrada del panel Messages .
Las entradas de infracción en el informe y en el panel Messages también incluyen detalles sobre cuánto ha fallado una infracción. El valor real se detalla junto con el valor de restricción especificado (por ejemplo, 0.017mm < 0.254mm ).
Resolución de infracciones de separación
En el diseño del tutorial, hay cuatro infracciones de la restricción de separación entre pads de huellas de transistores. Hay dos formas de resolver estas infracciones:
Disminuir el tamaño de los pads de la huella del transistor para aumentar la separación entre los pads, o
Configurar la restricción para permitir una separación menor entre los pads de la huella del transistor.
Dado que la separación de 0,25 mm es bastante generosa y la separación real es bastante cercana a este valor (0,22 mm), una buena opción en esta situación sería configurar las reglas para permitir una separación menor. Esta solución es aceptable en esta situación porque el único otro componente con pads pasantes es el conector, que tiene pads espaciados a 1 mm. Si este no fuera el caso, la mejor solución sería agregar una segunda restricción de separación dirigida solo a los pads del transistor, como se hizo con las reglas de expansión de la máscara de soldadura.
Haga clic en la pestaña del documento PCB en la parte superior del espacio de diseño para convertirlo en el documento activo.
Seleccione el comando Design » Constraint Manager en los menús principales para abrir el Constraint Manager.
En la vista Clearances del Constraint Manager, haga clic dentro de la celda All Nets / All Nets de la matriz de separación.
Cambie el valor TH Pad – to – TH Pad a 0,22 mm en la región de cuadrícula inferior. Para hacerlo, haga clic en la celda, escriba 0.22 y pulse Enter
Guarde los cambios en el Constraint Manager (File » Save to PCB ).
Resolución de infracciones de ancho mínimo de franja de máscara de soldadura
La máscara de soldadura es una capa delgada, similar a una laca, aplicada a la superficie exterior de la placa, que proporciona una cobertura protectora y aislante para el cobre. En la máscara se crean aberturas para que los componentes y los conductores se suelden al cobre. Son estas aberturas las que se muestran como objetos en la capa de máscara de soldadura en el editor de PCB (tenga en cuenta que la capa de máscara de soldadura se define en negativo: los objetos que ve se convierten en huecos en la máscara de soldadura real).
Durante la fabricación, la máscara de soldadura se aplica utilizando diferentes técnicas. El método de menor costo es serigrafiarla sobre la superficie de la placa a través de una máscara. Para tener en cuenta los problemas de alineación de capas, las aberturas de la máscara suelen ser más grandes que los pads, lo que se refleja en el valor de expansión de 4 mil (~0,1 mm) utilizado en la regla de diseño predeterminada.
Existen otras técnicas para aplicar la máscara de soldadura que ofrecen un registro de capas de mayor calidad y una definición de formas más precisa. Si se utilizan estas técnicas, la expansión de la máscara de soldadura puede ser menor o incluso cero. Reducir la abertura de la máscara disminuye la probabilidad de tener rebabas estrechas de máscara de soldadura o infracciones de separación entre la serigrafía y la máscara de soldadura.
Una infracción de rebaba estrecha de máscara de soldadura. El color púrpura representa la expansión de la máscara de soldadura alrededor de cada pad.
Para ver los detalles de las infracciones de ancho mínimo de rebaba de máscara de soldadura, debe estar habilitada la visualización de la máscara de soldadura. Use el panel View Configuration para configurar la visibilidad de las capas.
Las infracciones como estos problemas de máscara de soldadura no se pueden resolver sin tener en cuenta la técnica de fabricación que se utilizará para producir la placa terminada.
Por ejemplo, si esta fuera una placa multicapa compleja para un producto de alto valor, entonces es probable que se empleara una tecnología de máscara de soldadura de alta calidad, lo que permitiría una expansión de máscara de soldadura pequeña o nula. Sin embargo, una placa sencilla de doble cara como la de este tutorial tiene más probabilidades de fabricarse como un producto de bajo costo, lo que requiere el uso de una tecnología de máscara de soldadura económica. Eso significa que resolver las infracciones de rebaba estrecha de máscara de soldadura reduciendo la expansión de la máscara de soldadura para toda la placa no es una solución adecuada.
Como en muchos aspectos del diseño de PCB, la solución consiste en hacer concesiones bien pensadas y de forma focalizada para minimizar su impacto.
Para resolver esta infracción, puede:
Aumentar la abertura de la máscara de soldadura para eliminar completamente la máscara entre los pads del transistor, o
Disminuir el ancho mínimo aceptable de la rebaba estrecha, o
Disminuir la abertura de la máscara para ensanchar la rebaba hasta un ancho aceptable.
Esta es una decisión de diseño que se tomaría a la luz de su conocimiento del componente y de la tecnología de fabricación y ensamblaje que se va a utilizar. Abrir la máscara para eliminar por completo la rebaba de máscara entre los pads del transistor significa que existe una mayor probabilidad de crear puentes de soldadura entre esos pads, mientras que disminuir la abertura de la máscara seguirá dejando una rebaba, que puede ser aceptable o no, y también introducirá la posibilidad de problemas de registro entre la máscara y el pad.
Para este tutorial, hará una combinación de la segunda y la tercera opción: disminuir el ancho mínimo de rebaba a un valor adecuado para la configuración utilizada en esta placa y también disminuir la expansión de la máscara, pero solo para los pads del transistor.
El primer paso es reducir el ancho de rebaba permitido. Abra la vista All Rules del Constraint Manager haciendo clic en el botón correspondiente en la parte superior del Constraint Manager.
En el árbol del lado izquierdo, busque y seleccione el tipo de regla Solder Mask Sliver en la categoría Manufacturing , luego seleccione la regla existente llamada MinimumSolderMaskSliver en el área principal de la cuadrícula.
Un valor igual a la separación entre pads de 0.22 mm (~8.7 mil) será aceptable para un diseño como este. Edite el valor de Minimum Solder Mask Sliver para que sea 0.22 en la región de restricciones de la regla.
El siguiente paso es agregar una regla de expansión de máscara solo para los transistores que reduzca la expansión de la máscara a cero. Hacer esto significará que la abertura en la máscara de soldadura tendrá el mismo tamaño que el pad, haciendo que el ancho de la rebaba de máscara de soldadura entre los pads sea igual a la distancia de separación entre los pads (0.22 mm). Haga clic en el tipo de regla Solder Mask Expansion en la categoría Mask del árbol del lado izquierdo para mostrar las reglas existentes de este tipo. Debe haber una regla llamada SolderMaskExpansion que especifica un valor de expansión de 0.1016 mm (4 mil).
Dado que solo los pads del transistor están en infracción, no editará este valor. En su lugar, creará una nueva regla.
Para agregar una nueva regla Solder Mask Expansion, haga clic con el botón derecho en un espacio libre del área principal de la cuadrícula y seleccione Add Custom Rule en el menú contextual. Se creará una nueva regla llamada SolderMaskExpansion_1 .
Haga doble clic en el nombre de la nueva regla en el área principal de la cuadrícula y escriba SolderMaskExpansion_Transistor para cambiar su nombre.
Haga clic en la regla para mostrar su configuración en la parte inferior del Constraint Manager.
Defina el alcance de la nueva regla. Se puede crear una consulta de alcance utilizando la función Query Builder. Haga clic en el botón Object Match y seleccione el comando Open Query Builder . En el cuadro de diálogo Building Query from Board que se abre, seleccione Associated with Footprint en el desplegable de la columna Condition Type / Operator , luego seleccione ONSC-TO-92-3-29-11 en el desplegable de la columna Condition Value . Después de hacer clic en OK en el cuadro de diálogo, la consulta HasFootprint('ONSC-TO-92-3-29-11') aparecerá en el campo Object Match .
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1
Javascript ID: Tutorial_CM_SolderMaskExpansion_New_Query_AD25_2
Establezca los valores 0 para Expansion top y Expansion bottom .
Guarde los cambios en el Constraint Manager (File » Save to PCB ).
Cierre el Constraint Manager haciendo clic con el botón derecho en su pestaña en la parte superior del espacio de diseño y seleccionando el comando Close Multivibrator.PcbDoc [Constraints] en el menú contextual.
Guarde el documento PCB localmente haciendo clic con el botón derecho en su entrada en el panel Projects y seleccionando Save en el menú contextual.
Ejecución de una comprobación de reglas de diseño después de resolver las infracciones
Ahora, vuelva a ejecutar la DRC para asegurarse de que todas las infracciones se hayan resuelto.
Confirme siempre que tiene un Design Rule Verification Report limpio antes de generar las salidas.
Abra el cuadro de diálogo Design Rule Checker (Tools » Design Rule Check ) y asegúrese de que la opción Create Report File esté habilitada en la página Report Options .
Haga clic en el botón
Se generará un nuevo informe y se abrirá en una pestaña de documento independiente. Asegúrese de que no contenga ninguna infracción de reglas.
Si hay infracciones, resuélvalas y luego vuelva a generar el informe.
Elimine del proyecto el informe DRC generado. Se generará durante el proceso de liberación del diseño. Para hacerlo, busque el archivo del informe bajo la entrada Generated\Documents en el panel Projects , haga clic con el botón derecho sobre él y seleccione el comando Remove from Project . En el cuadro de diálogo Remove from project que se abre, elija la opción Delete file .
Cierre todos los documentos que estén abiertos actualmente. Puede hacerlo haciendo clic con el botón derecho en una pestaña de documento en la parte superior del espacio de diseño y seleccionando el comando Close All Documents en el menú contextual.
Guarde el proyecto en el Workspace. Para hacerlo, haga clic en el control Save to Server junto a la entrada del proyecto en el panel Projects , introduzca un comentario significativo en el campo Comment del cuadro de diálogo Save to Server que se abre (por ejemplo, PCB design complete), y luego haga clic en el botón OK .
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