Création d’une empreinte de PCB

La zone qu’occupe le composant sur la carte fabriquée est définie par l’empreinte du composant. Une empreinte typique comprend des pastilles et une sérigraphie de composant, et peut également inclure tout autre détail mécanique requis. Dans l’exemple d’empreinte ci-dessous, la majeure partie du contour du composant est définie sur une couche mécanique (les lignes vertes) plutôt que sur la sérigraphie (jaune), car ce composant sera monté de façon à surplomber une découpe dans la carte.

 
L’empreinte définit l’espace occupé par le composant et fournit les points de connexion entre les broches/pastilles du composant et le routage sur la carte.

Le composant monté sur cette empreinte peut être modélisé à l’aide d’objets 3D Body. L’objet 3D Body est utilisé comme conteneur dans lequel un modèle générique au format MCAD peut être importé, comme illustré dans l’image ci-dessous.

Un modèle MCAD approprié peut être importé dans un objet 3D Body.

Même avec un vaste ensemble de ressources fournissant des composants PCB prêts à l’emploi (comme le Manufacturer Part Search panel), il est probable qu’à un moment de votre carrière, vous ayez besoin de créer un composant PCB personnalisé. Les empreintes de composants PCB sont créées dans l’éditeur PCB Footprint à l’aide du même ensemble d’objets primitifs que ceux disponibles dans l’éditeur PCB. En plus des empreintes, les logos d’entreprise, les définitions de fabrication et d’autres objets requis lors de la conception de la carte peuvent également être enregistrés en tant que composants PCB.

Création d’une nouvelle empreinte PCB

Les empreintes peuvent être créées directement dans votre Workspace connecté. Pour ce faire :

1. Sélectionnez File » New » Library dans les menus principaux, puis, dans la boîte de dialogue New Library qui s’ouvre, sélectionnez Create Library Content » Footprint dans la zone Workspace de la boîte de dialogue.

   
   Créez une nouvelle empreinte Workspace à l’aide de la boîte de dialogue New Library

2. Dans la boîte de dialogue Create New Item qui s’ouvre, saisissez les informations requises, assurez-vous que l’option Open for editing after creation est activée, puis cliquez sur OK. L’empreinte Workspace sera créée et l’éditeur temporaire PCB Footprint s’ouvrira, en présentant un document .PcbLib comme document actif. Ce document sera nommé selon le couple Item-Revision, au format :<Item><Revision>.PcbLib (par exemple, PCC-001-0001-1.PcbLib). Utilisez ce document pour définir l’empreinte comme décrit ci-dessous.

   
   Exemple de modification de la révision initiale d’une empreinte Workspace – l’éditeur temporaire d’empreinte PCB fournit le document permettant de définir votre empreinte.

3. Lorsque l’empreinte est définie comme souhaité, enregistrez-la dans le Workspace à l’aide du contrôle Save to Server à droite de l’entrée de l’empreinte dans le panneau Projects. La boîte de dialogue Edit Revision apparaîtra ; vous pourrez y modifier le nom, la description et ajouter des notes de publication si nécessaire. Le document et l’éditeur se fermeront après l’enregistrement.

Une empreinte Workspace enregistrée peut être utilisée lors de la définition d’un composant à l’aide du Component Editor en mode Single Component Editing mode ou en mode Batch Component Editing mode.

Les empreintes Workspace peuvent être parcourues à l’aide du panneau Components. Activez la visibilité des modèles en cliquant sur le bouton  en haut du panneau et en sélectionnant Models, puis sélectionnez la catégorie Footprints.

Pour modifier une empreinte Workspace, cliquez avec le bouton droit sur son entrée dans le panneau Components et sélectionnez la commande Edit. Une fois encore, l’éditeur temporaire s’ouvrira, avec l’empreinte ouverte pour modification. Apportez les changements nécessaires, puis enregistrez le document dans la révision suivante de l’empreinte Workspace.

Définition d’une empreinte PCB

Les empreintes sont toujours construites sur la face supérieure, quel que soit le côté final de la carte sur lequel elles sont placées, en utilisant le même ensemble d’outils et d’objets de conception disponibles dans l’éditeur PCB. Les attributs spécifiques à une couche, tels que les pastilles CMS et les définitions de masque de soudure, sont automatiquement transférés vers les couches inférieures appropriées lorsque vous retournez l’empreinte de l’autre côté de la carte lors du placement du composant.

Les objets de conception peuvent être placés sur n’importe quelle couche ; toutefois, le contour est normalement créé sur la couche Top Overlay (sérigraphie) et les pastilles sur la couche multi-couche (pour les broches de composants traversants) ou sur la couche de signal supérieure (pour les broches de composants montés en surface). Lorsque vous placez l’empreinte sur un PCB, tous les objets qui la composent seront affectés à leurs couches définies.

Vues 2D et 3D d’une empreinte pour un composant joystick. L’image 3D montre le modèle STEP importé pour le composant. Notez que les pastilles et la sérigraphie du composant sont visibles sous le modèle STEP.

La séquence typique de création manuelle d’une empreinte de composant est la suivante :

1. Préparez l’espace de conception : définissez les options d’accrochage, configurez les grilles et les guides - en savoir plus.

2. Les empreintes doivent être construites autour du point de référence de l’espace de conception situé au centre de l’éditeur d’empreintes PCB. Ce point de référence est en réalité l’origine relative de l’espace de conception et c’est le point par lequel l’empreinte du composant est saisie par le curseur lors des opérations de placement et de déplacement (selon le Object Snap Options actuel dans la page PCB Editor – General de la boîte de dialogue Preferences). Utilisez les touches de raccourci J, R pour accéder directement au point de référence. Si vous avez oublié de vous déplacer vers le point de référence avant de commencer à construire votre empreinte, vous pouvez ramener le point de référence à votre empreinte à l’aide des commandes du sous-menu Edit » Set Reference :

   • Pin 1 - définir le point de référence du composant comme étant la broche 1 de l’empreinte du composant.

   • Center - définir le point de référence du composant comme étant le centre de l’empreinte du composant.

   • Location - définir le point de référence du composant sur un emplacement défini par l’utilisateur.

   Le point choisi sera défini sur 0,0 : il devient la nouvelle origine relative et tous les objets primitifs verront leurs emplacements mis à jour par rapport à ce point.

3. Placez les pastilles (Place » Pad) conformément aux exigences du composant. Après avoir exécuté la commande Place Pad mais avant de placer la première pastille, appuyez sur la touche Tab pour ouvrir le panneau Properties afin de définir toutes les propriétés de la pastille, y compris le Designator, le Size and Shape, le Layer et le Hole Size de la pastille (pour une pastille traversante). Le désignateur s’incrémente automatiquement pour les placements de pastilles suivants. Pour une pastille montée en surface, définissez le Layer sur Top Layer. Pour une pastille traversante, définissez le Layer sur Multi-Layer.

   Certaines empreintes nécessitent des pastilles de forme irrégulière. Cela peut être réalisé à l’aide d’objets pastille de forme personnalisée. Pour en savoir plus, consultez la page Customizing a Pad Stack.
   • L’une des procédures les plus importantes lors de la création d’une nouvelle empreinte de composant consiste à placer les pastilles qui seront utilisées pour souder le composant au PCB. Celles-ci doivent être placées exactement aux bonnes positions pour correspondre aux broches du dispositif physique.
   • Une certaine attention doit également être portée à la désignation des pastilles, car c’est cette propriété qu’Altium Designer utilise lors de la correspondance avec les numéros de broche du symbole schématique.

4. Pour garantir un placement précis des pastilles, envisagez de configurer une grille spécifiquement pour cette tâche. Utilisez les touches de raccourci Ctrl+G pour ouvrir la boîte de dialogue Cartesian Grid Editor dialog et la touche Q pour basculer la grille de l’impérial au métrique.

5. Pour placer avec précision une pastille tout en la déplaçant avec la souris, utilisez les touches fléchées du clavier pour déplacer le curseur selon les incréments de grille actuels. De plus, maintenir Shift enfoncé déplacera par pas de 10 fois la grille. La position actuelle X, Y est affichée dans la barre d’état ainsi que dans l’affichage Heads Up. L’affichage Heads Up contient à la fois la position et le delta entre le dernier clic et la position actuelle du curseur. Utilisez le raccourci Shift+H pour activer ou désactiver l’affichage Heads Up. Vous pouvez aussi double-cliquer pour modifier une pastille déjà placée et saisir les coordonnées X et Y requises dans le panneau Properties .

6. Pour vérifier une distance entre deux points dans l’espace de conception, utilisez Reports » Measure Distance (raccourci Ctrl+M). Suivez les invites dans la barre d’état.

7. Les attributs spécifiques aux pastilles, tels que le masque de soudure et le masque de pâte, sont automatiquement calculés en fonction des dimensions de la pastille et des règles de conception de masque applicables. Bien que les paramètres de masque puissent être définis manuellement pour chaque pastille, cela complique leur modification ultérieure pendant le processus de conception de la carte. En général, cela n’est fait que lorsqu’il n’est pas possible de cibler les pastilles à l’aide des règles de conception. Notez que les règles sont définies dans l’éditeur PCB pendant la conception de la carte.

8. Utilisez des pistes, des arcs et d’autres objets primitifs pour définir le contour du composant qui apparaît sur la sérigraphie du PCB sur la couche Top Overlay. Si le composant est retourné sur la face inférieure de la carte lors du placement, la sérigraphie est automatiquement transférée vers la couche Bottom Overlay.

9. Placez des pistes et d’autres objets primitifs sur une couche mécanique pour définir des détails mécaniques supplémentaires, comme une cour de placement. Les couches mécaniques sont des couches à usage général. Vous devez attribuer la fonction de ces couches et les utiliser de manière cohérente dans l’ensemble de vos empreintes.

10. Placez des objets 3D Body pour définir la forme tridimensionnelle du composant physique à monter sur le PCB.

    Un objet 3D Body ajouté à une empreinte peut faire référence à un modèle 3D téléversé dans le Workspace connecté.

11. Les chaînes Designator et Comment sont automatiquement ajoutées à la couche Overlay de l’empreinte lors du placement dans l’espace de conception PCB. Des chaînes supplémentaires Designator et Comment peuvent être incluses en plaçant les chaînes spéciales .Designator et .Comment sur une couche mécanique.

    Lors du placement des chaînes Designator et Comment, une paire de couches doit être définie dans l’éditeur PCB. Cela garantit que les chaînes seront liées au côté de la carte sur lequel le composant est monté et devront basculer de l’autre côté de la carte lorsque le composant est retourné. Pour plus d’informations, consultez la section Handling Special Layer-specific Requirements ci-dessous.

12. Définissez les propriétés de l’empreinte (par exemple son nom et sa description) dans l’onglet Footprint du panneau Properties en mode Library Options (actif lorsqu’aucun objet n’est sélectionné dans l’espace de conception, accessible à l’aide de la commande Tools » Footprint Properties dans les menus principaux). Reportez-vous à la section ci-dessous pour en savoir plus sur les options et contrôles disponibles sous l’onglet Footprint du panneau.

Préparation de l’espace de conception

Par défaut, les grilles sont affichées sous forme de points. Si vous le préférez, elles peuvent être affichées sous forme de lignes. Cela se configure dans la boîte de dialogue Grid Editor, accessible en cliquant sur le bouton Properties dans le panneau Properties, comme illustré dans l’image ci-dessous. Vous pouvez aussi appuyer sur le raccourci Ctrl+G pour ouvrir la boîte de dialogue.

Dans l’image, la grille fine est affichée sous forme de points et la grille grossière sous forme de lignes.

Panneau Properties

Lorsque vous modifiez une empreinte dans l’éditeur d’empreintes PCB et qu’aucun objet de conception n’est actuellement sélectionné dans l’espace de conception, le panneau Properties présente le Library Options.

Les sections repliables suivantes contiennent des informations sur les options et contrôles disponibles sous l’onglet General du panneau :

Les sections repliables suivantes contiennent des informations sur les options et contrôles disponibles sous l’onglet Footprint du panneau :

Lorsqu’un objet de conception est sélectionné, le panneau présente des options spécifiques à ce type d’objet. Le tableau suivant répertorie les types d’objets pouvant être placés dans l’espace de conception d’empreinte PCB – cliquez sur un lien pour accéder à la page des propriétés de cet objet.

Solder and Paste Mask Expansions

Pour vérifier que les masques de soudure et/ou de pâte ont été correctement définis dans l’éditeur d’empreintes PCB, ouvrez le panneau View Configuration panel et activez l’option d’affichage () pour chaque couche de masque.

L’anneau qui apparaît autour du bord de chaque pastille dans la couleur de la couche Top Solder Mask représente le bord de la forme du masque de soudure dépassant, selon la valeur d’expansion, sous la pastille multicouche, car multi-layer se trouve en tête de l’ordre de dessin des couches ; il est dessiné au-dessus. Le Layer Drawing Order est défini sur la page PCB Editor - Display page de la boîte de dialogue Preferences dialog).

L’image ci-dessous montre une empreinte PCB avec une bordure violette (couleur de la couche Top Solder Mask) qui apparaît autour du bord de chaque pastille.

Pour parcourir rapidement les couches, utilisez le mode Single Layer Mode (Shift+S) en combinaison avec Ctrl+Shift+Wheel roll.

Prise en charge des paramètres

Les paramètres appliqués aux objets dans Altium Designer offrent un moyen puissant et flexible d’ajouter des informations supplémentaires à une conception PCB. Appliqués comme propriétés de l’objet parent, les paramètres peuvent être appliqués à différents niveaux, notamment les projets, les documents, les modèles et les objets individuels dans un document de conception.

Les paramètres qui deviennent disponibles dans l’espace PCB peuvent être utilisés pour filtrer des requêtes, des règles de conception, des scripts et des variantes, et peuvent être appliqués dans les empreintes de composants PCB pour invoquer des chaînes personnalisées dans les empreintes placées.

Paramètres via un ordre de modification technique

Les capacités des paramètres PCB reposent sur des fonctionnalités incluses dans le mécanisme ECO et le document PCB, qui permettent de transférer et de conserver dans l’espace PCB des paramètres de composants définis par l’utilisateur. Il s’agit d’un transfert à sens unique et les paramètres transmis sont en lecture seule dans le domaine PCB.

Le transfert des paramètres s’effectue en créant un ECO du schéma vers le PCB avec la commande de menu Design » Update PCB Document .

Lorsque l’ECO est exécuté (à l’aide du bouton Execute Changes ), tout nouveau paramètre de composant schématique défini par l’utilisateur sera transféré vers la référence d’empreinte correspondante dans la conception PCB. 

Pour afficher les paramètres transférés dans l’éditeur PCB, double-cliquez sur un composant pour ouvrir le panneau Properties puis choisissez l’onglet Parameters . L’onglet répertorie les paramètres utilisateur actuels affectés à l’empreinte du composant sélectionné. Les paramètres d’une empreinte de composant sélectionnée sont également disponibles dans le panneau Components .

Liens de référence d’information

Le domaine PCB accepte automatiquement les paramètres prédéfinis ComponentLink provenant du schéma. Ceux-ci sont définis comme des paires de paramètres (Description et URL du lien) qui établissent normalement des liens de référence vers des fichiers spécifiques ou des emplacements Internet – généralement un site web de fabricant ou une URL de fiche technique.

Dans l’espace de conception schématique comme PCB, les liens sont accessibles depuis le menu contextuel par clic droit lorsque vous survolez un composant (sous les options du sous-menu References ). Les paramètres spécialisés sont ajoutés dans le panneau Properties , et lorsqu’ils sont transférés dans l’espace PCB, ils apparaissent comme un paramètre d’empreinte de composant. 

Paramètres dans les empreintes source

Les paramètres transmis au PCB peuvent être utilisés pour fournir des informations supplémentaires de fabrication de carte ou fonctionnelles via les empreintes de composants. En ajoutant des chaînes de paramètres spéciales aux empreintes au niveau de la bibliothèque source, les chaînes personnalisées seront interprétées sur la couche mécanique cible ou la sérigraphie.

Une chaîne spéciale représentant un paramètre défini par l’utilisateur peut être ajoutée à l’empreinte du composant source à l’aide du bouton des chaînes spéciales et de la liste déroulante () dans le panneau Properties .

Dans l’empreinte de bibliothèque ci-dessous, la chaîne spéciale .Designator a été placée sur la couche Mechanical 2.

Une chaîne spéciale représentant un paramètre utilisateur peut être ajoutée à l’empreinte du composant.

Lorsque ce paramètre personnalisé a également été appliqué à des composants schématiques et que les données de paramètre ont été transférées vers le PCB, les chaînes d’empreinte interprétées apparaîtront à la fois dans la vue de la carte et dans les fichiers de sortie générés. Dans ce cas, la chaîne de paramètre spéciale contient un identifiant de pièce de composant personnalisé pour faciliter l’assemblage.

L’application des paramètres utilisateur aux empreintes de composants sous forme de chaînes spéciales peut répondre à diverses autres exigences PCB personnalisées, notamment des étiquettes de fonction pour les interrupteurs et les connecteurs, où une chaîne de paramètre « function » pourrait être placée sur la couche Top Overlay dans les empreintes de ces types de composants.

Requêtes sur les paramètres

Les chaînes de paramètres dans le domaine PCB sont également accessibles via le langage de requête d’Altium Designer et sont donc disponibles pour les fonctions de filtrage d’objets, y compris la fonctionnalité Find Similar Objects.

Pour effectuer une sélection d’objets similaires, cliquez avec le bouton droit sur un composant puis sélectionnez Find Similar Objects dans le menu contextuel pour ouvrir la boîte de dialogue Find Similar Objects.

La boîte de dialogue Find Similar Objects dialog comprend une section Parameters dans laquelle les options de filtrage peuvent être sélectionnées selon les besoins.

Le panneau PCB Filter peut appliquer des mots de requête spécifiques aux paramètres comme critères de filtrage, et peut être utilisé pour créer des règles de conception basées sur les paramètres PCB.

Plusieurs mots de requête sont disponibles pour travailler avec les paramètres d’empreinte PCB, y compris des mots-fonctions spécifiques pour convertir des valeurs de chaîne en nombres (comme StrToNumber). Les conversions de chaîne Value tiennent compte des unités (V, mA, mV, kOhm, etc.) et permettent de déterminer le résultat de la requête par traitement numérique d’une chaîne de valeur de paramètre.

Les types d’unités pris en charge pouvant être indiqués dans les requêtes sont :

• % – Pourcentage
• A – Courant
• C – Température
• dB – Décibels
• F – Capacité
• G – Conductance
• H – Inductance
• Hz – Fréquence
• Kg – Masse
• m – Longueur
• Ohm – Résistance
• Q – Charge
• s – Temps
• V – Tension
• W – Puissance
• Z – Impédance

Plusieurs mots de requête de paramètre sont disponibles pour travailler avec les paramètres d’empreinte de composant PCB.

L’exemple montré dans la boîte de dialogue Query Helper ci-dessus traite le paramètre Voltage Rating de chaque composant (à l’aide de la conversion chaîne-vers-nombre – StrToNumber(Unit Value, Unit Type)) afin de déterminer si sa valeur est supérieure à 50 V. Lorsqu’il est appliqué dans le panneau PCB Filter , l’exemple de carte met en évidence un seul composant haute tension, C1 (qui a une valeur Voltage Rating de 3 kV).

Règles et scriptsLes requêtes de paramètres de PCB peuvent également être appliquées aux scripts Altium Designer et aux règles de conception. Ces dernières peuvent effectuer des contrôles de validation de routage, par exemple en détectant des paramètres d’empreinte afin d’évaluer le placement des composants ou l’affectation des couches. Notez que les fonctions listées dans la boîte de dialogue Query Helper ci-dessus sont disponibles dans le langage de script.

L’exemple ci-dessous montre la requête sur la tension nominale des condensateurs (voir la requête de filtre ci-dessus) appliquée à une règle de placement des composants qui, lorsqu’elle est exécutée, vérifie des valeurs d’espacement spécifiques pour les composants détectés comme dispositifs haute tension (>50V).

Les règles de conception définies par des paramètres d’empreinte spécifiques, transférés depuis l’espace schématique, peuvent être utilisées pour détecter des conditions de routage personnalisées.

De même, des paramètres PCB personnalisés peuvent être utilisés pour vérifier la compatibilité de couche d’un composant, par exemple lorsqu’un composant ne prend pas en charge le brasage à la vague et, par conséquent, le placement sur la couche Bottom Layer. Ici, une requête de correspondance d’objet qui traite un paramètre personnalisé « WaveSoldering » (Yes/No) peut être appliquée à la règle de couches autorisées.

La règle (par lot) vérifiera ensuite la valeur de ce paramètre de composant et créera une violation si un composant n’est pas compatible avec un placement sur la Bottom Layer.

Variantes

Les paramètres transférés vers le PCB et inclus dans des variations de la conception (Variantes de conception) sont traités avec la sélection de variante.

En pratique, un paramètre de composant variable dans l’espace PCB sera détecté dynamiquement par une chaîne de requête ou, par exemple, affiché sur une couche du circuit via une chaîne spéciale. 

Paramètres d’empreinte définis par l’utilisateur

Les paramètres définis par l’utilisateur pour les empreintes sont pris en charge dans Altium Designer. La zone Parameters de l’onglet Footprint du panneau Properties  dans son mode Library Options  peut être utilisée pour afficher et modifier les paramètres d’empreinte lorsqu’aucun objet n’est sélectionné dans l’espace de conception de l’éditeur d’empreintes PCB.

Lorsque le composant est placé sur le PCB, vous pouvez voir ces paramètres dans le panneau Properties  en mode Component  sur l’onglet Parameters .

Chaînes de désignateur et de commentaire

Chaînes de désignateur et de commentaire par défaut

Lorsqu’une empreinte est placée sur une carte, un désignateur et un commentaire lui sont attribués à partir des informations extraites de la vue schématique de la conception. Il n’est pas nécessaire de définir manuellement des espaces réservés pour les chaînes de désignateur et de commentaire, car ils sont ajoutés automatiquement lorsque l’empreinte est placée sur une carte. L’emplacement de ces chaînes est déterminé par l’option de chaîne de désignateur et de commentaire Autoposition dans le panneau Properties en mode Parameter lorsque la chaîne de désignateur ou de commentaire est sélectionnée dans l’espace de conception. La position et la taille par défaut des chaînes de désignateur et de commentaire sont configurées dans la primitive correspondante sur la page PCB Editor - Defaults de la boîte de dialogue Preferences .

Chaînes supplémentaires de désignateur et de commentaire

Il peut arriver que vous souhaitiez des copies supplémentaires des chaînes de désignateur ou de commentaire. Par exemple, votre sous-traitant d’assemblage souhaite un plan d’assemblage détaillé avec le désignateur affiché à l’intérieur du contour de chaque composant, tandis que votre entreprise exige que le désignateur soit placé juste au-dessus du composant sur la sérigraphie du composant sur le PCB final. Ce besoin d’un désignateur supplémentaire peut être satisfait en incluant la chaîne spéciale .Designator dans l’empreinte. Une chaîne spéciale .Comment est également disponible pour spécifier l’emplacement de la chaîne de commentaire sur d’autres couches ou à d’autres positions.

Pour répondre aux exigences du sous-traitant d’assemblage, la chaîne .Designator serait placée sur une couche mécanique dans l’éditeur d’empreintes PCB, et les impressions incluant cette couche pourraient ensuite être générées dans le cadre des instructions d’assemblage de la conception.

Gestion d’exigences spécifiques à certaines couches

Un composant PCB peut avoir un certain nombre d’exigences particulières, par exemple nécessiter un point de colle ou une définition de masque de soudure pelable. Bon nombre de ces exigences particulières seront liées à la face de la carte sur laquelle le composant est monté et devront basculer vers l’autre face de la carte lorsque le composant est retourné.

Plutôt que d’inclure un grand nombre de couches à usage spécial rarement utilisées, l’éditeur PCB d’Altium Designer prend en charge cette exigence grâce à une fonctionnalité appelée paires de couches. Une paire de couches est constituée de deux couches mécaniques définies comme une paire. Chaque fois qu’un composant est retourné d’une face de la carte à l’autre, tous les objets présents sur une couche mécanique appariée sont déplacés vers l’autre couche mécanique de cette paire. Avec cette approche, vous sélectionnez une couche mécanique appropriée pour inclure le point de colle (ou d’autres exigences spéciales) et vous définissez sa forme à l’aide des objets disponibles. Lorsque vous placez cette empreinte sur une carte, vous devez configurer l’appariement des couches. Cela indique au logiciel vers quelle couche il doit transférer les objets lorsque ce composant est retourné sur l’autre face de la carte. Vous ne pouvez pas définir les paires de couches dans l’éditeur d’empreintes PCB ; cela se fait dans l’éditeur PCB.

Les noms des couches mécaniques peuvent être modifiés directement depuis le panneau View Configurations par un clic droit, puis en sélectionnant Edit Layer.

Une approche courante pour gérer l’utilisation des couches mécaniques consiste à attribuer un numéro de couche dédié à chaque fonction de couche mécanique requise. Cette approche impose à tous les concepteurs de respecter le même schéma d’affectation et de numérotation des couches. Elle peut également créer des difficultés lorsque des composants proviennent d’autres sources ne suivant pas ce même schéma. Si un schéma différent a été utilisé, les objets de conception doivent être déplacés de leur couche mécanique actuelle vers la couche mécanique attribuée à cette fonction.

Ce problème est résolu avec l’introduction de la propriété Layer Type. Lorsqu’un composant est placé depuis une bibliothèque dans l’éditeur PCB, ou copié d’une bibliothèque à une autre, ou créé par le IPC Footprint Wizard, les affectations existantes de type de couche sont automatiquement mises en correspondance, quels que soient le ou les numéros de couche mécanique attribués à ces types de couche. Les objets sont replacés sur la ou les couches correctes selon leur type de couche. Si le logiciel ne peut pas effectuer la correspondance par type de couche, il revient à une correspondance par numéro de couche.

Pour les couches mécaniques individuelles comme pour les paires de couches de composant, vous pouvez sélectionner un type de couche dans une liste prédéfinie. Vous pouvez accéder aux boîtes de dialogue illustrées ci-dessous en cliquant avec le bouton droit sur une couche individuelle, puis en sélectionnant la commande Edit Layer ou Add Component Layer dans le menu.

Ajout d’une hauteur à une empreinte PCB

Au niveau le plus simple de représentation 3D, des informations de hauteur peuvent être ajoutées à une empreinte PCB. Pour ce faire, ouvrez le panneau Properties dans son mode Library Options (actif lorsqu’aucun objet n’est sélectionné dans l’espace de conception) et saisissez la hauteur recommandée pour le composant dans le champ Height de l’onglet Footprint du panneau.

Des règles de conception de hauteur peuvent être définies pendant la conception de la carte (cliquez sur Design » Rules dans l’éditeur PCB), en général pour vérifier la hauteur maximale des composants d’une classe de composants ou à l’intérieur d’une définition de room.

Une meilleure option pour définir les informations de hauteur serait d’attacher des corps 3D à l’empreinte PCB.

Gestion des composants avec des primitives de routage

Lorsqu’une conception est transférée, l’empreinte spécifiée dans chaque composant est extraite des bibliothèques disponibles et placée sur la carte. Ensuite, la propriété de net de chaque pastille de l’empreinte reçoit le nom du net connecté à la broche de ce composant dans le schéma. Tous les objets en contact avec une pastille se connectent au même net que la pastille.

L’éditeur PCB comprend un outil complet de gestion des nets. Pour le lancer, sélectionnez Design » Netlist » Configure Physical Nets dans les menus principaux pour ouvrir la boîte de dialogue Configure Physical Nets. Cliquez sur le bouton Menu pour afficher un menu d’options. Cliquez sur la liste déroulante de l’en-tête New Net Name pour sélectionner le net à attribuer aux primitives non assignées.

Empreintes avec plusieurs pastilles connectées à la même broche

L’empreinte illustrée ci-dessous, un transistor SOT223, possède plusieurs pastilles connectées à la même broche logique du composant schématique, la broche 2. Pour réaliser cette connexion, deux pastilles ont été ajoutées avec le même désignateur : « 2 ». Lorsque la commande Design » Update PCB est utilisée dans l’éditeur schématique pour transférer les informations de conception vers le PCB, la synchronisation résultante affichera les lignes de connexion allant vers les deux pastilles dans l’éditeur PCB, c’est-à-dire qu’elles appartiennent au même net. Les deux peuvent être routées.

Empreinte SOT223 montrant deux pastilles avec un désignateur 2.

Préparation de la sérigraphie

Pour aider à résoudre les problèmes courants de conception pour la fabrication (DFM) causés par le chevauchement de la sérigraphie avec le cuivre exposé et les trous, l’éditeur d’empreintes PCB inclut une fonctionnalité dédiée à la préparation de la sérigraphie de vos empreintes. Ces problèmes peuvent être efficacement traités par :

• découpage automatique des lignes et arcs de sérigraphie ;
• découpage ou déplacement automatique des remplissages et des régions ;
• déplacement automatique des chaînes de texte de sérigraphie.

Pour accéder à l’outil de préparation de la sérigraphie dans l’éditeur d’empreintes PCB, utilisez la commande Tools » Silkscreen Preparation depuis les menus principaux. La boîte de dialogue Silkscreen Preparation s’ouvrira.

Utilisez la boîte de dialogue pour configurer les paramètres de découpage/déplacement des objets de sérigraphie. Les options disponibles sont les suivantes :

• Clip to Exposed Copper – activez cette option pour découper automatiquement les objets par rapport au cuivre exposé.
• Clip to Solder Mask Openings – activez cette option pour découper automatiquement les objets par rapport aux ouvertures du masque de soudure.
• Silkscreen Clearance – définissez la valeur minimale acceptable entre les objets de sérigraphie et le cuivre exposé / les ouvertures du masque de soudure et les trous.
• Min Remaining Length – si la longueur de la ligne/de l’arc est inférieure à la valeur définie après découpage, les objets seront supprimés de l’empreinte. Notez que cette longueur est la longueur de sommet à sommet, et non de bord à bord – afficher l’image.
• Move Text – activez cette option pour éloigner les chaînes de texte de sérigraphie du cuivre exposé / des ouvertures du masque de soudure et des trous si la distance qui les sépare est inférieure à Silkscreen Clearance. Le déplacement est limité par la valeur Max Distance.
• Fill & Region – sélectionnez une action à effectuer pour les remplissages et les régions lorsque la distance entre eux et le cuivre exposé / les ouvertures du masque de soudure et les trous est inférieure à Silkscreen Clearance :
  • None – les remplissages et les régions restent inchangés.
  • Clip – les remplissages et les régions seront découpés afin de respecter Silkscreen Clearance. Les remplissages sont convertis en régions si applicable.
  • Move – les remplissages et les régions seront éloignés du cuivre exposé / des ouvertures du masque de soudure et des trous. Le déplacement est limité par la valeur Max Distance.
• Max Distance – définissez une distance maximale jusqu’à laquelle les chaînes de texte, les désignateurs de composants, les remplissages et les régions peuvent être déplacés afin de respecter Silkscreen Clearance.

Cliquez sur OK pour effectuer le découpage et/ou le déplacement des objets de sérigraphie conformément aux paramètres de la boîte de dialogue.

Un exemple de fonctionnement de l’outil de préparation de la sérigraphie est présenté ci-dessous.

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Javascript

Création d’une empreinte à l’aide de l’assistant d’empreinte conforme IPC

L’outil IPC Compliant Footprint Wizard génère une empreinte PCB réellement conforme à la révision B de la norme IPC 7351 - Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard. Plutôt que de travailler directement à partir des dimensions de l’empreinte (comme le fait l’Footprint Wizard ), IPC Compliant Footprint Wizard utilise les informations dimensionnelles du composant lui-même, puis calcule les propriétés adaptées des pastilles et autres propriétés de l’empreinte conformément aux algorithmes publiés par l’IPC.

Au lieu de vous demander de saisir les propriétés des pastilles et des pistes utilisées pour définir l’empreinte, Wizard prend comme entrées les dimensions réelles du composant. En se basant sur les formules développées pour la norme IPC-7351, Wizard génère ensuite l’empreinte à l’aide d’objets standard d’Altium Designer, tels que des pastilles et des pistes.

Pour exécuter IPC Compliant Footprint Wizard, sélectionnez Tools » IPC Compliant Footprint Wizard depuis les menus principaux dans un document de bibliothèque PCB.

Sur la page Select Component Type, choisissez la famille de composants pour laquelle vous souhaitez créer une empreinte sur la page Select Component Type. La zone d’aperçu à droite de l’assistant change dynamiquement pour afficher le composant actuellement sélectionné et indique également les types de boîtiers qu’il est possible de générer. Le tableau suivant répertorie les types de composants et les boîtiers pris en charge dans l’assistant.

Les pages suivantes de l’assistant changent selon le type de composant sélectionné. Suivez les pages intuitives de l’assistant pour configurer l’empreinte spécifique du composant selon vos besoins. Quelques remarques concernant l’utilisation de IPC Compliant Footprint Wizard :

Création d’une empreinte à l’aide de l’assistant d’empreinte

L’éditeur d’empreintes PCB comprend un Footprint Wizard. Cet Wizard vous permet de choisir parmi divers types de boîtiers et de renseigner les informations appropriées ; il construira ensuite l’empreinte du composant pour vous. Notez que dans le Footprint Wizard, vous saisissez les dimensions requises pour les pastilles et la superposition du composant.

Pour lancer le Footprint Wizard, sélectionnez Tools » Footprint Wizard dans les menus principaux ou cliquez avec le bouton droit dans l’espace de conception et choisissez la commande Tools » Footprint Wizard dans le menu contextuel.

Utilisez la page Component patterns pour spécifier le motif du composant que vous souhaitez créer. Sélectionnez le motif souhaité dans la liste, puis utilisez la liste déroulante pour sélectionner l’unité du composant (Imperial (mil) ou Metric (mm)). Les motifs disponibles sont :

• 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)

Les pages suivantes de l’assistant changent en fonction du motif de composant sélectionné. Suivez les pages intuitives de l’assistant pour configurer l’empreinte de composant requise.

Lors de la configuration du style de nommage des pastilles pour une empreinte de motif Edge Connectors, Leadless Chip Carriers (LCC) ou Quad Packs (QUAD), cliquez sur la flèche verte pour modifier l’ordre/la direction du nommage – show image.

Génération d’un rapport de composant

Pour générer un rapport pour l’empreinte PCB active, choisissez la commande Reports » Component dans les menus principaux. Après le lancement de la commande, le rapport sera généré (<PCBLibraryDocumentName>.CMP) dans le même dossier que le document source de la bibliothèque PCB et sera automatiquement ouvert en tant que document actif dans la fenêtre principale de conception. Le rapport répertorie des informations telles que les dimensions de l’empreinte et une ventilation des objets primitifs qui constituent l’empreinte ainsi que les couches sur lesquelles ils se trouvent.

Le rapport sera ajouté au panneau Projects comme document libre sous le sous-dossier Documentation\Text Documents.