3D-MID Design

What is 3D-MID?

3D-MID signifie dispositifs mécatroniques intégrés tridimensionnels. 

Le procédé de fabrication 3D-MID utilise un laser pour graver directement le motif du circuit sur la surface d’un substrat 3D, qui subit ensuite un traitement de métallisation standard afin de transformer ce motif en chemins conducteurs. Ce procédé, appelé structuration directe par laser (LDS), permet d’intégrer le circuit dans la structure du produit final.

La conception de chemins de circuit sur la surface d’une structure 3D présente des défis particuliers. L’espace d’édition doit prendre en charge le placement des composants et les connexions entre eux qui définissent le circuit spécifique. Cet éditeur doit également pouvoir importer le substrat 3D sur lequel le circuit électronique sera créé : il doit s’agir d’un véritable éditeur de conception électronique tridimensionnelle.

Le concepteur doit pouvoir positionner les composants sur n’importe quelle surface du substrat 3D importé. Il doit ensuite pouvoir définir les chemins de connexion entre les broches des composants, un processus couramment appelé routage des connexions. Là encore, ces routes doivent pouvoir suivre la surface du substrat, quelle que soit l’orientation actuelle de cette surface en tout point du trajet.

Enfin, le concepteur doit pouvoir générer les données de fabrication dans le format requis par le procédé de structuration directe par laser (LDS).

Le nouvel outil de conception 3D-MID apporte pour la première fois cette fonctionnalité à Altium Designer.

Création d’un document 3D-MID

De la même manière qu’un document PCB standard (PcbDoc), un document 3D-MID (PcbDoc3D) peut être créé dans un projet ou comme document libre. 

• Pour créer un nouveau document 3D-MID depuis un projet, cliquez avec le bouton droit sur le nom du projet dans le panneau Projects, puis sélectionnez Add New to Project » PCB3D.

  

• Pour créer un document 3D-MID comme document libre, sélectionnez File » New » PCB3D dans les menus.

  

• Dans le cadre du processus de création, une boîte de dialogue s’affiche pour vous inviter à sélectionner un fichier qui servira de substrat au document 3D-MID. Le fichier sélectionné doit être au format STEP ou IGES. L’avantage du format IGES est qu’il peut inclure des esquisses intégrées.

  Remarque : seuls les fichiers STEP ou IGES à pièce unique (et non les assemblages) sont entièrement pris en charge. Si un fichier d’assemblage est sélectionné, seule la première pièce de cet assemblage sera importée.

Une fois sélectionné, le fichier de substrat s’affiche dans la fenêtre d’édition 3D-MID. Si vous annulez la fenêtre de sélection du substrat, le substrat par défaut s’affichera, comme illustré ci-dessous.

Un substrat 3D par défaut est créé si vous choisissez de ne pas ouvrir le vôtre.

Modification du substrat

Si nécessaire, le substrat 3D peut être modifié en sélectionnant la commande File » Change Substrate dans les menus principaux.

Si la conception du substrat a changé, elle peut être mise à jour.

Gestion des objets existants lors du changement de substrat

❯ ❮ Javascript ID : H

Lorsqu’un nouveau substrat est sélectionné, le logiciel compare le nouveau substrat au substrat existant.  Pour cela, il compare l’emplacement de chaque surface existante à l’emplacement de cette surface dans le nouveau substrat. À l’aide d’un seuil, si la nouvelle surface se trouve à une distance inférieure ou égale à celle spécifiée par rapport à une surface existante, elle est considérée comme la même surface dans une nouvelle position, et tous les objets de placement existants y sont déplacés. Au-delà de cette distance, la nouvelle surface est considérée comme différente, et les objets de placement sont supprimés. La valeur du seuil est définie par l’Advanced Option 3DLayout.ChangingSubstrate.MaxDistance, avec une résolution de 0,001 mil et une valeur par défaut de 2000 (2 mils).

Utilisation de l’éditeur de documents 3D-MID

Les commandes de caméra sont les suivantes :

• Pour effectuer un panoramique, faites glisser avec le bouton droit de la souris
• Pour zoomer, utilisez la molette de défilement
• Pour faire pivoter, maintenez la touche Maj enfoncée et faites glisser avec le bouton droit de la souris. Le centre de rotation est défini par l’emplacement du pointeur de la souris au moment où la commande est lancée.

Modifier votre vue du substrat

En bas à gauche de l’espace de conception se trouve un repère d’axes rouge/vert/bleu, appelé Gizmo d’orientation de vue.

Cliquez sur un plan ou un axe coloré dans le Gizmo pour réorienter votre vue du substrat selon ce plan/cet axe.

Le Gizmo

Le Gizmo sert à modifier l’orientation de votre vue du substrat. Chaque axe de l’espace de travail et le plan correspondant se voient attribuer une couleur. Lorsque vous survolez un élément coloré du Gizmo avec la souris, il s’agrandit, indiquant qu’il est actif. Lorsque vous cliquez sur cet élément coloré, la vue se réoriente afin que vous regardiez down cet axe vers le substrat. Un second clic inverse la vue, en regardant le long du même axe depuis la direction opposée.

• Blue - axe Z, vue vers le plan X-Y. 
• Red - axe X, vue vers le plan Y-Z. 
• Green - axe Y, vue vers le plan X-Z. 

Contrôles de vue 3D

Votre vue du substrat peut également être contrôlée via le sous-menu 3D View Control.

• Utilisez l’ensemble supérieur de commandes pour afficher le substrat selon l’axe spécifié.  
• Utilisez l’ensemble inférieur de commandes pour Rotate ou Roll le substrat dans la direction choisie. Chacune de ces commandes est également accessible via le raccourci détaillé dans l’image ci-dessous. La sélection d’une commande Rotate ou Roll effectuera également un zoom pour centrer le substrat au milieu de l’écran.

Changer le type de vue

Vous pouvez modifier la vue en activant/désactivant la commande View » Switch Perspective/Orthographic view. La vue en perspective vous permet d’obtenir une vue 3D plus réaliste du 3D-MID. La vue orthographique supprime les effets de distorsion dus à la perspective et garantit que les éléments parallèles sont affichés comme tels. 

Configuration des couleurs

La couleur de surface du substrat et la couleur du contour, ainsi que la couleur de l’objet actuellement sélectionné et du cuivre, peuvent être configurées dans le panneau View Configuration, comme illustré ci-dessous. Activez le panneau via le bouton Panels en bas à droite du logiciel.

❯ ❮ Javascript ID: G

La couleur de surface du substrat, la couleur du contour et la couleur de l’objet actuellement sélectionné peuvent être configurées dans la section System Colors du panneau. La couleur du cuivre peut être configurée dans la section Layers du panneau. La fenêtre graphique n’affichera pas la nouvelle couleur du cuivre tant que la visibilité des composants n’aura pas été basculée à l’aide des raccourcis 2 et 3.

Outils d’alignement

Deux outils sont disponibles pour aider à localiser les entités sur la surface du substrat. Vous pouvez importer une esquisse depuis la MCAD ou utiliser la fonctionnalité de génération de grille d’alignement dans l’éditeur 3D-MID. Une fois affichées, les entités de l’esquisse peuvent être utilisées pour faciliter le placement des composants, des pistes en cuivre et des régions.

• Lors du déplacement d’un composant, le pointeur de la souris s’aimante au centre de l’empreinte. Le pointeur de la souris (et donc le centre du composant) s’aimantera ensuite aux éléments de l’esquisse. 
• Lorsqu’un composant est sélectionné, une poignée de rotation s’affiche également. Cliquez sur la poignée et faites-la glisser pour faire pivoter le composant. La poignée s’aimante aux éléments de l’esquisse. Pour en savoir plus, consultez la rotation interactive des composants.
• Lors du routage, le point de départ et les points d’extrémité de la piste en cuivre s’aimantent à toutes les intersections formées par les éléments de l’esquisse. Si le pointeur de la souris n’est proche d’aucune intersection, il s’aimante aux lignes de l’esquisse. Si, pendant le routage, le pointeur de la souris est déplacé le long d’une ligne d’esquisse (y compris les lignes courbes), la piste suivra cette ligne.
• Les sommets et les arêtes d’une région peuvent également être alignés sur la grille ou sur des esquisses importées.
• Les deux outils décrits ci-dessous peuvent être utilisés indépendamment en même temps sur le même substrat.

Importation d’esquisse

• Lors de la conception du substrat dans la MCAD, des courbes 3D peuvent être placées sur la surface de la pièce et incluses dans le fichier IGES exporté. 
• Dans Solidworks, par exemple, la commande Project Curve permet de placer une esquisse 2D sur une surface 3D.

• Ces « courbes » peuvent ensuite être incluses dans l’export IGES à l’aide de l’option Export 3D Curve features.

• Lorsque le fichier IGES est importé dans Altium Designer pour former le substrat d’un 3D-MID, ces éléments peuvent être affichés en sélectionnant la commande View » Show Sketches.

Les esquisses définies dans la MCAD sont affichées en rouge.

• Les fonctions d’esquisse peuvent ensuite être utilisées comme guide pour placer les composants et les régions, et pendant le routage.

Grille d’alignement

• Depuis le document 3D-MID, il est possible de générer une grille sur l’un des trois plans de référence à l’aide de la section Alignment Grid du panneau Properties lorsqu’aucun objet n’est sélectionné dans l’espace de conception 3D. Cette grille est ensuite projetée depuis le plan spécifié sur les surfaces de la pièce. Notez que cette grille est indépendante des esquisses importées avec le substrat. 

• Les propriétés de la grille peuvent être contrôlées par l’utilisateur. Notez que l’origine du substrat est héritée du modèle STEP/IGES importé. 
  • Enable Grid - l’aimantation à la grille ne se produit que lorsque la grille est visible.
  • Plane Kind - le plan XY, XZ ou YZ depuis lequel la grille d’alignement est projetée. Hérité du modèle STEP/IGES importé pour former le substrat.
    Vous pouvez également sélectionner le type de plan UV qui génère une grille basée sur les surfaces du substrat, fournissant des lignes de grille plus naturelles qui suivent les courbes du substrat (show image). Le type de plan UV permet le routage le long de lignes plus « naturelles » sur la surface du substrat 3D.
  • Horizontal/Vertical Size - pas de la grille.
  • Horizontal/Vertical Offset - décalage de la grille, par rapport à l’origine du substrat.
  • Rotation - angle de rotation de la grille, parallèle à ce plan (applicable uniquement aux types de plan XY, XZ et YZ).

Aimantation du curseur

L’éditeur de document 3D-MID vous permet de remplacer la priorité d’aimantation. Les commandes de priorité d’aimantation sont accessibles à l’aide du bouton Objects for snapping () sur le Active Bar.

Deux niveaux d’aimantation du curseur sont disponibles : les grilles et les objets. Lorsqu’elle est activée, l’aimantation aux objets remplace l’aimantation à la grille. Cela permet, par exemple, de s’aimanter à la grille plutôt qu’à l’axe central de cette piste lors du routage vers/depuis une piste existante en activant l’aimantation à Grids mais en désactivant l’aimantation à Track Lines (à condition que la grille elle-même soit activée dans le panneau Properties), comme illustré dans la vidéo ci-dessous.

Utilisation des composants

• Si le document 3D-MID fait partie d’un projet, les composants peuvent y être synchronisés depuis les feuilles schématiques à l’aide des commandes standard - Design » Update PCB si vous travaillez dans l’éditeur de schéma, Design » Import Changes from xxx.PrjPcb si vous travaillez dans l’éditeur de document 3D-MID. Dans ce cas, les affectations de nets des broches du schéma seront également transférées aux pastilles des composants 3D-MID. Notez que des règles de conception par défaut sont créées dans le cadre de ce processus ; reportez-vous à la section Options de projet par défaut et règles de conception de cette page pour en savoir plus.
• Une fois synchronisés avec le document 3D-MID, les composants apparaissent initialement flottant dans l’espace 3D à côté du corps du substrat et peuvent être glissés un par un sur la surface du substrat. Le comportement par défaut est que, lorsque vous faites glisser un composant sur le substrat, l’orientation initiale du composant sur la surface du substrat dépend du trajet suivi par la souris pendant le glissement.

❯ ❮ Javascript ID: A

Après la synchronisation des composants et des nets depuis le schéma, les composants apparaissent à côté du substrat, flottant sur son plan X-Y. Notez que la pastille 1 a des coins arrondis. L’orientation du composant déplacé après approche du substrat par l’avant. L’orientation du composant déplacé après approche du substrat par le côté.

• Les composants peuvent également être glissés directement sur le substrat depuis le panneau Components. Lorsque vous placez un composant depuis le panneau Components , il possède un désignateur par défaut, et toutes les pastilles du composant sont désignées comme No Net.
• Lorsque vous faites glisser un composant, le curseur de la souris (indiqué par une croix verte) s’aimante au point central de l’empreinte. Le curseur (et le point central de l’empreinte qui y est attaché) s’aimante ensuite à une grille d’alignement visible. Pour en savoir plus, consultez les grilles d’alignement et les outils d’alignement.
• Les composants peuvent également être déplacés lorsque les corps 3D sont masqués. Pour choisir le composant, cliquez et maintenez sur l’une des pastilles du composant. Dès que la souris est déplacée, le point central du composant s’aimante au curseur.

• Lors du déplacement d’un composant dans un document 3D-MID lorsque les corps des composants sont masqués (View » Component Bodies » Hide; raccourci : 2), des graphismes simplifiés (pyramides vertes) seront affichés si son nombre de broches dépasse la limite définie par le paramètre avancé 3DLayout.ComponentDrag.DrawShapesPinsLimit (15 par défaut). Ce comportement est mis en œuvre pour améliorer les performances.  La valeur du paramètre peut être ajustée en fonction des spécifications de votre PC.

  

• Lorsqu’un composant est en cours de déplacement, Spacebar le fait pivoter par incréments définis par l’angle Rotation Step défini dans la page PCB Editor - General de la boîte de dialogue Preferences (show image). Le pas de rotation par défaut est de 90 degrés.
• Le comportement de l’orientation d’un composant, lorsqu’il est déplacé sur différentes surfaces du substrat, est contrôlé par le paramètre avancé 3DLayout.ComponentDrag.KeepOrientation.

❯ ❮ Javascript ID: B

Si la valeur est True (valeur par défaut), l’algorithme tentera de conserver la même orientation du composant lorsqu’il passe sur chaque limite de surface. Il en résulte que l’orientation d’un composant sur une surface donnée dépend du trajet qu’il a suivi pour atteindre cette surface. Si la valeur du paramètre avancé 3DLayout.ComponentDrag.KeepOrientation est False, l’algorithme garantit que tous les composants sur une même surface ont la même orientation, quel que soit le trajet qu’ils ont suivi pour atteindre cette surface. Cela signifie que l’utilisateur peut s’attendre à voir un changement soudain de l’orientation du composant lorsqu’il est déplacé au-delà d’une limite de surface.

• L’orientation d’un composant peut être définie à l’aide de la poignée de rotation. Pour ce faire :

❯ ❮ Javascript ID: C

Cliquez une fois pour sélectionner le composant. Une boîte apparaîtra autour du composant, et la poignée deviendra visible. Elle peut être utilisée pour définir interactivement l’orientation du composant. Cliquez sur cette poignée et maintenez, puis faites-la glisser jusqu’à la position souhaitée. La poignée s’aimante à la grille d’alignement.

• Vous pouvez également faire glisser plusieurs composants. Sélectionnez plusieurs composants (à l’aide du raccourci Shift+Click ou d’autres méthodes de sélection), puis utilisez Click, Hold&Drag sur la sélection pour déplacer tous les composants sélectionnés en même temps. Comme pour le déplacement d’un seul composant, le mouvement est contraint par les options d’aimantation actuelles.
• Les pastilles, les remplissages et les régions pleines d’une empreinte de composant sont des objets en cuivre pris en charge pour le placement dans le document 3D-MID. Cela vous permet de placer sur vos substrats des composants avec des empreintes de forme complexe, y compris des formes RF (par ex., des antennes).
• Lorsqu’un composant est déplacé sur la surface du substrat, la forme de ses pastilles est créée en enveloppant sa forme depuis le plan de l’empreinte 2D vers la surface du substrat. Si cette surface n’est pas plane, la forme résultante des pastilles sera déformée. Il existe des limites au niveau de déformation pouvant être toléré. Une fois cette limite atteinte, la pastille ne sera pas créée.
• Pour accéder aux propriétés d’un composant, cliquez avec le bouton gauche sur le corps du composant. Une boîte filaire apparaît autour du composant. Ses propriétés peuvent alors être consultées via le panneau Properties.
• Une fois un composant sélectionné, une pastille peut être sélectionnée par un nouveau clic gauche directement sur la pastille. Les propriétés de la pastille peuvent alors être modifiées via le panneau Properties.
• Si les propriétés de la pastille ne sont pas disponibles pour modification, cela signifie que l’option globale Protect Locked Primitives in Component est activée dans la page PCB Editor - General de la boîte de dialogue Preferences (show image). Pour outrepasser cela localement et modifier la pastille de ce composant, sélectionnez le composant plutôt que la pastille (la boîte filaire apparaîtra), puis cliquez sur le bouton de verrouillage Primitives (show image) pour déverrouiller les primitives de ce composant. N’oubliez pas de reverrouiller les primitives du composant lorsque vous avez terminé de modifier les propriétés de la pastille.

Routage

Le routage est le processus qui consiste à définir des chemins en cuivre entre les broches de composants connectées. Vous routez la conception en remplaçant chaque ligne de connexion de réseau par des objets piste sur une couche de cuivre.

Affichage des lignes de connexion

Pour faciliter le routage, il est possible d’afficher les lignes de connexion de réseau (View » Connections » Show All). Les lignes de connexion sont affichées entre les pistes/pastilles non connectées d’un même réseau, reflétant la connectivité définie dans les documents de schéma du projet. Pour chaque réseau, l’approche par défaut consiste à ce que l’algorithme calcule la configuration des lignes qui minimise leur longueur totale.

Codage couleur des lignes de connexion

• L’ensemble des lignes de connexion qui composent chaque réseau peut être codé par couleur, comme illustré ci-dessous :

❯ ❮ Javascript ID: D

Pour appliquer une couleur à un réseau spécifique, commencez par... sélectionner une pastille appartenant à ce réseau (cliquez une fois pour sélectionner le composant, faites une brève pause, puis cliquez une seconde fois pour sélectionner la pastille), puis cliquez sur l’hyperlien Net dans le panneau Properties. Cliquez sur l’icône de couleur et choisissez une nouvelle couleur pour les lignes de connexion de ce réseau dans la palette qui apparaît. Vous pouvez également, à l’aide du panneau PCB réglé sur le mode Nets, localiser le réseau dans la liste et cliquer avec le bouton droit sur son nom pour afficher le menu contextuel. Sélectionnez la commande Change Net Color pour ouvrir la boîte de dialogue Choose Color, puis choisissez une nouvelle couleur.

Remplacement de couleur du réseau – Affichage de la couleur du réseau sur les réseaux routés

Vous pouvez également utiliser la couleur du réseau pour les réseaux routés en activant la fonctionnalité Net Override Color. Cette fonctionnalité vous permet de contrôler la mise en évidence des réseaux routés dans vos documents 3D-MID à l’aide de votre propre schéma de couleurs de remplacement. Au lieu qu’un objet de réseau soit coloré uniquement avec la couleur de la couche, vous pouvez lui attribuer une couleur alternative spécifique.

Pour utiliser la fonctionnalité Net Override Color :

1. Apply the required color to the net(s) – utilisez les techniques décrites dans la section Codage couleur des lignes de connexion ci-dessus.
2. Enable Color Override for the net(s) – le remplacement de couleur est activé pour chaque réseau à l’aide de la case à cocher située à côté de son nom dans le panneau PCB (en mode Nets), comme illustré pour le réseau NetR2_1 dans l’image ci-dessous. Les cases à cocher peuvent être basculées pour plusieurs réseaux sélectionnés via les commandes Right-click » Display Override » Selected On/Off.

Préparation au routage

• Une fois qu’une connexion est routée entre deux pastilles du même réseau, la ligne de connexion associée disparaît. Cela permet d’utiliser les lignes de connexion comme vérification visuelle pour s’assurer que tous les réseaux sont entièrement routés : pour une conception entièrement routée, aucune ligne de connexion ne subsistera (autre qu’entre une paire de pastilles de via). Si nécessaire, les lignes de connexion peuvent être masquées à l’aide de la commande View » Connections » Hide All.
• Seul le routage interactif manuel est pris en charge (le routage automatique n’est actuellement pas pris en charge).
• Il existe deux modes de routage interactif :
  • Ignore Obstacles - la connexion au cuivre d’un réseau différent doit être évitée manuellement. Il est possible de créer des courts-circuits. Dans ce mode, le logiciel sera rapide et réactif.

  • Walkaround Obstacles - l’algorithme de routage empêche les courts-circuits en maintenant un espacement entre la route et les objets en cuivre d’un réseau différent. Il s’agit d’un processus gourmand en calcul, il peut donc y avoir un délai avant que le logiciel détecte la collision et fasse contourner l’obstacle à la route. L’algorithme exige que le curseur soit à l’extérieur de l’objet appartenant à l’autre réseau.

    Sélectionnez la commande Tools » Preferences pour ouvrir la boîte de dialogue Preferences, puis ouvrez la page PCB Editor - Interactive Routing de la boîte de dialogue pour sélectionner le mode de routage. Bien qu’il soit possible de sélectionner d’autres modes de routage, ceux-ci sont destinés à la conception de PCB 2D. Si l’un d’eux est sélectionné, le logiciel utilisera par défaut le mode Walkaround.

Définition de l’espacement entre objets et de la largeur de routage

L’éditeur 3D-MID utilise des règles de conception pour définir la largeur du routage et l’espacement minimal autorisé entre les objets appartenant à des réseaux différents.

• Pour définir les exigences d’espacement et de largeur de routage, ouvrez le/la PCB Rules and Constraints Editor (Design » Rules).

Configuration de la contrainte d’espacement

• Dans l’arborescence à gauche de la boîte de dialogue des règles de conception, développez l’arborescence et sélectionnez la règle Clearance par défaut.
• Seules les trois valeurs mises en évidence dans l’image ci-dessous affectent l’algorithme :

• Notez que les pastilles TH (traversantes) sont reconnues comme telles dans le document 3D-MID, mais le trou lui-même ne sera pas inclus.

Configuration de la largeur de routage

• La largeur des pistes nouvellement placées est définie par la règle de conception de Width de routage applicable. Le routeur 3D ne prend en charge que la valeur Preferred Width pour la couche supérieure. Celle-ci peut être configurée dans le champ global Preferred Width (mis en évidence dans l’image ci-dessous) ou dans le champ de largeur spécifique à la couche.

Options de projet par défaut et règles de conception

Chaque nouveau projet possède des paramètres par défaut de création de règles, et chaque nouveau document PcbDoc3D possède des règles par défaut. Par exemple, les paramètres par défaut du projet entraîneront la création d’une ou plusieurs règles de conception Placement lorsque la conception est synchronisée entre l’éditeur de schéma et l’éditeur PCB3D. La conséquence de cette règle de placement par défaut est que le DRC en ligne détectera que les composants ne sont pas contenus dans la room, ils seront donc mis en évidence (en vert) comme étant en violation. 

• La règle de conception Placement par défaut peut être supprimée ; cliquez avec le bouton droit sur la règle dans le/la PCB Rules and Constraints Editor pour afficher le menu contextuel et la supprimer, comme illustré ci-dessous. En savoir plus sur les règles de conception.

• Pour empêcher le logiciel de créer une règle Placement pour chaque feuille de schéma du projet lorsque vous synchronisez une conception entre les éditeurs de schéma et 3DPCB, ouvrez la boîte de dialogue Options for PCB Project (Project » Project Options), passez à l’onglet Class Generation et désactivez l’option Generate Rooms, comme illustré ci-dessous. En savoir plus sur les options du projet.

Routage avec la grille d’alignement et les esquisses

Comme vous routez des connexions sur les surfaces irrégulières d’objets 3D, la grille traditionnelle du plan XY utilisée dans la conception de PCB n’a pas de sens. À la place, l’éditeur 3D-MID prend en charge deux types de fonctions d’esquisse : la grille d’alignement et les esquisses importées. 

• L’éditeur 3D-MID Alignment Grid est activé et configuré dans le panneau Properties lorsqu’aucun objet n’est sélectionné dans l’espace de conception. Configurez les propriétés de la grille d’alignement en fonction du pas de routage requis, notamment :
  • Plane Kind (le plan à partir duquel la grille d’alignement est projetée) ;
  • Size (pas de la grille) et
  • Rotation (angle de rotation parallèle à ce plan). Pendant le routage, lorsque le pointeur de la souris s’approche de la grille d’alignement, il s’aimante à la ligne de grille la plus proche.
• Si le substrat est importé depuis un fichier IGES, toutes les fonctions d’esquisse (lignes et arcs) intégrées dans ce fichier IGES peuvent également être utilisées comme guide pour le placement des routes. Pendant le routage, si le pointeur de la souris est déplacé vers une intersection de lignes d’esquisse, il s’aimantera à cette intersection. Sinon, il s’aimantera à une ligne d’esquisse proche. Notez que les esquisses ne peuvent être utilisées pour le placement que si elles sont visibles. Pour basculer leur visibilité, sélectionnez le/la View » Show Sketches (notez que cette commande ne s’applique pas à l’affichage de la/du Alignment Grid ; celui-ci/celle-ci est configuré(e) dans le panneau Properties).

Activez la grille d’alignement pour aimanter les routes à la grille.

Routage d’une connexion

Pour commencer le routage, sélectionnez la commande de menu Route » Interactive Routing, cliquez sur le bouton de raccourci dans le Active Bar comme illustré ci-dessous, ou appuyez sur la combinaison de raccourci Ctrl+W.

Le routage est le processus qui consiste à définir des chemins en cuivre entre les broches connectées des composants. 

Conseils de routage

• Lancez la commande Interactive Routing. Le curseur se transforme en croix verte pour indiquer que la commande de routage interactif est active. Notez qu’il peut y avoir un bref délai entre la sélection de la commande et la possibilité de commencer le routage lors du premier lancement de la commande dans une session d’édition.

• Cliquez n’importe où sur la pastille (ou la piste existante) souhaitée pour commencer le routage. Un segment de piste apparaît, son extrémité fixe s’attache automatiquement au centre de la pastille (ou à l’extrémité de la piste existante), et l’autre extrémité est attachée au curseur en mouvement. Les segments de piste que vous placez à chaque clic de souris se voient automatiquement attribuer le net de cette pastille ou de cette piste existante.

• L’extrémité mobile de la piste comporte une ligne de connexion interactive verte qui lui est attachée. Le logiciel connecte automatiquement l’autre extrémité de cette ligne de connexion à l’objet le plus proche appartenant au même net. Vous pouvez router la connexion vers n’importe quel objet de ce net, vous n’êtes pas obligé de suivre le tracé des lignes de connexion. Le logiciel met automatiquement à jour les lignes de connexion dès que vous quittez le mode de routage interactif. L’image ci-dessous montre la ligne de connexion d’origine en couleur pâle et la ligne de connexion interactive verte à mesure que la piste approche de la pastille cible. Survolez l’image avec le curseur pour afficher la connexion terminée.

  

• Faites un clic gauche pour placer le segment de piste et définir un point fixe dans le routage. Vous pouvez ensuite continuer à déplacer le curseur et cliquer pour placer les segments de piste suivants.

• À mesure que vous approchez de l’objet cible, dès que le curseur se trouve à l’intérieur de ses bords, il s’aligne sur le centre de la pastille ou sur l’axe central du segment de piste existant (ou sur l’extrémité de la piste si elle est plus proche).

• Pendant le routage d’une connexion, vous pouvez accéder au panneau Properties, activer/désactiver la grille et ajuster ses paramètres si nécessaire. Cela est montré dans la vidéo au début de cette section.

• Lorsque le routage de cette connexion est terminé, right-click (ou appuyez sur Esc au clavier) pour quitter le mode de routage interactif. Notez que cela vous fait quitter le mode de routage interactif ; vous devez relancer la commande pour poursuivre le routage.

• Vous pouvez tout à fait laisser une piste incomplète et y revenir plus tard. Right-click la souris pour arrêter le routage.

• Vous pouvez également commencer le routage n’importe où sur la surface du substrat. Dans ce cas, le routage aura une affectation Net de No Net, donc si vous routez ensuite vers une pastille à laquelle un net est attribué, vous créerez une violation d’espacement. Pour cette raison, il est conseillé de router à partir d’un objet de net existant.

• Si nécessaire, vous pouvez utiliser le panneau Properties pour modifier le net attribué à un ou plusieurs segments de piste déjà placés.

• Si vous routez en mode Walkaround Obstacle, il peut y avoir un délai avant que les segments de piste n’apparaissent lorsque vous approchez d’un objet existant appartenant à un autre net. Notez que l’algorithme Walkaround exige que le curseur soit à l’extérieur des objets d’autres nets pour pouvoir calculer un chemin de routage. Il peut également y avoir un délai entre un clic et l’apparition d’une piste.

• Si le routeur interactif semble se figer, arrêtez de déplacer la souris et attendez que le logiciel termine le calcul des emplacements d’objets requis. Cela est particulièrement important lors du passage d’une surface du substrat à une autre.

• Vous pouvez modifier une piste en cliquant dessus et en la faisant glisser.
  • Cliquez sur une piste et faites-la glisser pour ajouter un nouveau sommet.
  • Cliquez sur un sommet et faites-le glisser pour le déplacer.

• Pour modifier la largeur d’un segment de piste déjà placé, sélectionnez-le et modifiez le paramètre Width dans le panneau Properties.

• Pour modifier la largeur de plusieurs segments, maintenez la touche Shift enfoncée, puis cliquez pour sélectionner chaque segment. La largeur de tous les segments sélectionnés peut ensuite être modifiée dans le panneau Properties.

• Pour sélectionner tous les segments de piste, régions et pastilles d’un net, sélectionnez un objet puis appuyez sur la touche Tab. 

• Sélectionnez le ou les segments de piste et appuyez sur la touche Delete du clavier pour supprimer les pistes déjà placées. 

• Pour supprimer le routage d’un net entier, ouvrez le panneau PCB, réglez-le en mode Nets, activez la case à cocher Select, puis sélectionnez le net requis (ou les nets requis) dans la section Nets du panneau. Lorsque le panneau est l’élément actif dans le logiciel, cliquez une fois sur l’onglet de document PcbDoc3D en haut de l’espace de conception graphique pour en faire l’élément actif dans le logiciel, puis appuyez sur la touche Delete. Les pastilles sélectionnées ne seront pas supprimées car elles sont des objets enfants de leurs composants parents ; elles ne peuvent donc être supprimées qu’avec ces composants.

Placement d’une région solide

La prise en charge du placement d’une région solide est disponible. L’objet région peut être utilisé pour créer n’importe quelle forme en cuivre, en passant au besoin au-dessus des arêtes de la structure. La vidéo montre le processus de placement d’une région solide sur une structure 3D.

Remarques sur le placement d’une région solide :

• Utilisez les raccourcis 2 (masquer les composants) et 3 (afficher les composants) pour basculer la visibilité des composants.
• Le curseur s’alignera à la fois sur la grille d’alignement et sur une esquisse importée avec le substrat. Activez et configurez la Alignment Grid (panneau Properties) et/ou les esquisses (View » Show Sketches).
• Cliquez sur le bouton Place Solid Region dans le Active Bar pour commencer à placer une région solide.
• Le logiciel reconnaîtra la forme solide comme étant la plus petite zone délimitée par les sommets définis par vos clics de souris. Si la zone que vous définissez s’étend sur plusieurs surfaces du substrat 3D, il se peut que le logiciel ne puisse pas déduire correctement les zones intérieure et extérieure de la région. Si nécessaire, vous pouvez basculer la région entre inside et outside et la zone que vous avez définie en appuyant sur Spacebar pendant le placement.
• Lorsque vous êtes prêt, cliquez avec le bouton droit pour quitter le placement de la région. Le logiciel définira automatiquement la dernière arête entre le dernier et le premier emplacement de clic. 
• Une fois placée, la forme d’une région ne peut pas être modifiée de manière interactive.
• Cliquez une fois sur une région placée pour la sélectionner. Une fois sélectionnée :
  • Le nom du net peut être défini dans le panneau Properties si vous souhaitez que la région soit connectée à un net.
  • Appuyez sur la touche Delete pour supprimer la ou les régions sélectionnées. 
• Des régions courbes peuvent être créées en suivant une esquisse courbe importée, comme montré dans la vidéo ci-dessous. En savoir plus sur l’importation d’une esquisse.
• Pendant le processus d’exportation, plusieurs régions superposées sur le même net seront fusionnées en une seule région.  Cela crée des régions contenant des découpes, comme montré dans la vidéo ci-dessous.

Vias dans une conception 3D-MID

Les vias peuvent être créés pendant le processus de fabrication 3D-MID, sous réserve de certaines contraintes.  Il est recommandé de consulter directement le fabricant afin de déterminer les capacités de fabrication dans ce domaine. La prise en charge correcte des vias n’est pas encore implémentée dans l’outil 3D-MID, mais il est tout de même possible de les inclure dans une conception en suivant le flux de travail ci-dessous.

• Contrairement à un PCB standard, chaque pastille de via doit être traitée comme un composant.  Un composant de pastille de via doit être créé, comprenant une seule broche dans le symbole et une pastille correspondante unique dans l’empreinte.
• L’inclusion de vias est un processus consistant à les placer manuellement, à leur attribuer les noms de net et à les router. Le diaporama suivant montre ce processus. 

❯ ❮ Javascript ID: E

Dans cet exemple, supposons que nous voulions connecter les deux pastilles de composant comme indiqué par la ligne de connexion jaune, mais en utilisant trois pistes et deux vias comme indiqué en bleu. Contrairement à un PCB standard, chaque pastille de via doit être traitée comme un composant. Un composant de pastille de via doit être créé, comprenant une seule broche dans le symbole et une pastille correspondante unique dans l’empreinte. Faites glisser deux composants de pastille de via depuis le panneau Components sur une surface du substrat. Faites glisser deux autres composants de pastille de via sur la face opposée du substrat, en utilisant la grille pour les aligner avec les deux premiers. Sélectionnez l’une des pastilles de composant pour déterminer le nom de net correspondant; dans cet exemple, NetLED2_2. À l’aide du mode Components dans le panneau PCB, double-cliquez pour modifier et attribuer un Designator unique à chacun des vias,  3dVia1 - 3dVia4 dans cet exemple. Pour définir la propriété Net de toutes ces pastilles 3dVia en une seule modification, sélectionnez-les d’abord dans la section Components du panneau PCB (notez que la case Select est activée), puis sélectionnez les quatre pastilles dans la section Component Primitives du panneau.   Passez maintenant au panneau Properties, où vous pouvez attribuer le nom de net à ces quatre pastilles (notez qu’en bas du panneau est indiqué le nombre d’objets sélectionnés à modifier).  Les lignes de connexion se mettront à jour pour indiquer que les pastilles de via ont désormais le même net que les pastilles de composant. Routez les connexions sur la surface visible du substrat. Retournez le substrat et routez la connexion sur l’autre surface du substrat. Les seules lignes de connexion restantes sont maintenant celles qui représentent les vias eux-mêmes. Il n’est pas possible de terminer ces connexions dans l’outil de conception. Le concepteur doit indiquer au fabricant quelles pastilles sont destinées à être percées et métallisées pour former les vias. Si la connectivité dans le document 3D-MID est pilotée par un document schématique, pour maintenir la cohérence entre les deux documents, les composants de pastille de via doivent également être ajoutés au schéma et rattachés au même net que dans le routage. Au lieu de faire glisser le composant depuis le panneau, cliquez avec le bouton droit et sélectionnez Place dans le menu contextuel, mais ne placez encore rien. Pendant que le composant flotte sur le curseur, appuyez sur la touche Tab du clavier pour modifier le placement du before. Si vous procédez ainsi, lorsque vous continuerez à cliquer pour placer les trois composants restants, leurs désignateurs s’incrémenteront automatiquement.  Câblez les composants de via selon les besoins. Pour synchroniser le schéma et le routage, sélectionnez Design » Update PCB 3D Document dans les menus de l’éditeur de schéma. Lorsque vous le faites, la boîte de dialogue Component Links apparaît ; utilisez le bouton pour lier automatiquement chaque nouveau composant schématique à son composant 3D-MID équivalent.   Après avoir cliqué sur OK pour accepter les mises à jour de liaison, la boîte de dialogue ECO apparaît, détaillant toutes les modifications à effectuer pour synchroniser les documents schématique et routage. Cliquez sur Execute pour appliquer ces modifications. Pour confirmer que la synchronisation a réussi, sélectionnez Design » Import Changes dans les menus de l’éditeur 3D-MID.

Vérification des règles de conception (DRC) d’une conception 3D-MID

L’éditeur de document 3D-MID permet d’effectuer une vérification par lots des règles de conception (DRC) afin de détecter les violations, concernant les pistes routées sur votre substrat 3D, des règles suivantes :

• Largeur

• Espacement

• Longueur

• Longueurs appariées

La configuration de la vérification des règles de conception s’effectue dans la boîte de dialogue Design Rule Checker, accessible via la commande Tools » Design Rule Check depuis les menus principaux.

Pour plus d’informations sur la configuration et l’exécution d’un DRC, consultez la page Setting Up & Running a DRC.

Exportation du PCB 3D

Une fois la conception terminée, la conception 3D-MID peut être exportée à l’aide de la commande File » Export » 3D-MID . Les données exportées seront enregistrées dans le dossier local du projet.

❯ ❮ Javascript ID: F

La conception terminée dans l’éditeur Altium 3D-MID ; les données exportées ouvertes dans MCAD ; et le produit rendu dans MCAD. Notez que les composants ne sont pas inclus par la commande Export » 3D-MID.

Les paramètres d’exportation par défaut (listés ci-dessous) conviennent généralement au processus Laser Direct Structuring, mais d’autres options peuvent être configurées à l’aide des paramètres avancés appropriés si nécessaire.  

Option	Sortie par défaut	Options des paramètres avancés
Formats	STEP IGES Parasolid	Sélectionnez le format requis dans la boîte de dialogue Export File
Contenu	Substrat et motif conducteur 3DLayout.Export.WithSubstrate = True	Motif conducteur uniquement 3DLayout.Export.WithSubstrate = False
Structure	Substrat et motif conducteur comme pièces séparées dans un seul assemblage 3DLayout.Export.AsSinglePart = False	Substrat et motif conducteur comme fonctions/corps séparés dans une seule pièce 3DLayout.Export.AsSinglePart = True
Épaisseur du motif conducteur	0 3DLayout.Export.Extrude = 0 3DLayout.Export.ExtrudeIntoSubstrate = 0	Toute valeur extrudée dans le substrat et/ou hors du substrat 3DLayout.Export.Extrude = value (microns) Extruder vers l’extérieur de cette valeur 3DLayout.Export.ExtrudeIntoSubstrate = value (microns) Extruder vers l’intérieur de cette valeur

Vous pouvez également contrôler la manière dont les transitions entre les surfaces conductrices (fusions) sont gérées dans le fichier exporté en modifiant les valeurs de deux options des paramètres avancés. Recherchez merge dans la boîte de dialogue Advanced Settings pour localiser rapidement les paramètres, comme illustré dans l’image ci-dessous.

L’effet de ces paramètres sur les données d’exportation est présenté dans le tableau suivant :

	TrackToTrackMergeMode=0	TrackToTrackMergeMode=1	TrackToTrackMergeMode=2
PadToTrackMergeMode=0
PadToTrackMergeMode=1
PadToTrackMergeMode=2

Autres données de sortie du projet

• Les sorties de projet qui dérivent des données des documents schématiques, par exemple la nomenclature, sont disponibles normalement.

• Les sorties de projet qui reposent sur un document PCB, par exemple un dessin d’assemblage Draftsman, ne sont actuellement pas disponibles pour un document 3D-MID.

• Lors de l’exportation d’une conception 3D-MID (File » Export » 3D-MID), un fichier de pick-and-place txt est généré dans le même dossier que le fichier 3D-MID exporté (STEP, IGES ou Parasolid). Ce fichier contient des informations sur la position de chaque composant dans la conception : les coordonnées X, Y et Z du centre du composant ainsi que les vecteurs de rotation du composant. Les vecteurs de rotation dépendent de la poignée de rotation du composant (visible lorsque le composant est sélectionné) :

  • Le vecteur de rotation 1 est un vecteur opposé à la poignée de rotation.
  • Le vecteur de rotation 2 est un vecteur normal à la surface au point d’emplacement du composant.
  • Le vecteur de rotation 3 est dirigé vers le côté droit par rapport au vecteur de rotation 1 lorsqu’on regarde depuis le dessus (direction opposée au vecteur de rotation 2).

  
  Exemple de fichier Pick and Place généré pour un PCB 3D

  
  Disposition des vecteurs de rotation utilisés pour le fichier Pick and Place