Working with Mechanical Layers

Même la carte la plus simple nécessite des détails de conception au-delà des pistes et pastilles qui implémentent le circuit. Il peut s’agir des dimensions de la carte ou des détails de fabrication, des cours de composants, ou encore des modèles 3D des composants. Dans Altium Designer, ce type d’informations supplémentaires est détaillé sur les couches mécaniques.

Couches mécaniques et paires de couches de composant

Si les informations incluses sur une couche mécanique ne sont pas liées à un côté spécifique de la carte, par exemple des notes de fabrication détaillant l’ordre des couches, alors une individual mechanical layer est ajoutée.

Si les informations sont requises sur les deux côtés de la carte, par exemple les cours de composants, deux couches mécaniques sont attribuées : une couche contenant les détails du cours lorsque le composant est placé sur la face supérieure de la carte ; l’autre couche mécanique contenant l’image miroir de ce même cours lorsque le composant est retourné sur la face inférieure de la carte. Dans cette situation, une paire de couches mécaniques est ajoutée comme Component Layer Pair. Lorsque des couches mécaniques sont ajoutées en tant que paire de couches de composant, elles sont affichées dans la section Component Layer Pairs du panneau View Configuration, comme illustré ci-dessous. En dessous figurent les Mechanical Layers individuelles.

Un certain nombre de paires de couches de composant définies par l’utilisateur ont été ajoutées.

Ajout de couches mécaniques à la conception

Les couches mécaniques sont ajoutées, modifiées et supprimées dans le panneau View Configuration panel, comme illustré ci-dessous. Leur visibilité et leur couleur sont également configurées dans ce panneau. Utilisez le bouton en bas à droite de l’espace de conception puis sélectionnez View Configuration, ou appuyez sur la touche de raccourci L pour afficher le panneau.

Cliquez avec le bouton droit n’importe où dans la région Layers du panneau pour afficher le menu contextuel, qui fournit des commandes pour Add Component Layer Pair (une paire de couches mécaniques) et Add Mechanical Layer (une couche mécanique individuelle).

Des couches mécaniques individuelles ou des paires de couches mécaniques sont ajoutées à l’aide du menu contextuel accessible par clic droit dans le panneau View Configuration.

Ajout d’une couche mécanique individuelle

Lorsque vous sélectionnez la commande Add Mechanical Layer dans le menu contextuel accessible par clic droit du panneau View Configuration pour ajouter une couche mécanique individuelle, la boîte de dialogue Edit Layer s’ouvre. 

Configurez la nouvelle couche mécanique.

Boîte de dialogue Edit Layer
Layer Name	Il peut s’agir soit d’un nom de couche défini par l’utilisateur, soit d’un nom attribué par le système si un type prédéfini est choisi dans la liste déroulante Layer Type. Si un type de couche prédéfini est sélectionné puis qu’un nom défini par l’utilisateur est saisi dans ce champ, le type de couche attribué apparaîtra entre parenthèses à côté du nom défini par l’utilisateur dans le panneau View Configuration.
Layer Number	Le numéro de la couche mécanique en cours de configuration : le prochain numéro de couche disponible est proposé. Si un autre numéro est sélectionné et qu’il est déjà utilisé, une icône d’avertissement apparaîtra (). Un numéro de couche inutilisé devra être attribué pour continuer.
Layer Type	Le type de couche peut être non attribué (N/A), ou vous pouvez sélectionner un type dans la liste. Les types de couche disponibles sont décrits ci-dessous.

Ajout d’une paire de couches de composant

Lorsque vous sélectionnez la commande Add Component Layer Pair dans le menu contextuel accessible par clic droit du panneau View Configuration, la boîte de dialogue Edit Layers Pair s’ouvre. 

Boîte de dialogue Edit Layers Pair
Layer Name	Il peut s’agir soit d’un nom de couche défini par l’utilisateur, soit d’un nom attribué par le système si un type prédéfini est choisi dans la liste déroulante Layer Type. Si un type de couche prédéfini est sélectionné puis qu’un nom défini par l’utilisateur est saisi dans ce champ, le type de couche attribué apparaîtra entre parenthèses à côté du nom défini par l’utilisateur dans le panneau View Configuration.
Layer Number	Les numéros des couches mécaniques en cours de configuration : les prochains numéros de couche disponibles sont proposés. Si un autre numéro est sélectionné et qu’il est déjà utilisé, une icône d’avertissement apparaîtra (). Un numéro de couche inutilisé devra être attribué pour continuer.
Layer Type	Le type de couche peut être non attribué (N/A), ou vous pouvez sélectionner un type dans la liste. Les types de couche disponibles sont décrits ci-dessous.

Available Component Layer Pair Types

Assembly	Utilisé pour dessiner/détailler les données d’assemblage du composant. Cette couche peut être incluse dans une vue d’assemblage de carte Draftsman, puis sélectionnée comme Geometry Source pour les composants dans la boîte de dialogue Draftsman Component Display Properties. Pour en savoir plus sur Draftsman.
Coating	Utilisé pour définir les zones du composant nécessitant un revêtement de protection.
Component Center	Utilisé pour indiquer le centroïde du composant, fournissant dans la documentation d’assemblage une référence visuelle de l’emplacement utilisé par la machine de placement des composants.
Component Outline	Utilisé pour définir le contour du corps du composant, représentant la zone occupée par le composant sur la carte.
Courtyard	Utilisé pour définir l’espace de placement requis pour un composant. En général, le cours entoure le composant et les pastilles, avec une marge de dégagement appropriée ( le contour vert correspond au cours). Pour en savoir plus, consultez Custom Footprint Creation. La forme définie sur la couche Courtyard est également utilisée pour la sélection de composant, pour définir la zone du composant, et pour la détection de collision lorsqu’aucun corps 3D n’est inclus dans le composant.
Designator	Utilisez cette couche pour placer la chaîne spéciale .Designator. Cette paire de couches peut ensuite être incluse dans des dessins d’assemblage nécessitant l’affichage du désignateur du composant. Pour en savoir plus sur les chaînes spéciales.
Dimensions	Utilisé pour définir les détails dimensionnels requis pour les composants.
Glue Points	Utilisé pour définir les points de colle des composants.
Gold Plating	Utilisé pour définir les exigences de placage or sélectif des composants.
Value	Utilisez cette couche pour placer la chaîne spéciale .Comment. Cette paire de couches peut ensuite être incluse dans les dessins d’assemblage qui nécessitent l’affichage de la valeur du composant. En savoir plus sur les chaînes spéciales.
3D Body	Utilisez cette couche pour le modèle mécanique 3D du composant. En savoir plus sur le placement de corps 3D.
Die	Utilisez cette couche pour les plages de puce et les corps 3D de puce lors de la création d’un composant Chip-on-Board. En savoir plus sur le Wire Bonding.
Wire Bonding	utilisez cette couche pour les fils de liaison lors de la création d’un composant Chip-on-Board ou directement dans un document PCB. En savoir plus sur le Wire Bonding.

L’avantage d’assigner un type de couche

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 exige que tous les concepteurs respectent le même schéma d’attribution et de numérotation des couches. Elle peut également créer des difficultés lorsque des composants proviennent d’autres sources qui ne suivent pas le même schéma d’attribution et de numérotation. 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 en attribuant une 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 attributions de type de couche existantes 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 faire la correspondance par type de couche, il reviendra 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 de types. Les images ci-dessous montrent la liste des types de couche disponibles. 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.

Sélectionnez le type de couche dans la liste prédéfinie des types ; les couches mécaniques individuelles sont affichées à gauche ; les paires de couches de composant à droite.

Nommer les couches avec un type de couche assigné

Lorsqu’un type de couche est assigné, la propriété Nom de couche de la couche est automatiquement modifiée pour correspondre au type de couche. Cela peut être remplacé, si nécessaire, en saisissant un nom défini par l’utilisateur. Lorsqu’une couche possède un nom défini par l’utilisateur et un type de couche assigné, les deux sont affichés, le type de couche apparaissant entre parenthèses, comme illustré ci-dessous pour la paire de couches GP (Gold Plating).

Le type de couche est utilisé pour nommer la couche ; cela peut être remplacé si nécessaire.

Le type de couche Route Tool Path

Il existe une exception au comportement de nommage qui vient d’être décrit lorsqu’un type de couche est assigné : un nom défini par l’utilisateur n’est pas autorisé lorsque le Layer Type est défini sur Route Tool Path. La raison en est que les anciennes versions du logiciel utilisent le nom de la couche Route Tool Path pour identifier la couche qui contient les informations de routage mécanique (également appelées informations rout). Le fait de fixer le nom de cette couche garantit que la conception continuera à fonctionner correctement dans une ancienne version.

Le type de couche Route Tool Path est utilisé pour indiquer la couche qui contient les informations de routage mécanique. Une approche typique d’utilisation de cette couche consiste à placer des pistes et des arcs autour du bord extérieur de la forme de la carte afin de définir le trajet et la largeur d’usinage. Des sections pleines sont laissées pour maintenir la carte dans le panneau, puis une série de petits trous est placée à travers chaque section pleine pour créer des perforations (souvent appelées mouse-bites), permettant de détacher la carte du panneau une fois le processus d’assemblage terminé.

Lorsque la carte est affichée en mode 3D, les objets détectés sur la couche Route Tool Path sont affichés comme une rainure usinée dans la carte, comme illustré ci-dessous.

Les objets détectés sur la couche Route Tool Path sont utilisés pour visualiser la carte usinée en mode d’affichage 3D.

Utilisez la boîte de dialogue Line/Arc Primitives from Board Shape dialog pour tracer l’extérieur de la forme de la carte avec des pistes et des arcs (illustrés ci-dessous). Activez l’option Route Tool Outline dans la boîte de dialogue pour que les objets soient placés à l’extérieur de la forme de la carte plutôt que centrés sur son bord. Certains concepteurs préfèrent ajouter les informations de fabrication lorsqu’ils utilisent la fonctionnalité Embedded Board Array pour créer un panneau d’assemblage, plutôt que d’inclure ce détail dans le fichier de carte lui-même.

En savoir plus sur la panélisation de carte à l’aide d’un Embedded Board Array

Définition du type de couche dans l’éditeur de bibliothèque PCB

Si une couche mécanique ou une paire de couches de composant définie dans la bibliothèque PCB possède un type de couche assigné, cette couche mécanique / paire de couches est automatiquement créée sur le PCB lorsqu’un composant utilisant ces couches est placé. Si le PCB possède déjà une couche mécanique / paire de couches de ce type de couche, le contenu de ces couches est mappé en conséquence.

Dans la mesure du possible, il est recommandé de modifier la bibliothèque source et d’assigner des types de couche. Lorsqu’une empreinte de composant est placée (ou copiée) depuis une bibliothèque, les couches mécaniques et les paires de couches de composant de ces types de couche sont automatiquement créées dans la carte cible (ou la bibliothèque) si elles n’existent pas. Si ces types de couche existent déjà dans la carte cible (ou la bibliothèque), le contenu des couches est automatiquement mappé vers la couche correcte.

En savoir plus sur la gestion des exigences spéciales propres aux couches dans l’éditeur de bibliothèque PCB

Travailler avec les couches mécaniques

Les couches mécaniques sont ajoutées, modifiées, supprimées et affichées via le panneau View Configuration dans l’éditeur PCB. Elles ne sont ni affichées ni modifiées dans le Layer Stack Manager.

Affichage

Configurez la visibilité des couches dans le panneau View Configuration, et enregistrez les ensembles de couches couramment utilisés comme ensemble de couches défini par l’utilisateur.

Controlling layer visibility	Cliquez sur l’icône de visibilité () à côté du nom de la couche pour activer ou désactiver l’affichage de cette couche mécanique. Vous pouvez également cliquer pour sélectionner le nom de la couche puis appuyer sur Spacebar (cela active ou désactive l’affichage des deux couches d’une paire de couches de composant).
Include in Single Layer Mode	Les couches mécaniques disposent d’une fonctionnalité d’affichage supplémentaire; elles peuvent être configurées pour rester visibles lorsque l’affichage est en mode couche unique. Maintenez Ctrl enfoncé tout en cliquant sur l’icône de visibilité d’une couche mécanique pour activer la fonctionnalité Display in Single Layer Mode – l’icône de visibilité change pour indiquer que cette couche a cette fonctionnalité activée (). Ctrl+Click une seconde fois pour désactiver ce mode. Le mode couche unique est une fonctionnalité pratique de contrôle de l’affichage dans laquelle toutes les autres couches sont masquées à l’exception de la couche active (courante). Appuyez sur Shift+S dans l’espace de conception pour parcourir les modes couche unique activés. Lorsque l’affichage est en mode couche unique, les couches non actives peuvent être complètement masquées, grisées, ou affichées en monochrome. En savoir plus sur le mode couche unique.
Include in 3D View Mode	Les couches mécaniques peuvent également être incluses dans l’affichage 3D, lorsque les paramètres 3D activent l’option Colors - By Layer . Activez l’option dans l’onglet View Options du panneau View Configuration lorsque la carte est affichée en mode vue 3D. Les couches mécaniques actuellement configurées comme visibles seront incluses ().

Modification et suppression

Pour modifier les paramètres d’une paire de couches de composant ou d’une couche mécanique existante, double-cliquez directement sur son entrée dans le panneau View Configuration (ou cliquez avec le bouton droit sur l’entrée souhaitée et choisissez Edit Layer dans le menu contextuel). Apportez les modifications nécessaires dans la boîte de dialogue Edit Layers Pair / Edit Layer. La visibilité et la couleur des couches mécaniques sont configurées directement dans le panneau View Configuration.

Pour supprimer une couche, vous pouvez cliquer avec le bouton droit sur la couche souhaitée et sélectionner Delete Layer. Selon la manière dont la couche est utilisée, trois résultats sont possibles :

Exportation et importation

La structure des couches mécaniques et des paires de couches de composants ajoutées à un PCB peut être dupliquée vers un autre PCB en exportant cet ensemble dans un fichier depuis le document PCB source, puis en important ce fichier dans le document PCB cible.

Exporter / importer les couches

• Dans le document PCB source où la structure requise des couches mécaniques et des paires de couches de composants a été ajoutée, utilisez la commande Tools » Export Mechanical Layers dans les menus principaux. Utilisez la boîte de dialogue Export Mechanical Layers qui s’ouvre pour définir le nom et le répertoire du fichier *.stackup qui contiendra les données relatives à la structure des couches mécaniques.

• Dans le document PCB cible, utilisez la commande Tools » Import Mechanical Layers dans les menus principaux et utilisez la boîte de dialogue Import Mechanical Layers qui s’ouvre pour sélectionner le fichier *.stackup enregistré. La structure ajoutée des couches mécaniques et des paires de couches de composants peut être visualisée dans le panneau View Configuration.

Copier / coller le contenu des couches

Notez que les commandes Import/Export transfèrent la structure des couches mécaniques et des paires de couches de composants, mais ne transfèrent pas le contenu de ces couches.

Pour copier le contenu de :

• Une seule couche mécanique, utilisez la commande Edit » Select » All on Layer lorsque la couche requise est la couche active dans le PCB source, puis utilisez le processus standard de copier/coller pour reproduire ces données dans le PCB cible.

• Plusieurs couches mécaniques, configurez la visibilité des couches dans le panneau View Configuration pour n’afficher que les couches mécaniques requises, puis faites glisser un rectangle de sélection englobante (de droite à gauche) autour de toutes les primitives requises dans le PCB source, puis utilisez le processus standard de copier/coller pour reproduire ces données dans le PCB cible.

Paramètres de présentation et de sortie

Les couches mécaniques sont souvent utilisées pour détailler des informations qui doivent être incluses dans les impressions ou dans les sorties de fabrication générées. Cela peut inclure des gabarits de dessin, des instructions de fabrication, des instructions d’assemblage, etc. Si nécessaire, cela peut être fait directement dans l’éditeur PCB.

Les informations de documentation de production de la carte peuvent être incluses sur des couches mécaniques, si nécessaire.

Sinon, ces tâches de documentation peuvent être effectuées dans Draftsman, un environnement avancé et flexible d’édition graphique pour créer des documents de production de conception de carte. Doté d’un ensemble dédié d’outils de dessin, le système de dessin Draftsman offre une approche interactive pour réunir des dessins de fabrication et d’assemblage avec des modèles personnalisés, des annotations, des dimensions, des repères et des notes.

En savoir plus sur Draftsman

Présentation et paramètres de la feuille

L’image ci-dessus montre un arrière-plan blanc qui s’ajuste exactement aux objets de dessin placés pour représenter le gabarit de feuille. Celui-ci est créé en ajoutant une couche mécanique avec le Layer Type défini sur Sheet, qui est ensuite utilisé pour définir la bordure extérieure du gabarit de dessin du document.

La taille de cet arrière-plan blanc est définie par le Sheet Settings, qui peut être personnalisé dans le panneau Properties lorsque rien n’est sélectionné dans l’espace d’édition. Les valeurs X/Y du coin inférieur gauche de la feuille, ainsi que les Width et Height, peuvent être configurées manuellement. Sinon, lorsque l’option Get Size From Sheet Layer est activée, l’arrière-plan de la feuille est automatiquement calculé à partir du rectangle englobant de l’ensemble des objets placés sur la couche mécanique de type Sheet.

La taille de l’arrière-plan de la feuille peut être automatiquement définie à partir des objets placés sur la couche de type Sheet Layer.

La couleur et la visibilité de l’arrière-plan de la feuille sont configurées dans la section System Colors du panneau View Configuration. Cliquez sur le bouton de couleur pour modifier la couleur du Sheet Line  et du  Area Color. Basculez sur / pour afficher/masquer la feuille.

Inclure les couches mécaniques dans la sortie

Les couches mécaniques sont utilisées pour une grande variété de tâches, détaillant les informations utilisées pendant la conception de la carte, la fabrication, l’assemblage et la documentation du produit. Pour répondre à toutes ces exigences, les couches mécaniques peuvent être exclues ou incluses dans toutes les formes de génération de sorties basées sur les couches, y compris l’impression et la génération de fichiers de sortie.

Sortie imprimée

Toutes les couches présentes dans la conception peuvent être incluses dans la spécification d’une impression PCB, y compris les couches mécaniques. Les impressions sont configurées en ajoutant les couches requises et en définissant leur ordre dans la boîte de dialogue Print.

Des dessins de fabrication et d’assemblage très détaillés peuvent être créés en plaçant des objets sur des couches mécaniques.En savoir plus sur Preparing 2D Print-based PCB Output

Sorties générées

Toutes les sorties de type fabrication, telles que Gerber et ODB++, permettent d’inclure des couches mécaniques comme Layer to Plot de sortie, ou de les ajouter comme détail à chaque couche tracée. La sortie est générée lorsque le générateur de sortie configuré est exécuté, par exemple en utilisant un générateur de sortie ODB dans un fichier de configuration OutputJob (*.OutJob).

Les couches mécaniques peuvent être tracées, ou elles peuvent être ajoutées à tous les tracés si nécessaire.

En savoir plus sur Preparing Your Design for Manufacture