Création et configuration du document PCB

Vous êtes maintenant prêt à créer un PCB.

Ajout d’un document PCB au projet

Avant de transférer la conception de l’éditeur de schémas vers l’éditeur PCB, vous devez créer un PCB vierge, puis le nommer et l’enregistrer dans le projet.

1. Faites un clic droit sur l’entrée du projet dans le panneau Projects, puis sélectionnez la commande Add New to Project » PCB dans le menu contextuel. Un nouveau document PCB s’ouvre et une entrée correspondante apparaît, rattachée au projet dans le panneau Projects, sous l’entrée Source Documents.

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2. Faites un clic droit sur l’entrée du document PCB dans le panneau Projects et sélectionnez la commande Save As. La boîte de dialogue Save As s’ouvre, prête à enregistrer le document au même emplacement que le fichier du projet. Saisissez le nom Multivibrator dans le champ File name et cliquez sur le bouton Save.

3. L’ajout du PCB a modifié le projet. Enregistrez donc le projet localement en faisant un clic droit sur son entrée dans le panneau Projects, puis en sélectionnant Save.

Avant de transférer la conception depuis l’éditeur de schémas, nous allons également modifier certains attributs du nouveau PCB.

Définition de l’origine et des unités de mesure

Main page: Utilisation du système d’accrochage du curseur

L’éditeur PCB possède deux origines : l’origine absolue, située en bas à gauche de l’espace de conception, et l’origine relative, définissable par l’utilisateur, qui sert à déterminer la position actuelle dans l’espace de conception. Les coordonnées des objets d’un document PCB sont définies par rapport à l’origine relative. Les coordonnées affichées dans la barre d’état sont également relatives à cette origine. Une pratique courante consiste à placer l’origine relative dans le coin inférieur gauche du contour de la carte.

1. Effectuez un zoom avant sur la partie inférieure gauche du contour actuel de la carte afin de bien voir les grilles grossière et fine, comme illustré dans les images ci-dessous.

2. Pour définir l’origine relative, sélectionnez la commande Edit » Origin » Set dans les menus principaux, puis placez le curseur sur le coin inférieur gauche du contour de la carte et cliquez.

   

3. Sélectionnez la commande View » Toggle Units dans les menus principaux pour passer les unités de mesure du document PCB des mils aux millimètres.

   Consultez les coordonnées et la grille dans la barre d’état pour vérifier rapidement les unités de mesure actuellement utilisées.

   

Modification du contour de la carte

Main pages: Définition du contour de la carte

Le contour de carte par défaut mesure 6 x 4 pouces. Pour ce tutoriel, vous allez modifier les dimensions de la carte pour obtenir 30 x 30 mm.

1. Sélectionnez une grille d’accrochage adaptée. Au cours du processus de conception, il est assez courant de changer de grille. Par exemple, vous pouvez utiliser une grille grossière pour le placement des composants et une grille plus fine pour le routage. Sélectionnez la commande View » Grids » Set Global Snap Grid dans les menus principaux et saisissez 5 dans le champ de la boîte de dialogue Snap Grid qui s’ouvre, puis cliquez sur OK pour fermer la boîte de dialogue.

   

2. Effectuez un zoom arrière pour afficher l’ensemble de la carte, y compris ses bords.

3. La modification du contour de la carte s’effectue en mode de planification de la carte. Sélectionnez la commande View » Board Planning Mode dans les menus principaux pour passer à ce mode (raccourci : 1). L’affichage change et la zone de la carte apparaît désormais en vert.

   

4. En mode de planification de la carte, l’éditeur PCB propose plusieurs commandes permettant de modifier le contour de la carte. Pour un simple carré ou rectangle, il est plus efficace de modifier le contour existant. La grille grossière visible est de 25 mm (5 fois la grille d’accrochage) et la grille fine visible est de 5 mm ; elles peuvent servir de repères.

   1. Sélectionnez Design » Edit Board Shape dans les menus principaux.

   2. Des poignées de modification apparaissent à chaque coin et au centre de chaque bord, comme illustré dans la vidéo ci-dessous.

      Notez qu’un clic ailleurs que sur une poignée de modification ou sur un bord du contour vous fait quitter le mode de modification du contour de la carte.

   3. Vous pouvez faire glisser le bord supérieur vers le bas et le bord droit vers la gauche pour obtenir les dimensions souhaitées. Pour faire glisser le bord supérieur vers le bas, placez le curseur sur le bord (mais pas sur une poignée). Lorsque le curseur se transforme en flèche à deux pointes, cliquez et maintenez le bouton enfoncé, puis faites glisser le bord jusqu’à ce que la coordonnée Y du curseur soit 30mm dans la barre d’état, comme illustré dans la vidéo ci-dessous.

   4. Répétez l’opération pour déplacer le bord droit vers l’intérieur, en le positionnant lorsque la coordonnée X du curseur est 30mm dans la barre d’état.

   5. Cliquez n’importe où dans l’espace de conception pour quitter le mode de modification du contour de la carte.

5. Sélectionnez la commande View » 2D Layout Mode dans les menus principaux pour revenir au mode d’agencement 2D (raccourci : 2).

6. Maintenant que le contour est défini, vous pouvez régler la grille (View » Grids » Set Global Snap Grid) sur une valeur adaptée au placement des composants, par exemple 1 mm.

7. Enregistrez le document PCB localement en faisant un clic droit sur son entrée dans le panneau Projects, puis en sélectionnant Save dans le menu contextuel.

Les dimensions de la carte ont été définies, et les unités, l’origine et la grille ont été configurées.

Configuration des valeurs par défaut des objets PCB

Lorsque vous placez un objet dans l’espace de conception de l’éditeur PCB, Altium Designer définit sa forme et ses propriétés en fonction des éléments suivants :

• An applicable design rule – si une règle définie s’applique à cet objet, ses propriétés sont déterminées par cette règle. Par exemple, lors d’un changement de couche pendant le routage interactif, un via est automatiquement ajouté ; ses dimensions et le diamètre de son trou sont issus de la règle de conception Routing Via Style applicable.

• Default settings – si aucune règle de conception applicable n’existe ou ne s’applique, les propriétés de l’objet sont déterminées par les paramètres par défaut configurés sur la page PCB Editor – Defaults de la boîte de dialogue Preferences. Par exemple, si vous exécutez la commande Place » Via, Altium Designer ne sait pas si ce via fera partie d’un net ; il propose donc un via aux dimensions définies dans les paramètres par défaut.

Dans le cadre de ce tutoriel, vous allez configurer les propriétés par défaut des désignateurs et des commentaires des composants. Ces propriétés seront appliquées à ces chaînes de texte lors du placement des composants sur le PCB.

1. Cliquez sur le bouton  en haut de l’espace de conception pour ouvrir la boîte de dialogue Preferences, puis développez la catégorie PCB Editor dans l’arborescence de gauche et sélectionnez l’entrée Defaults de cette catégorie pour ouvrir la page PCB Editor – Defaults.

   

2. Sélectionnez Designator dans Primitive List pour afficher les propriétés par défaut de cet objet. Vérifiez que les options sont définies comme suit :

   • L’option Autoposition est définie sur Left-Above. Il s’agit de l’emplacement par défaut de cette chaîne de texte lorsque le composant subit une rotation. La chaîne peut être déplacée de manière interactive à tout moment au cours du processus de conception.

   • La valeur Text Height est définie sur 1.5mm.

   • L’option Font Type est définie sur TrueType, et Font est défini sur Arial.

   

3. Sélectionnez Comment dans Primitive List et vérifiez que le commentaire est masqué (le bouton à droite du champ Value s’affiche sous la forme ). Il s’agit d’un réglage par défaut courant. Les chaînes de commentaire des composants peuvent être affichées de manière sélective au cours du processus de conception, si nécessaire.

   

4. Cliquez sur OK pour enregistrer les modifications et fermer la boîte de dialogue Preferences.

Transfert de la conception de la saisie de schéma à l’implantation du PCB

Main page: Maintien de la synchronisation entre les schémas et le PCB

La conception est transférée directement entre l’éditeur de schémas et l’éditeur de PCB ; aucun fichier de netlist intermédiaire n’est créé. Pour ce faire, sélectionnez la commande Design » Update PCB Document <PCBDocumentName> dans les menus principaux de l’éditeur de schémas. Lorsque vous exécutez cette commande, un ensemble d’ordres de modification technique (ECO) est créé, qui :

• Répertorie tous les composants utilisés dans la conception et l’empreinte requise pour chacun. Lorsque les ECO sont exécutés, Altium Designer tente de localiser chaque empreinte et de la placer dans l’espace de conception du PCB.

• Une liste de tous les nets (broches de composants connectées) est créée. Lorsque les ECO sont exécutés, Altium Designer ajoute chaque net au PCB, puis tente d’ajouter les broches appartenant à chaque net. Si une broche ne peut pas être ajoutée, une erreur se produit. Cela arrive le plus souvent lorsque l’empreinte est introuvable ou que les pastilles de l’empreinte ne correspondent pas aux broches du symbole.

• Des données de conception supplémentaires sont ensuite transférées, telles que les classes de nets et de composants.

En d’autres termes, un ECO est créé pour chaque modification à apporter au PCB afin qu’il corresponde au schéma.

1. Cliquez sur l’onglet du document schématique en haut de l’espace de conception pour en faire le document actif.

2. Sélectionnez la commande Design » Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc dans les menus principaux pour ouvrir la boîte de dialogue Engineering Change Order.

   

3. Cliquez sur le bouton  en bas à gauche de la boîte de dialogue. Si toutes les modifications sont validées, une coche verte apparaît à côté de chaque modification dans la colonne Status – Check de la boîte de dialogue.

   

   Si les modifications ne sont pas validées, fermez la boîte de dialogue, consultez le panneau Messages et corrigez les erreurs.

4. Si toutes les modifications sont validées, cliquez sur le bouton  pour envoyer les modifications à l’éditeur de PCB. À mesure que chaque modification est effectuée, une coche apparaît dans la colonne Status – Done de la boîte de dialogue.

   

5. Une fois toutes les modifications effectuées, le PCB s’ouvre derrière la boîte de dialogue Engineering Change Order. Vous pouvez maintenant fermer la boîte de dialogue.

6. Les composants sont positionnés à l’extérieur de la carte et prêts à être placés. Notez également que les pastilles des composants appartenant au même net sont reliées entre elles par des lignes de connexion. 

   

Quelques étapes restent à effectuer avant de commencer le placement des composants, notamment la configuration de la grille de placement et des couches.

Configuration de l’affichage des couches

Main page: Votre vue du PCB

Votre vue de la carte est une vue de dessus, c’est-à-dire que vous regardez la carte depuis le haut, le long de l’axe Z. L’éditeur de PCB est un environnement de conception multicouche ; les objets que vous placez sur les couches de signal deviennent du cuivre lors de la fabrication de la carte, les chaînes de texte que vous placez sur les couches de sérigraphie sont sérigraphiées sur la surface de la carte, et les notes que vous placez sur les couches mécaniques deviennent des instructions sur le plan d’assemblage que vous imprimez.

Vous concevez la carte en regardant cet empilage de couches depuis le dessus, en plaçant les composants sur les faces supérieure et inférieure de la carte (Top Layer / Bottom Layer), ainsi que les autres objets de conception sur les couches de cuivre, de sérigraphie, de masque et les couches mécaniques au fur et à mesure de la conception. Les attributs d’affichage des couches et les autres couches sont configurés dans le panneau View Configuration.

1. Ouvrez le panneau View Configuration. Pour ce faire, cliquez sur le bouton  en bas à droite de l’espace de conception et sélectionnez View Configuration dans le menu.

2. Dans la zone Layers de l’onglet Layers and Colors du panneau, vérifiez que les couches de signal Top Layer et Bottom Layer sont visibles (la commande de visibilité à gauche des entrées des couches s’affiche sous la forme ).

   

3. Pour réduire l’« encombrement » visuel pendant le placement et le routage, désactivez l’affichage de Component Layer Pairs (à l’exception des couches Overlay), de Mechanical Layers, ainsi que des couches Drill Guide et Drill Drawing.

   

4. Dans la zone Additional Options de l’onglet View Options du panneau, vérifiez que les options Pad Nets et Pad Numbers sont activées.

   

Configuration de l’empilage des couches de la carte

Main page: Définition de l’empilage des couches

Les couches physiques d’un PCB (couches de signal, de plan et de diélectrique), ainsi que d’autres aspects liés à sa structure physique, tels que les types de vias et les profils d’impédance, sont configurés dans le gestionnaire d’empilage des couches.

Le PCB de ce tutoriel est une conception simple qui peut être routée sur une carte double face avec des vias traversants.

1. Ouvrez le gestionnaire d’empilage des couches. Pour ce faire, sélectionnez la commande Design » Layer Stack Manager dans les menus principaux de l’éditeur de PCB. Pour une nouvelle carte, l’empilage par défaut comprend un noyau diélectrique, deux couches de cuivre, ainsi que les couches supérieure et inférieure de masque de soudure et de sérigraphie.

   

2. Pour simplifier la gestion des couches, assurez-vous que l’option Stack Symmetry est activée dans la section Board du panneau Properties (si le panneau n’est pas visible, cliquez sur le bouton  en bas à droite de l’espace de conception et sélectionnez Properties dans le menu). Lorsque cette option est activée, les couches sont ajoutées par paires correspondantes, de part et d’autre de la couche diélectrique centrale.

   

3. Pour utiliser un matériau pour une couche spécifique (ou une paire de couches si la symétrie est activée), cliquez sur le bouton  dans la cellule Material de la couche souhaitée pour ouvrir la boîte de dialogue Select Material.

   

   Sélectionnez les matériaux des couches comme suit :

   • Couches de masque de soudure (Top Solder et Bottom Solder) – SM-001

   • Couches de signal (Top Layer et Bottom Layer) – CF-004

   • Couche diélectrique (Dielectric 1) – Core-043

   

4. Cliquez sur l’onglet Via Types en bas du gestionnaire d’empilage des couches et vérifiez qu’un type Thru 1:2 est défini.

   

5. Enregistrez les modifications apportées dans le gestionnaire d’empilage des couches en sélectionnant la commande File » Save to PCB dans les menus principaux.

6. Fermez le gestionnaire d’empilage des couches en faisant un clic droit sur son onglet en haut de l’espace de conception et en sélectionnant la commande Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup] dans le menu contextuel.

Configuration de la grille d’accrochage

Main page: Utilisation des grilles et des guides

L’étape suivante consiste à sélectionner une grille adaptée au placement des composants. Tous les objets sont placés dans l’espace de conception du PCB sur la grille d’accrochage active.

1. Si le panneau Properties n’est pas déjà visible, affichez-le en cliquant sur le bouton  en bas à droite de l’espace de conception et en sélectionnant Properties dans le menu qui s’ouvre. Le panneau affiche les propriétés de l’objet sélectionné ou, si aucun objet n’est sélectionné, celles du document PCB.

2. Dans la section Grid Manager de l’onglet General du panneau, sélectionnez l’entrée Global Board Snap Grid et cliquez sur le bouton  . La boîte de dialogue Cartesian Grid Editor s’ouvre.

   

3. Dans la boîte de dialogue Cartesian Grid Editor :

   1. Assurez-vous que le champ Step X a pour valeur 1mm. Les champs X et Y étant liés, il n’est pas nécessaire de définir la valeur Step Y.

   2. Cliquez sur l’échantillon de couleur de la grille Fine et sélectionnez une couleur plus claire dans la boîte de dialogue Choose Color qui s’ouvre (par exemple, sélectionnez la couleur de la ligne 34 dans l’onglet Basic – ).

   3. Pour la grille Coarse, sélectionnez Lines dans la liste déroulante et cliquez sur la commande Darker pour définir automatiquement sa couleur sur une teinte plus foncée que la couleur actuelle de la grille fine. Cela permet de distinguer plus facilement la grille fine de la grille grossière.

   4. Assurez-vous que Multiplier est défini sur 5x Grid Step. La grille sera ainsi visible à des niveaux de zoom plus faibles.

   

4. Cliquez sur OK pour fermer la boîte de dialogue. L’affichage de la grille est mis à jour dans l’espace de conception. 

   

5. Enregistrez le document PCB localement en faisant un clic droit sur son entrée dans le panneau Projects et en sélectionnant Save dans le menu contextuel.