Creating a PCB Footprint

L’area che il componente occupa sulla scheda fabbricata è definita dal footprint del componente. Un footprint tipico include pad e overlay del componente, e può anche includere qualsiasi altro dettaglio meccanico richiesto. Nell’esempio di footprint qui sotto, gran parte del contorno del componente è definita su un layer meccanico (le linee verdi) anziché sull’overlay (giallo), perché questo componente verrà montato in modo da sporgere sopra un ritaglio nella scheda.

 
Il footprint definisce lo spazio occupato dal componente e fornisce i punti di connessione dai pin/pad del componente al routing sulla scheda.

Il componente montato su quel footprint può essere modellato usando oggetti 3D Body. L’oggetto 3D Body viene usato come contenitore nel quale è possibile importare un modello generico in formato MCAD, come mostrato nell’immagine qui sotto.

Un modello MCAD adatto può essere importato in un oggetto 3D Body.

Anche con un ricco insieme di risorse che forniscono componenti PCB già pronti (come il Manufacturer Part Search panel), è probabile che a un certo punto della tua carriera tu debba creare un componente PCB personalizzato. I footprint dei componenti PCB vengono creati nell’editor PCB Footprint usando lo stesso insieme di oggetti primitivi disponibile nell’editor PCB. Oltre ai footprint, anche loghi aziendali, definizioni di fabbricazione e altri oggetti richiesti durante la progettazione della scheda possono essere salvati come componenti PCB.

Creazione di un nuovo PCB Footprint

I footprint possono essere creati direttamente nel tuo Workspace connesso. Per farlo:

1. Seleziona File » New » Library dai menu principali, quindi nella finestra di dialogo New Library che si apre, seleziona Create Library Content » Footprint dalla sezione Workspace della finestra di dialogo.

   
   Crea un nuovo Workspace Footprint usando la finestra di dialogo New Library

2. Nella finestra di dialogo Create New Item che si apre, inserisci le informazioni richieste, assicurati che l’opzione Open for editing after creation sia abilitata e fai clic su OK. Il Workspace Footprint verrà creato e si aprirà l’editor temporaneo PCB Footprint, presentando un documento .PcbLib come documento attivo. Questo documento sarà denominato in base a Item-Revision, nel formato: <Item><Revision>.PcbLib (ad esempio, PCC-001-0001-1.PcbLib). Usa il documento per definire il footprint come descritto di seguito.

   
   Esempio di modifica della revisione iniziale di un Workspace Footprint: l’editor temporaneo PCB footprint fornisce il documento con cui definire il footprint.

3. Quando il footprint è definito come richiesto, salvalo nel Workspace usando il controllo Save to Server a destra della voce del footprint nel pannello Projects. Apparirà la finestra di dialogo Edit Revision, nella quale puoi modificare Name, Description e aggiungere note di rilascio secondo necessità. Il documento e l’editor si chiuderanno dopo il salvataggio.

Un Workspace Footprint salvato può essere usato quando si definisce un componente usando il Component Editor nella sua Single Component Editing mode o Batch Component Editing mode.

I Workspace Footprints possono essere esplorati usando il pannello Components. Abilita la visibilità dei modelli facendo clic sul pulsante  nella parte superiore del pannello e selezionando Models, quindi seleziona la categoria Footprints.

Per modificare un Workspace Footprint, fai clic con il tasto destro sulla sua voce nel pannello Components e seleziona il comando Edit. Ancora una volta si aprirà l’editor temporaneo, con il footprint aperto per la modifica. Apporta le modifiche necessarie, quindi salva il documento nella revisione successiva del Workspace Footprint.

Definizione di un PCB Footprint

I footprint vengono sempre costruiti sul lato superiore, indipendentemente dal lato finale della scheda su cui verranno posizionati, usando lo stesso insieme di strumenti e oggetti di progettazione disponibili nell’editor PCB. Gli attributi specifici del layer, come i pad per montaggio superficiale e le definizioni della solder mask, vengono trasferiti automaticamente ai layer appropriati del lato inferiore quando capovolgi il footprint sull’altro lato della scheda durante il posizionamento del componente.

Gli oggetti di progettazione possono essere posizionati su qualsiasi layer; tuttavia, il contorno viene normalmente creato sul layer Top Overlay (serigrafia) e i pad sul multi-layer (per i pin dei componenti through-hole) o sul layer di segnale superiore (per i pin dei componenti a montaggio superficiale). Quando posizioni il footprint su un PCB, tutti gli oggetti che compongono il footprint verranno assegnati ai rispettivi layer definiti.

Viste 2D e 3D di un footprint per un componente joystick. L’immagine 3D mostra il modello STEP importato per il componente. Nota che i pad e l’overlay del componente sono visibili sotto il modello STEP.

La sequenza tipica per creare manualmente il footprint di un componente è:

1. Preparare lo spazio di progettazione: definire le opzioni di snap, configurare griglie e guide - scopri di più.

2. Le impronte dovrebbero essere costruite attorno al punto di riferimento dello spazio di progettazione al centro dell’editor delle impronte PCB . Questo punto di riferimento è in realtà l’origine relativa dello spazio di progettazione ed è il punto tramite il quale l’impronta del componente viene agganciata dal cursore nelle operazioni di posizionamento e spostamento (a seconda dell’impostazione corrente Object Snap Options nella pagina PCB Editor – General della finestra di dialogo Preferences). Utilizzare i tasti di scelta rapida J, R per passare direttamente al punto di riferimento. Se si è dimenticato di spostarsi sul punto di riferimento prima di iniziare a costruire l’impronta, è possibile portare il pad di riferimento nell’impronta utilizzando i comandi del sottomenu Edit » Set Reference:

   • Pin 1 - imposta il punto di riferimento del componente sul pin 1 dell’impronta del componente.

   • Center - imposta il punto di riferimento del componente al centro dell’impronta del componente.

   • Location - imposta il punto di riferimento del componente su una posizione definita dall’utente.

   Il punto scelto verrà impostato su 0,0 - diventa la nuova origine relativa e tutte le primitive avranno le loro posizioni aggiornate rispetto a questo punto.

3. Posizionare i pad (Place » Pad) in base ai requisiti del componente. Dopo aver eseguito il comando Place Pad ma prima di posizionare il primo pad, premere il tasto Tab per aprire il pannello Properties e definire tutte le proprietà del pad, inclusi Designator, Size and Shape, Layer del pad e Hole Size (per un pad passante). Il Designator viene incrementato automaticamente per i posizionamenti successivi dei pad. Per un pad a montaggio superficiale, impostare Layer su Top Layer. Per un pad passante, impostare Layer su Multi-Layer.

   Alcune impronte richiedono pad con forma irregolare. Questo può essere ottenuto utilizzando oggetti pad di forma personalizzata. Per ulteriori informazioni, fare riferimento alla pagina Customizing a Pad Stack.
   • Una delle procedure più importanti nella creazione di una nuova impronta di componente è il posizionamento dei pad che verranno utilizzati per saldare il componente al PCB. Questi devono essere posizionati esattamente nei punti corretti per corrispondere ai pin del dispositivo fisico.
   • È inoltre necessario prestare attenzione alla designazione dei pad, poiché è questa proprietà che Altium Designer utilizza durante la mappatura dai numeri di pin del simbolo schematico.

4. Per garantire un posizionamento accurato dei pad, valutare l’impostazione di una griglia specifica per questa attività. Utilizzare i tasti di scelta rapida Ctrl+G per aprire la finestra di dialogo Cartesian Grid Editor dialog e il tasto Q per commutare la griglia da imperiale a metrica.

5. Per posizionare con precisione un pad mentre lo si sposta con il mouse, utilizzare i tasti freccia della tastiera per muovere il cursore secondo gli incrementi della griglia corrente. Inoltre, tenendo premuto Shift ci si sposterà con passi pari a 10 volte la griglia. La posizione corrente X, Y viene visualizzata nella barra di stato e anche nell’Heads Up display. L’Heads Up Display contiene sia la posizione sia il delta dall’ultima posizione di clic alla posizione corrente del cursore. Utilizzare il collegamento Shift+H per attivare e disattivare l’Heads Up display. In alternativa, fare doppio clic per modificare un pad già posizionato e inserire le coordinate X e Y richieste nel pannello Properties .

6. Per controllare la distanza tra due punti nello spazio di progettazione, utilizzare Reports » Measure Distance (scorciatoia Ctrl+M). Seguire le istruzioni nella barra di stato.

7. Gli attributi specifici del pad, come solder mask e paste mask, vengono calcolati automaticamente in base alle dimensioni del pad e alle regole di progettazione delle mask applicabili. Sebbene le impostazioni delle mask possano essere definite manualmente per ciascun pad, farlo rende difficile modificare tali impostazioni in seguito durante il processo di progettazione della scheda. In genere ciò viene fatto solo quando non è possibile indirizzare i pad tramite regole di progettazione. Si noti che le regole sono definite nell’editor PCB durante la progettazione della scheda.

8. Utilizzare tracce, archi e altri oggetti primitivi per definire il contorno del componente che appare sulla serigrafia PCB nel layer Top Overlay. Se il componente viene capovolto sul lato inferiore della scheda durante il posizionamento, l’overlay viene trasferito automaticamente al layer Bottom Overlay.

9. Posizionare tracce e altri oggetti primitivi su un layer meccanico per definire dettagli meccanici aggiuntivi, come un placement courtyard. I layer meccanici sono layer di uso generale. È opportuno assegnare la funzione di questi layer e utilizzarli in modo coerente in tutte le impronte.

10. Posizionare oggetti 3D Body objects per definire la forma tridimensionale del componente fisico da montare sul PCB.

    Un oggetto 3D Body aggiunto a un’impronta può fare riferimento a un modello 3D caricato nel Workspace connesso.

11. Le stringhe Designator e Comment vengono aggiunte automaticamente al layer Overlay dell’impronta durante il posizionamento nello spazio di progettazione PCB. È possibile includere ulteriori stringhe Designator e Comment posizionando le stringhe speciali .Designator e .Comment su un layer meccanico.

    Quando si posizionano stringhe Designator e Comment, è necessario definire una Layer Pair nell’editor PCB. Questo garantisce che le stringhe siano associate al lato della scheda su cui è montato il componente e che vengano capovolte sull’altro lato della scheda quando il componente viene capovolto. Per ulteriori informazioni, vedere la sezione Handling Special Layer-specific Requirements qui sotto.

12. Definire le proprietà dell’impronta (ad esempio nome e descrizione) nella scheda Footprint del pannello Properties nella modalità Library Options (attiva quando nessun oggetto è selezionato nello spazio di progettazione, accessibile utilizzando il comando Tools » Footprint Properties dai menu principali). Fare riferimento alla sezione seguente per ulteriori informazioni sulle opzioni e sui controlli disponibili nella scheda Footprint del pannello.

Preparazione dello spazio di progettazione

Per impostazione predefinita, le griglie vengono visualizzate usando punti. Se si preferisce, le griglie possono essere visualizzate usando linee. Questa impostazione si configura nella finestra di dialogo Grid Editor, accessibile facendo clic sul pulsante Properties nel pannello Properties come mostrato nell’immagine seguente. In alternativa, premere la scorciatoia Ctrl+G per aprire la finestra di dialogo.

Nell’immagine, la griglia fine è visualizzata come punti e la griglia grossolana è visualizzata come linee.

Pannello Properties

Quando si modifica un’impronta nell’editor PCB footprint e nessun oggetto di progettazione è attualmente selezionato nello spazio di progettazione, il pannello Properties presenta Library Options.

Le seguenti sezioni comprimibili contengono informazioni sulle opzioni e sui controlli disponibili nella scheda General del pannello:

Le seguenti sezioni comprimibili contengono informazioni sulle opzioni e sui controlli disponibili nella scheda Footprint del pannello:

Quando viene selezionato un oggetto di progetto, il pannello presenterà opzioni specifiche per quel tipo di oggetto. La tabella seguente elenca i tipi di oggetto disponibili per il posizionamento nello spazio di progettazione del footprint PCB: fare clic su un collegamento per accedere alla pagina delle proprietà di quell’oggetto.

Espansioni della maschera di saldatura e della maschera pasta

Per verificare che le maschere di saldatura e/o pasta siano state definite correttamente nell’editor dei footprint PCB, aprire il pannello View Configuration e abilitare l’opzione di visualizzazione () per ciascun layer della maschera.

L’anello che appare attorno al bordo di ciascun pad nel colore del layer Top Solder Mask rappresenta il bordo della forma della maschera di saldatura che sporge della quantità di espansione da sotto il pad multistrato perché multi-layer si trova in cima all’ordine di disegno dei layer; viene disegnato sopra. Il Layer Drawing Order è impostato nella pagina PCB Editor - Display della finestra di dialogo Preferences).

L’immagine seguente mostra un footprint PCB con un bordo viola (colore del layer Top Solder Mask) che appare attorno al bordo di ciascun pad.

Per scorrere rapidamente i layer, utilizzare la modalità Single Layer Mode (Shift+S) in combinazione con Ctrl+Shift+Wheel roll.

Supporto dei parametri

I parametri applicati agli oggetti in Altium Designer forniscono un mezzo potente e flessibile per aggiungere informazioni supplementari a un progetto PCB. Applicati come proprietà dell’oggetto padre, i parametri possono essere applicati a diversi livelli, inclusi progetti, documenti, template e singoli oggetti all’interno di un documento di progetto.

I parametri che diventano disponibili nello spazio PCB possono essere utilizzati per filtrare Query, Regole di progettazione, Script e Varianti, e possono essere applicati nei footprint dei componenti PCB per richiamare stringhe personalizzate nei Footprint posizionati.

Parametri tramite un Engineering Change Order

Le funzionalità dei parametri PCB si basano su funzionalità incluse nel meccanismo ECO e nel documento PCB, che consentono ai parametri dei componenti definiti dall’utente di essere trasferiti e mantenuti nello spazio PCB. Si tratta di un trasferimento unidirezionale e i parametri trasferiti sono di sola lettura nel dominio PCB.

Il trasferimento dei parametri viene eseguito creando un ECO dallo schematico al PCB con il comando di menu Design » Update PCB Document .

Quando l’ECO viene eseguito (utilizzando il pulsante Execute Changes ), eventuali nuovi parametri dei componenti schematici definiti dall’utente verranno trasferiti al riferimento footprint corrispondente nel progetto PCB. 

Per visualizzare i parametri trasferiti nell’editor PCB, fare doppio clic su un componente per aprire il Properties pannello, quindi scegliere la scheda Parameters . La scheda elencherà i parametri utente correnti assegnati al footprint del componente selezionato. I parametri per un footprint di componente selezionato sono disponibili anche nel Components pannello.

Collegamenti di riferimento alle informazioni

Il dominio PCB accetta automaticamente i parametri predefiniti ComponentLink provenienti dallo schematico. Questi sono definiti come coppie di parametri (Descrizione e URL del collegamento) che normalmente stabiliscono collegamenti di riferimento a dati verso file specifici o posizioni Internet, in genere un sito web del produttore o l’URL della scheda tecnica.

In entrambi gli spazi di progettazione schematico e PCB, i collegamenti sono accessibili dal menu contestuale del tasto destro quando si passa con il mouse sopra un componente (nelle opzioni del sottomenu References ). I parametri specializzati vengono aggiunti nel Properties pannello e, quando trasferiti nello spazio PCB, appaiono come parametro del footprint del componente. 

Parametri nei footprint sorgente

I parametri trasferiti al PCB possono essere utilizzati per fornire informazioni aggiuntive di produzione della scheda o funzionali tramite i footprint dei componenti. Aggiungendo stringhe di parametro speciali ai footprint a livello di libreria sorgente, le stringhe personalizzate verranno interpretate sul layer meccanico o overlay di destinazione.

Una stringa speciale che rappresenta un parametro definito dall’utente può essere aggiunta al footprint del componente sorgente utilizzando il pulsante delle stringhe speciali e il menu a discesa () nel Properties pannello.

Nel footprint di libreria sottostante, la stringa speciale .Designator è stata posizionata sul layer Mechanical 2.

Una stringa speciale che rappresenta un parametro utente può essere aggiunta al footprint del componente.

Quando tale parametro personalizzato è stato applicato anche ai componenti schematici e i dati del parametro sono stati trasferiti al PCB, le stringhe interpretate del footprint appariranno sia nella vista della scheda sia nei file di output generati. In questo caso la stringa del parametro speciale contiene un identificatore personalizzato della parte del componente per facilitare l’assemblaggio.

L’applicazione dei parametri utente ai footprint dei componenti come stringhe speciali può soddisfare una serie di altri requisiti PCB personalizzati, incluse etichette di funzione per interruttori e connettori, dove una stringa di parametro 'function' potrebbe essere posizionata sul Top Overlay nei footprint di quei tipi di componente.

Query dei parametri

Le stringhe di parametro nel dominio PCB sono accessibili anche tramite il linguaggio di query di Altium Designer e, pertanto, sono disponibili per le funzioni di filtraggio degli oggetti, inclusa la funzione Find Similar Objects.

Per eseguire una selezione di oggetti simili, fare clic con il tasto destro su un componente quindi selezionare Find Similar Objects dal menu contestuale per aprire la finestra di dialogo Find Similar Objects.

La finestra di dialogo Find Similar Objects dialog include una sezione Parameters in cui è possibile selezionare le opzioni di filtraggio secondo necessità.

Il pannello PCB Filter può applicare parole di query specifiche dei parametri come criteri di filtro e può essere utilizzato per creare Regole di progettazione basate sui parametri PCB.

Sono disponibili diverse parole di query per lavorare con i parametri dei footprint dei componenti PCB, incluse parole funzione specifiche per convertire valori stringa in numeri (come StrToNumber). Le conversioni della stringa Value tengono conto delle unità (V, mA, mV, kOhm, ecc.) e consentono di determinare il risultato della query tramite l’elaborazione numerica di una stringa di valore del parametro.

I tipi di unità supportati che possono essere specificati nelle query sono:

• % – Percentuale
• A – Corrente
• C – Temperatura
• dB – Decibel
• F – Capacità
• G – Conduttanza
• H – Induttanza
• Hz – Frequenza
• Kg – Massa
• m – Lunghezza
• Ohm – Resistenza
• Q – Carica
• s – Tempo
• V – Tensione
• W – Potenza
• Z – Impedenza

Sono disponibili diverse parole di query dei parametri per lavorare con i parametri dei footprint dei componenti PCB.

L’esempio mostrato nella finestra di dialogo Query Helper qui sopra elabora il parametro Voltage Rating per ciascun componente (utilizzando la conversione da stringa a numero – StrToNumber(Unit Value, Unit Type)) per determinare se il suo valore è maggiore di 50V. Quando applicato nel pannello PCB Filter , il layout di esempio della scheda evidenzia un singolo componente ad alta tensione, C1 (che ha un valore Voltage Rating di 3kV).

Regole e script

Le query dei parametri PCB possono essere applicate anche agli script di Altium Designer e alle regole di progettazione. Queste ultime possono eseguire controlli di validazione del layout, ad esempio rilevando i parametri del footprint per valutare il posizionamento dei componenti o l’assegnazione dei layer. Si noti che le funzioni elencate nella finestra di dialogo Query Helper qui sopra sono disponibili per il linguaggio di scripting.

L’esempio seguente mostra la query della tensione nominale del condensatore (vedere la query di filtro sopra) applicata a una regola di posizionamento dei componenti che, quando eseguita, verifica valori di clearance specifici per i componenti rilevati come dispositivi ad alta tensione (>50V).

Le regole di progettazione definite da parametri specifici del footprint, trasferiti dallo spazio schematico, possono essere usate per rilevare condizioni di layout personalizzate.

Allo stesso modo, i parametri PCB personalizzati possono essere usati per verificare la compatibilità del layer dei componenti, ad esempio quando un componente non supporta la saldatura a onda e quindi il posizionamento sul Bottom Layer. In questo caso, una query di corrispondenza oggetti che elabora un parametro personalizzato ‘WaveSoldering’ (Yes/No) potrebbe essere applicata alla Permitted Layers Rule.

La regola (batch) controllerà quindi il valore di quel parametro del componente e creerà una violazione se un componente non è compatibile con il posizionamento sul Bottom Layer.

Varianti

I parametri trasferiti al PCB e inclusi nelle variazioni del progetto (Design Variants) vengono elaborati con la selezione della variante.

In pratica, un parametro di componente variato nello spazio PCB verrà rilevato dinamicamente da una stringa di query oppure, ad esempio, visualizzato su un layer della scheda tramite una stringa speciale. 

Parametri footprint definiti dall’utente

I parametri definiti dall’utente per i footprint sono supportati in Altium Designer. L’area Parameters nella scheda Footprint del pannello Properties  nella modalità Library Options  può essere usata per visualizzare e modificare i parametri del footprint quando nessun oggetto è selezionato nello spazio di progettazione dell’editor PCB footprint.

Quando il componente viene posizionato sul PCB, è possibile vedere questi parametri nel pannello Properties  in modalità Component  nella scheda Parameters .

Stringhe di designatore e commento

Stringhe predefinite di designatore e commento

Quando un footprint viene posizionato su una scheda, gli vengono assegnati un designatore e un commento in base alle informazioni estratte dalla vista schematica del progetto. I segnaposto per le stringhe di designatore e commento non devono essere definiti manualmente poiché vengono aggiunti automaticamente quando il footprint viene posizionato su una scheda. Le posizioni di queste stringhe sono determinate dall’opzione stringa di designatore e commento Autoposition nel pannello Properties in modalità Parameter quando la stringa del designatore o del commento è selezionata nello spazio di progettazione. La posizione e la dimensione predefinite delle stringhe di designatore e commento sono configurate nel rispettivo Primitive nella PCB Editor - Defaults page della finestra di dialogo Preferences .

Stringhe aggiuntive di designatore e commento

Possono esserci situazioni in cui si desiderano copie aggiuntive delle stringhe di designatore o commento. Ad esempio, il vostro assemblatore desidera un disegno di assemblaggio dettagliato con il designatore mostrato all’interno del contorno di ciascun componente, mentre la vostra azienda richiede che il designatore sia posizionato appena sopra il componente sull’overlay componenti del PCB finale. Questo requisito di un designatore aggiuntivo può essere soddisfatto includendo la stringa speciale .Designator nel footprint. È disponibile anche una stringa speciale .Comment per specificare la posizione della stringa di commento su layer o posizioni alternativi.

Per soddisfare i requisiti dell’assemblatore, la stringa .Designator verrebbe posizionata su un layer meccanico nell’editor PCB Footprint e si potrebbero quindi generare stampe che includono questo layer come parte delle istruzioni di assemblaggio del progetto.

Gestione di requisiti speciali specifici del layer

Un componente PCB può avere diversi requisiti speciali, come la necessità di un punto di colla o di una definizione di solder mask removibile. Molti di questi requisiti speciali saranno legati al lato della scheda su cui il componente è montato e dovranno essere ribaltati sull’altro lato della scheda quando il componente viene ribaltato.

Invece di includere un gran numero di layer speciali che potrebbero essere usati raramente, l’editor PCB di Altium Designer supporta questo requisito tramite una funzionalità chiamata coppie di layer. Una coppia di layer è costituita da due layer meccanici definiti come coppia. Ogni volta che un componente viene ribaltato da un lato della scheda all’altro, tutti gli oggetti su un layer meccanico accoppiato vengono ribaltati sull’altro layer meccanico di quella coppia. Con questo approccio, si seleziona un layer meccanico adatto per includere il punto di colla (o altri requisiti speciali) e se ne definisce la forma usando gli oggetti disponibili. Quando si posiziona quel footprint su una scheda, è necessario impostare l’accoppiamento dei layer. Questo indica al software su quale layer deve trasferire gli oggetti quando questo componente viene ribaltato sull’altro lato della scheda. Non è possibile definire coppie di layer nell’editor PCB footprint; questa operazione viene eseguita nell’editor PCB.

I nomi dei layer meccanici possono essere modificati direttamente dal pannello View Configurations facendo clic con il pulsante destro del mouse e selezionando quindi Edit Layer.

Un approccio comune alla gestione dell’uso dei layer meccanici consiste nell’assegnare un numero di layer dedicato per ogni funzione richiesta del layer meccanico. Questo approccio richiede che tutti i progettisti aderiscano allo stesso schema di assegnazione e numerazione dei layer. Può anche creare difficoltà quando i componenti provengono da altre fonti che non seguono lo stesso schema di assegnazione e numerazione. Se è stato usato uno schema diverso, gli oggetti di progetto devono essere spostati dal loro layer meccanico corrente al layer meccanico assegnato a quella funzione.

Questo problema viene risolto con l’introduzione della proprietà Layer Type. Quando un componente viene posizionato da una libreria nell’editor PCB, oppure copiato da una libreria a un’altra, oppure creato dal IPC Footprint Wizard, le assegnazioni esistenti di Layer Type vengono abbinate automaticamente, indipendentemente dal numero o dai numeri di layer meccanici assegnati a quei Layer Type. Gli oggetti vengono ricollocati sui layer corretti in base al loro Layer Type. Se il software non è in grado di effettuare l’abbinamento per Layer Type, ricorrerà all’abbinamento per Layer Number.

Sia per i singoli layer meccanici sia per le Component Layer Pairs, è possibile selezionare un Layer Type da un elenco predefinito di tipi. È possibile accedere alle finestre di dialogo mostrate di seguito facendo clic con il pulsante destro del mouse su un singolo layer, quindi selezionando il comando Edit Layer o Add Component Layer dal menu.

Aggiunta dell’altezza a un PCB footprint

Al livello più semplice di rappresentazione 3D, le informazioni sull’altezza possono essere aggiunte a un PCB footprint. Per farlo, aprire il pannello Properties nella modalità Library Options (attiva quando nessun oggetto è selezionato nello spazio di progettazione) e immettere l’altezza consigliata per il componente nel campo Height nella scheda Footprint del pannello.

Le regole di progettazione dell’altezza possono essere definite durante la progettazione della scheda (fare clic su Design » Rules nell’editor PCB), in genere per verificare l’altezza massima dei componenti in una classe di componenti o all’interno della definizione di una room.

Un’opzione migliore per definire le informazioni sull’altezza sarebbe allegare 3D Bodies al PCB footprint.

Gestione dei componenti con primitive di routing

Quando un progetto viene trasferito, il footprint specificato in ciascun componente viene estratto dalle librerie disponibili e posizionato sulla scheda. Quindi, a ciascun pad nel footprint viene impostata la proprietà net con il nome della net collegata a quel pin del componente nello schematico. Tutti gli oggetti che toccano un pad si collegano alla stessa net del pad.

L’editor PCB include uno strumento completo di gestione delle net. Per avviarlo, selezionare Design » Netlist » Configure Physical Nets dai menu principali per aprire la finestra di dialogo Configure Physical Nets dialog. Fare clic sul pulsante Menu per visualizzare un menu di opzioni. Fare clic sul menu a discesa dell’intestazione New Net Name per selezionare la net da assegnare alle primitive non assegnate.

Footprint con più pad collegati allo stesso pin

L'impronta mostrata di seguito, un transistor SOT223, ha più pad collegati allo stesso pin logico del componente nello schema, il Pin 2. Per realizzare questa connessione, sono stati aggiunti due pad con lo stesso designatore: '2'. Quando si utilizza il comando Design » Update PCB nello Schematic Editor per trasferire le informazioni di progetto al PCB, la sincronizzazione risultante mostrerà le linee di connessione dirette a entrambi i pad nell'editor PCB, cioè appartengono alla stessa net. Entrambi possono essere sbrogliati.

Impronta SOT223 che mostra due pad con designatore 2.

Preparazione della serigrafia

Per aiutare a risolvere i comuni problemi di Design for Manufacture (DFM) causati dalla sovrapposizione della serigrafia con rame esposto e fori, l'editor delle impronte PCB include una funzione dedicata alla preparazione della serigrafia per le impronte. Questi problemi possono essere affrontati efficacemente tramite:

• ritaglio automatico di linee e archi della serigrafia;
• ritaglio o spostamento automatico di riempimenti e regioni;
• spostamento automatico delle stringhe di testo della serigrafia.

Per accedere allo strumento di preparazione della serigrafia nell'editor delle impronte PCB, utilizzare il comando Tools » Silkscreen Preparation dai menu principali. Si aprirà la finestra di dialogo Silkscreen Preparation.

Utilizzare la finestra di dialogo per configurare le impostazioni di ritaglio/spostamento degli oggetti della serigrafia. Le opzioni disponibili sono:

• Clip to Exposed Copper – abilita per ritagliare automaticamente gli oggetti rispetto al rame esposto.
• Clip to Solder Mask Openings – abilita per ritagliare automaticamente gli oggetti rispetto alle aperture della solder mask.
• Silkscreen Clearance – definisce il valore minimo accettabile tra gli oggetti della serigrafia e il rame esposto / le aperture della solder mask e i fori.
• Min Remaining Length – se la lunghezza della linea/dell'arco è inferiore al valore definito dopo il ritaglio, gli oggetti verranno rimossi dall'impronta. Si noti che questa lunghezza è la distanza da vertice a vertice, non da bordo a bordo – mostra immagine.
• Move Text – abilita per spostare le stringhe di testo della serigrafia lontano dal rame esposto / dalle aperture della solder mask e dai fori se la distanza tra essi è inferiore a Silkscreen Clearance. Lo spostamento è limitato dal valore Max Distance .
• Fill & Region – seleziona un'azione da eseguire per riempimenti e regioni quando la distanza tra essi e il rame esposto / le aperture della solder mask e i fori è inferiore a Silkscreen Clearance:
  • None – i riempimenti e le regioni rimangono invariati.
  • Clip – i riempimenti e le regioni verranno ritagliati per mantenere Silkscreen Clearance. I riempimenti vengono convertiti in regioni, se applicabile.
  • Move – i riempimenti e le regioni verranno spostati lontano dal rame esposto / dalle aperture della solder mask e dai fori. Lo spostamento è limitato dal valore Max Distance .
• Max Distance – definisce una distanza massima entro cui stringhe di testo, designatori dei componenti, riempimenti e regioni possono essere spostati per mantenere Silkscreen Clearance.

Fare clic su OK per eseguire il ritaglio e/o lo spostamento degli oggetti della serigrafia in base alle impostazioni della finestra di dialogo.

Di seguito è mostrato un esempio delle prestazioni dello strumento di preparazione della serigrafia.

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Creazione di un'impronta con l'IPC Compliant Footprint Wizard

Il IPC Compliant Footprint Wizard genera un'impronta PCB realmente conforme alla Revisione B dello standard IPC 7351 - Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard. Invece di lavorare direttamente dalle dimensioni dell'impronta (come fa il Footprint Wizard ), il IPC Compliant Footprint Wizard utilizza le informazioni dimensionali del componente stesso e quindi calcola pad idonei e altre proprietà dell'impronta in conformità con gli algoritmi rilasciati dall'IPC.

Invece di richiedere l'inserimento delle proprietà dei pad e delle tracce utilizzati per definire l'impronta, il Wizard prende come input le dimensioni reali del componente. Sulla base delle formule sviluppate per lo standard IPC-7351, il Wizard genera quindi l'impronta utilizzando oggetti standard di Altium Designer, come pad e tracce.

Per eseguire IPC Compliant Footprint Wizard, selezionare Tools » IPC Compliant Footprint Wizard dai menu principali.

Nella pagina Select Component Type, scegliere la famiglia di componenti per cui si desidera creare un'impronta nella pagina Select Component Type. L'area di anteprima sul lato destro della procedura guidata cambia dinamicamente per mostrare il componente attualmente selezionato e indica anche il tipo di package che possono essere generati. La tabella seguente elenca i tipi di componenti e i package supportati nella procedura guidata.

Le pagine successive della procedura guidata cambiano in base al tipo di componente selezionato. Seguire le intuitive pagine della procedura guidata per impostare l'impronta del componente specifico come richiesto. Alcune note sull'utilizzo di IPC Compliant Footprint Wizard:

• Tutte le dimensioni vengono inserite nella procedura guidata in unità metriche (mm).
• Le dimensioni complessive del package, le informazioni sui pin, la spaziatura heel, i filetti di saldatura e le tolleranze possono essere inseriti e visualizzati immediatamente.
  La modifica delle tolleranze IPC può comportare impronte PCB non conformi allo standard IPC.
• È possibile inserire dimensioni meccaniche, come Courtyard, Assembly e informazioni sul corpo del componente (3D).
• Il Wizard è rientrante e consente di rivedere e apportare facilmente modifiche.
• Le anteprime dell'impronta vengono mostrate in ogni fase. Per ogni tipo di componente, l'area Preview si aggiorna dinamicamente per mostrare nuova posizione, dimensione, ecc., per varie impostazioni. Nell'area Preview , è possibile fare clic su  o  per passare tra le immagini di anteprima 2D e 3D.
• Se lo si desidera, è possibile vedere un'anteprima del modello STEP 3D prima di generarlo. Fare clic su Generate STEP Model Preview in qualsiasi pagina di Wizard dopo aver selezionato il tipo di componente per vedere un'anteprima del modello STEP 3D nell'area Preview.
• Le maschere pasta sono suddivise in piccole aree di riempimento per package con un ampio pad termico (di dimensioni 2,1 mm x 1,6 mm o superiori).
• Per i package con terminali gullwing, i pad vengono ridotti per evitare che si estendano sotto il corpo del package.
• Per i package di piccole dimensioni con un grande pad termico centrale, i pad periferici vengono ridotti per garantire la distanza richiesta tra i pad in conformità con lo standard IPC.
• Quando viene applicata la riduzione dei pad, all'interno della finestra di dialogo viene visualizzato un avviso.
• Il nome e la descrizione del footprint vengono suggeriti automaticamente in base alle informazioni immesse nel Wizard , ma possono essere modificati per soddisfare i requisiti organizzativi.
• In conformità con lo standard IPC, il Wizard supporta tre varianti di footprint (_L, _N, _M), ciascuna progettata per adattarsi a una diversa densità della scheda.
• Il pulsante Finish può essere premuto in qualsiasi fase per generare il footprint attualmente visualizzato in anteprima. Se si fa clic su Finish prima di completare l'intero Wizard, il footprint verrà creato utilizzando i valori predefiniti del sistema per il tipo di componente selezionato.
• Quando si lavora con una libreria di footprint PCB basata su file, utilizzare IPC Compliant Footprints Batch Generator per generare rapidamente più footprint, a più livelli di densità.

Creazione di un footprint mediante il Footprint Wizard

L'editor dei footprint PCB include un Footprint Wizard. Questo Wizard consente di selezionare tra vari tipi di package e di compilare le informazioni appropriate; quindi creerà il footprint del componente per l'utente. Si noti che nel Footprint Wizard si immettono le dimensioni richieste per i pad e per l'overlay del componente.

Per avviare il Footprint Wizard, selezionare Tools » Footprint Wizard dai menu principali oppure fare clic con il pulsante destro del mouse nell'area di progettazione e scegliere il comando Tools » Footprint Wizard dal menu contestuale.

Utilizzare la pagina Component patterns per specificare il pattern del componente che si desidera creare. Selezionare il pattern desiderato dall'elenco, quindi utilizzare il menu a discesa per selezionare l'unità del componente (Imperial (mil) o Metric (mm)). I pattern disponibili sono:

• 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)

Le pagine successive del Wizard cambiano a seconda del pattern del componente selezionato. Seguire le intuitive pagine del Wizard per impostare il footprint del componente specifico come richiesto.

Quando si imposta lo stile di denominazione dei pad per un footprint con pattern Edge Connectors, Leadless Chip Carriers (LCC) o Quad Packs (QUAD), fare clic sulla freccia verde per modificare l'ordine/la direzione della denominazione – show image.

Generazione di un report del componente

Per generare un report per il footprint PCB attivo, scegliere il comando Reports » Component dai menu principali. Dopo l'avvio del comando, il report verrà generato (<PCBLibraryDocumentName>.CMP) nella stessa cartella del documento sorgente della libreria PCB e verrà aperto automaticamente come documento attivo nella finestra principale di progettazione. Il report elenca informazioni che includono le dimensioni del footprint e una suddivisione degli oggetti primitivi che costituiscono il footprint e dei layer su cui risiedono.

Il report verrà aggiunto al pannello Projects come documento libero nella sottocartella Documentation\Text Documents.