Creazione di un footprint PCB

L'area occupata dal componente sulla scheda realizzata è definita dal footprint del componente. Un footprint tipico comprende piazzole e una serigrafia del componente e può includere anche altri dettagli meccanici necessari. Nel footprint di esempio qui sotto, la maggior parte del contorno del componente è definita su un layer meccanico (le linee verdi) anziché sulla serigrafia (gialla), perché questo componente verrà montato in modo da sporgere sopra un'apertura nella scheda.

 
Il footprint definisce lo spazio occupato dal componente e fornisce i punti di collegamento tra i pin/le piazzole del componente e le piste sulla scheda.

Il componente montato su quel footprint può essere modellato utilizzando oggetti Corpo 3D. L'oggetto Corpo 3D viene utilizzato come contenitore nel quale è possibile importare un modello in un formato MCAD generico, come mostrato nell'immagine seguente.

È possibile importare un modello MCAD adatto in un oggetto Corpo 3D.

Anche disponendo di un ampio insieme di risorse che forniscono componenti PCB pronti all'uso (come il pannello Manufacturer Part Search), 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 dei footprint PCB utilizzando lo stesso insieme di oggetti primitivi disponibili nell'editor PCB. Oltre ai footprint, anche i loghi aziendali, le definizioni di fabbricazione e altri oggetti necessari durante la progettazione della scheda possono essere salvati come componenti PCB.

Creazione di un nuovo footprint PCB

I footprint possono essere creati direttamente nel 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 nella sezione Workspace della finestra di dialogo.

   
   Crea un nuovo footprint del Workspace utilizzando 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. Verrà creato il footprint del Workspace e si aprirà l'editor temporaneo dei footprint PCB, con un documento .PcbLib come documento attivo. Il nome di questo documento sarà basato sull'elemento e sulla relativa revisione, nel formato: <Item><Revision>.PcbLib (ad esempio, PCC-001-0001-1.PcbLib). Utilizza il documento per definire il footprint come descritto di seguito.

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

3. Una volta definito il footprint secondo le esigenze, salvalo nel Workspace utilizzando il Save to Server a destra della voce del footprint nel pannello Projects. Verrà visualizzata la finestra di dialogo Edit Revision, in cui puoi modificare il nome e la descrizione e aggiungere note di rilascio secondo necessità. Il documento e l'editor si chiuderanno dopo il salvataggio.

Un footprint del Workspace salvato può essere utilizzato per definire un componente mediante l'editor dei componenti in modalità di modifica di un singolo componente o in modalità di modifica in batch dei componenti.

È possibile esplorare i footprint del Workspace utilizzando 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 footprint del Workspace, fai clic con il pulsante destro del mouse sulla relativa voce nel pannello Components e seleziona il comando Edit. Si aprirà nuovamente l'editor temporaneo, con il footprint pronto per la modifica. Apporta le modifiche necessarie, quindi salva il documento nella revisione successiva del footprint del Workspace.

Definizione di un footprint PCB

I footprint vengono sempre creati sul lato superiore, indipendentemente dal lato della scheda su cui verranno infine posizionati, utilizzando lo stesso insieme di strumenti e oggetti di progettazione disponibili nell'editor PCB. Gli attributi specifici dei layer, come le piazzole a montaggio superficiale e le definizioni della maschera di saldatura, vengono trasferiti automaticamente ai layer corrispondenti del lato inferiore quando si ribalta il footprint sull'altro lato della scheda durante il posizionamento dei componenti.

Gli oggetti di progettazione possono essere posizionati su qualsiasi layer; tuttavia, il contorno viene normalmente creato sul layer Top Overlay (serigrafia) e le piazzole sul multilayer (per i pin dei componenti a foro passante) 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 lo compongono vengono assegnati ai layer definiti per ciascuno di essi.

Viste 2D e 3D del footprint di un componente joystick. L'immagine 3D mostra il modello STEP importato per il componente. Nota che le piazzole e la serigrafia del componente sono visibili sotto il modello STEP.

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

1. Preparare l'area di progettazione: definire le opzioni di aggancio, configurare griglie e guide - ulteriori informazioni.

2. I footprint devono essere creati attorno al punto di riferimento dell'area di progettazione, al centro dell'editor dei footprint PCB. Questo punto di riferimento è in realtà l'origine relativa dell'area di progettazione ed è il punto tramite il quale il footprint del componente viene agganciato al cursore durante le operazioni di posizionamento e spostamento (a seconda dell'impostazione corrente di 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 creare il footprint, è possibile portare il pad di riferimento sul footprint utilizzando i comandi del sottomenu Edit » Set Reference:

   • Pin 1 - impostare il punto di riferimento del componente sul pin 1 del footprint del componente.

   • Center - impostare il punto di riferimento del componente al centro del footprint del componente.

   • Location - impostare il punto di riferimento del componente in una posizione definita dall'utente.

   Il punto scelto verrà impostato su 0,0 - diventerà la nuova origine relativa e le posizioni di tutte le primitive verranno 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 e Hole Size (per un pad a foro passante). Il designatore viene incrementato automaticamente per i pad posizionati successivamente. Per un pad a montaggio superficiale, impostare Layer su Top Layer. Per un pad a foro passante, impostare Layer su Multi-Layer.

   Alcuni footprint richiedono pad di forma irregolare. È possibile crearli utilizzando oggetti pad con forma personalizzata. Per ulteriori informazioni, consultare la pagina Personalizzazione di uno stack di pad.
   • Una delle procedure più importanti nella creazione di un nuovo footprint è il posizionamento dei pad che verranno utilizzati per saldare il componente al PCB. Questi devono essere collocati in posizioni esatte, in modo da corrispondere ai pin del dispositivo fisico.
   • Occorre inoltre prestare attenzione all'assegnazione dei designatori dei pad, poiché è questa la proprietà utilizzata da Altium Designer per stabilire la corrispondenza con i numeri dei pin del simbolo schematico.

4. Per garantire un posizionamento accurato dei pad, valutare la possibilità di configurare una griglia specifica per questa operazione. Utilizzare i tasti di scelta rapida Ctrl+G per aprire la finestra di dialogo Cartesian Grid Editor e il tasto Q per passare dalla griglia in unità imperiali a quella in unità metriche.

5. Per posizionare con precisione un pad mentre lo si sposta con il mouse, utilizzare i tasti freccia della tastiera per spostare il cursore secondo gli incrementi della griglia corrente. Inoltre, tenendo premuto Shift, lo spostamento avverrà con incrementi pari a 10 volte il passo della griglia. Le coordinate X e Y correnti sono visualizzate nella barra di stato e anche nel display Heads Up. Il display Heads Up contiene sia la posizione sia lo scostamento dalla posizione dell'ultimo clic alla posizione corrente del cursore. Utilizzare la scorciatoia Shift+H per attivare e disattivare il display Heads Up. In alternativa, fare doppio clic su un pad già posizionato per modificarlo e inserire le coordinate X e Y richieste nel pannello Properties .

6. Per verificare la distanza tra due punti nell'area di progettazione, utilizzare Reports » Measure Distance (scorciatoia Ctrl+M). Seguire le indicazioni nella barra di stato.

7. Gli attributi specifici dei pad, come la maschera di saldatura e la maschera della pasta saldante, vengono calcolati automaticamente in base alle dimensioni del pad e alle regole di progettazione applicabili alle maschere. Sebbene le impostazioni delle maschere possano essere definite manualmente per ciascun pad, questa operazione rende difficile modificarle in seguito durante il processo di progettazione della scheda. In genere, si procede in questo modo solo quando non è possibile selezionare i pad tramite le regole di progettazione. Si noti che le regole vengono definite nell'editor PCB durante la progettazione della scheda.

8. Utilizzare piste, archi e altri oggetti primitivi per definire il contorno del componente che appare sulla serigrafia del PCB nel layer Top Overlay. Se durante il posizionamento il componente viene ribaltato sul lato inferiore della scheda, la serigrafia viene trasferita automaticamente sul layer Bottom Overlay.

9. Posizionare piste e altri oggetti primitivi su un layer meccanico per definire ulteriori dettagli meccanici, come un'area di ingombro per il posizionamento. I layer meccanici sono layer di uso generale. È opportuno assegnare una funzione a questi layer e utilizzarli in modo coerente in tutti i footprint.

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

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

11. Le stringhe Designator e Comment vengono aggiunte automaticamente al layer Overlay del footprint durante il posizionamento nell'area 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 le stringhe Designator e Comment, è necessario definire una coppia di layer nell'editor PCB. In questo modo le stringhe saranno associate al lato della scheda su cui è montato il componente e passeranno all'altro lato della scheda quando il componente viene ribaltato. Per ulteriori informazioni, consultare la sezione Gestione dei requisiti speciali specifici dei layer riportata di seguito.

12. Definire le proprietà del footprint (ad esempio, il nome e la descrizione) nella scheda Footprint del pannello Properties in modalità Library Options (attiva quando non è selezionato alcun oggetto nell'area di progettazione e accessibile utilizzando il comando Tools » Footprint Properties dai menu principali). Consultare la sezione seguente per ulteriori informazioni sulle opzioni e sui controlli disponibili nella scheda Footprint del pannello.

Preparazione dell'area di progettazione

Per impostazione predefinita, le griglie vengono visualizzate con punti. Se preferisci, puoi visualizzarle con 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, premi la scorciatoia da tastiera Ctrl+G per aprire la finestra di dialogo.

Nell'immagine, la griglia fine è visualizzata con punti, mentre quella grossolana è visualizzata con linee.

Pannello Proprietà

Durante la modifica di un footprint nell'editor di footprint PCB, quando nell'area di progettazione non è selezionato alcun oggetto, il pannello Properties mostra Library Options.

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

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

Quando viene selezionato un oggetto di progettazione, il pannello presenta le 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: fai clic su un collegamento per accedere alla pagina delle proprietà dell'oggetto.

Espansioni della maschera di saldatura e della maschera per pasta saldante

Per verificare che la maschera di saldatura e/o la maschera per pasta saldante siano state definite correttamente nell'editor di footprint PCB, apri il pannello View Configuration e abilita 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 da sotto il pad multistrato per un valore pari all'espansione, poiché multi-layer si trova in cima all'ordine di disegno dei layer e viene quindi disegnato sopra gli altri. 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 (il colore del layer Top Solder Mask) che appare attorno al bordo di ciascun pad.

Per scorrere rapidamente i layer, usa la modalità a layer singolo (Shift+S) in combinazione con Ctrl+Shift+Wheel roll.

Supporto dei parametri

I parametri applicati agli oggetti in Altium Designer offrono un mezzo potente e flessibile per aggiungere ulteriori informazioni a un progetto PCB. Applicati come proprietà dell'oggetto padre, i parametri possono essere utilizzati a vari livelli, inclusi progetti, documenti, modelli e singoli oggetti all'interno di un documento di progettazione.

I parametri disponibili nell'ambiente PCB possono essere utilizzati per filtrare query, regole di progettazione, script e varianti e possono essere applicati ai footprint dei componenti PCB per richiamare stringhe personalizzate nei footprint posizionati.

Parametri tramite un ordine di modifica tecnica

Le funzionalità relative ai parametri PCB si basano sulle funzioni incluse nel meccanismo ECO e nel documento PCB, che consentono di trasferire e conservare nell'ambiente PCB i parametri dei componenti definiti dall'utente. Si tratta di un trasferimento unidirezionale e i parametri trasferiti sono di sola lettura nell'ambiente PCB.

Il trasferimento dei parametri viene effettuato creando un ECO dallo schema al PCB tramite il comando di menu Design » Update PCB Document.

Quando viene eseguito l'ECO (utilizzando il pulsante Execute Changes ), tutti i nuovi parametri dei componenti dello schema definiti dall'utente vengono trasferiti al riferimento del footprint corrispondente nel progetto PCB. 

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

Collegamenti a informazioni di riferimento

L'ambiente PCB accetta automaticamente i parametri predefiniti ComponentLink dallo schema. Questi sono definiti come coppie di parametri (descrizione e URL del collegamento) che normalmente creano collegamenti a informazioni di riferimento in file specifici o risorse Internet, in genere il sito web di un produttore o l'URL di una scheda tecnica.

Sia nell'ambiente di progettazione dello schema sia in quello PCB, i collegamenti sono accessibili dal menu contestuale che si apre facendo clic con il pulsante destro del mouse su un componente (nelle opzioni del sottomenu References). I parametri specifici vengono aggiunti nel pannello Properties e, una volta trasferiti nell'ambiente PCB, appaiono come parametri del footprint del componente. 

Parametri nei footprint sorgente

I parametri trasferiti al PCB possono essere utilizzati per fornire ulteriori informazioni sulla produzione o sul funzionamento della scheda tramite i footprint dei componenti. Aggiungendo stringhe di parametri speciali ai footprint nella libreria sorgente, le stringhe personalizzate verranno interpretate sul layer meccanico o serigrafico di destinazione.

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

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

È possibile aggiungere al footprint del componente una stringa speciale che rappresenta un parametro utente.

Quando quel parametro personalizzato è stato applicato anche ai componenti dello schema 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 identificativo personalizzato del componente per agevolare l'assemblaggio.

L'applicazione dei parametri utente ai footprint dei componenti sotto forma di stringhe speciali può soddisfare varie altre esigenze personalizzate del PCB, incluse le etichette funzionali per interruttori e connettori, per i quali è possibile posizionare una stringa del parametro 'funzione' sul layer Top Overlay nei footprint di questi tipi di componenti.

Query sui parametri

Le stringhe dei parametri nell'ambiente PCB sono accessibili anche tramite il linguaggio di query di Altium Designer e sono quindi disponibili per le funzioni di filtraggio degli oggetti, inclusa la funzione Trova oggetti simili.

Per selezionare oggetti simili, fai clic con il pulsante destro del mouse su un componente, quindi seleziona Find Similar Objects dal menu contestuale per aprire la finestra di dialogo Find Similar Objects.

La finestra di dialogo Trova oggetti simili include un Parameters sezione in cui è possibile selezionare le opzioni di filtraggio secondo necessità.

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

Sono disponibili diverse parole chiave di query per lavorare con i parametri dei footprint PCB, comprese funzioni specifiche per convertire valori stringa in numeri (come StrToNumber). Le conversioni dei valori stringa tengono conto delle unità di misura (V, mA, mV, kOhm, ecc.) e consentono di determinare il risultato della query mediante l'elaborazione numerica di una stringa contenente il valore di un parametro.

I tipi di unità supportati che è possibile specificare 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 chiave di query relative ai 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 della tensione nominale di ciascun componente (utilizzando la conversione da stringa a numero – StrToNumber(Unit Value, Unit Type))  per determinare se il suo valore è maggiore di 50 V. Quando viene applicato nel pannello PCB Filter, il layout della scheda di esempio evidenzia un unico componente ad alta tensione, C1 (che ha un valore di tensione nominale di 3 kV).

Regole e script

Le query sui parametri PCB possono essere applicate anche agli script e alle regole di progettazione di Altium Designer. Queste ultime possono eseguire controlli di convalida del layout, ad esempio rilevando i parametri dei 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 nel linguaggio di scripting.

L'esempio seguente mostra la query sulla tensione nominale dei condensatori (vedere la query di filtro sopra) applicata a una regola di posizionamento dei componenti che, quando viene eseguita, verifica valori di distanza specifici per i componenti identificati come dispositivi ad alta tensione (>50V).

Le regole di progettazione definite da parametri specifici dei footprint, trasferiti dall'ambiente schematico, possono essere utilizzate per rilevare condizioni personalizzate del layout.

Analogamente, i parametri PCB personalizzati possono essere utilizzati per verificare la compatibilità dei componenti con i layer, ad esempio quando un componente non supporta la saldatura a onda e quindi il posizionamento sul layer inferiore. In questo caso, una query di corrispondenza degli oggetti che elabora un parametro personalizzato ‘WaveSoldering’ (Yes/No) potrebbe essere applicata alla regola dei layer consentiti.

La regola (batch) verificherà quindi il valore di quel parametro del componente e genererà una violazione se un componente non è compatibile con il posizionamento sul layer inferiore.

Varianti

I parametri trasferiti al PCB inclusi nelle varianti del progetto (Varianti di progetto) vengono elaborati in base alla selezione della variante.

In pratica, un parametro del componente modificato in una variante nell'ambiente PCB verrà rilevato dinamicamente da una stringa di query oppure, ad esempio, visualizzato su un layer della scheda tramite una stringa speciale. 

Parametri dei footprint definiti dall'utente

Altium Designer supporta i parametri dei footprint definiti dall'utente. L'area Parameters nella scheda Footprint del pannello Properties in modalità Library Options può essere utilizzata per visualizzare e modificare i parametri dei footprint quando non è selezionato alcun oggetto nell'area di progettazione dell'editor dei footprint PCB.

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

Stringhe del designatore e del commento

Stringhe predefinite del designatore e del 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. Non è necessario definire manualmente i segnaposto per le stringhe del designatore e del commento, poiché vengono aggiunti automaticamente quando il footprint viene posizionato su una scheda. Le posizioni di queste stringhe sono determinate dall'opzione Autoposition della stringa del designatore e del commento nel pannello Properties in modalità Parameter quando la stringa del designatore o del commento è selezionata nell'area di progettazione. La posizione e le dimensioni predefinite delle stringhe del designatore e del commento sono configurate nella rispettiva primitiva nella pagina PCB Editor - Defaults della finestra di dialogo Preferences .

Stringhe aggiuntive del designatore e del commento

In alcune situazioni potrebbero essere necessarie copie aggiuntive delle stringhe del designatore o del commento. Ad esempio, il fornitore di assemblaggio richiede un disegno di assemblaggio dettagliato con il designatore visualizzato all'interno del contorno di ciascun componente, mentre la propria azienda richiede che il designatore sia posizionato appena sopra il componente sulla serigrafia del PCB finale. Questa esigenza di un designatore aggiuntivo può essere soddisfatta includendo la stringa speciale .Designator nel footprint. È inoltre disponibile una stringa speciale .Comment per specificare la posizione della stringa del commento su layer o in posizioni alternativi.

Per soddisfare i requisiti del fornitore di assemblaggio, la stringa .Designator verrebbe posizionata su un layer meccanico nell'editor dei footprint PCB; sarebbe quindi possibile generare stampe che includano questo layer come parte delle istruzioni di assemblaggio del progetto.

Gestione dei requisiti speciali specifici dei layer

Un componente PCB può avere diversi requisiti speciali, come la necessità di un punto di colla o di una definizione della maschera di saldatura pelabile. Molti di questi requisiti speciali sono legati al lato della scheda su cui è montato il componente e devono passare all'altro lato della scheda quando il componente viene ribaltato.

Anziché includere un gran numero di layer dedicati a scopi specifici che potrebbero essere usati raramente, l'editor PCB di Altium Designer soddisfa questa esigenza 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 all'altro della scheda, tutti gli oggetti presenti su un layer meccanico accoppiato vengono trasferiti all'altro layer meccanico della coppia. Con questo approccio, si seleziona un layer meccanico adatto a contenere il punto di colla (o altri requisiti speciali) e se ne definisce la forma utilizzando gli oggetti disponibili. Quando si posiziona quel footprint su una scheda, è necessario configurare l'accoppiamento dei layer. Questo indica al software su quale layer trasferire gli oggetti quando il componente viene ribaltato sull'altro lato della scheda. Non è possibile definire le coppie di layer nell'editor dei footprint PCB; 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 Edit Layer.

Un approccio comune alla gestione dell'uso dei layer meccanici consiste nell'assegnare un numero di layer dedicato a ciascuna funzione meccanica richiesta. Questo approccio richiede che tutti i progettisti rispettino lo stesso schema di assegnazione e numerazione dei layer. Può inoltre creare difficoltà quando si utilizzano componenti provenienti da altre fonti che non seguono lo stesso schema di assegnazione e numerazione. Se è stato utilizzato uno schema diverso, gli oggetti di progettazione devono essere spostati dal layer meccanico attuale 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, copiato da una libreria a un'altra o creato tramite IPC Footprint Wizard, le assegnazioni esistenti del tipo di layer vengono associate automaticamente, indipendentemente dai numeri dei layer meccanici assegnati a tali tipi di layer. Gli oggetti vengono ricollocati sui layer corretti in base al rispettivo tipo di layer. Se il software non riesce a trovare una corrispondenza in base al tipo di layer, utilizzerà il numero del layer.

Sia per i singoli layer meccanici sia per le coppie di layer dei componenti, è possibile selezionare un tipo di layer 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 e selezionando il comando Edit Layer o Add Component Layer dal menu.

Aggiunta dell'altezza a un footprint PCB

Al livello più semplice di rappresentazione 3D, è possibile aggiungere informazioni sull'altezza a un footprint PCB. Per farlo, aprire il pannello Properties in modalità Library Options (attiva quando non è selezionato alcun oggetto nell'area di progettazione) e inserire l'altezza consigliata per il componente nel campo Height della scheda Footprint del pannello.

Durante la progettazione della scheda è possibile definire regole di progettazione relative all'altezza (fare clic su Design » Rules nell'editor PCB), generalmente per verificare l'altezza massima dei componenti in una classe di componenti o all'interno di una room.

Un'opzione migliore per definire le informazioni sull'altezza consiste nell'associare corpi 3D al footprint PCB.

Gestione dei componenti con primitive di sbroglio

Quando un progetto viene trasferito, il footprint specificato in ciascun componente viene estratto dalle librerie disponibili e posizionato sulla scheda. Quindi, per ciascun pad del footprint, la proprietà net viene impostata sul nome della net collegata al corrispondente pin del componente nello schema elettrico. Tutti gli oggetti a contatto con un pad si collegano alla stessa net del pad.

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

Footprint con più pad collegati allo stesso pin

Il footprint mostrato di seguito, relativo a un transistor SOT223, presenta più pad collegati allo stesso pin logico del componente nello schema elettrico: il pin 2. Per realizzare questo collegamento, sono stati aggiunti due pad con lo stesso designatore: '2'. Quando si utilizza il comando Design » Update PCB nell'editor degli schemi elettrici per trasferire le informazioni di progetto al PCB, la sincronizzazione risultante mostrerà nell'editor PCB le linee di connessione dirette a entrambi i pad, ovvero entrambi appartengono alla stessa net. È possibile sbrogliare entrambi.

Footprint SOT223 con due pad aventi designatore 2.

Preparazione della serigrafia

Per contribuire a risolvere i comuni problemi di progettazione per la produzione (DFM) causati dalla sovrapposizione della serigrafia al rame esposto e ai fori, l'editor dei footprint PCB include una funzionalità dedicata alla preparazione della serigrafia dei footprint. 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 dei footprint 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 – abilitare per ritagliare automaticamente gli oggetti in corrispondenza del rame esposto.
• Clip to Solder Mask Openings – abilitare per ritagliare automaticamente gli oggetti in corrispondenza delle aperture della maschera di saldatura.
• Silkscreen Clearance – definire la distanza minima accettabile tra gli oggetti della serigrafia e il rame esposto / le aperture della maschera di saldatura e i fori.
• Min Remaining Length – se la lunghezza della linea o dell'arco dopo il ritaglio è inferiore al valore definito, gli oggetti verranno rimossi dal footprint. Si noti che questa lunghezza è misurata da vertice a vertice, non da bordo a bordo – mostra immagine.
• Move Text – abilitare per allontanare le stringhe di testo della serigrafia dal rame esposto / dalle aperture della maschera di saldatura e dai fori se la distanza tra questi elementi è inferiore a Silkscreen Clearance. Lo spostamento è limitato dal valore Max Distance.
• Fill & Region – selezionare un'azione da eseguire per riempimenti e regioni quando la distanza tra questi e il rame esposto / le aperture della maschera di saldatura 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 il Silkscreen Clearance. I riempimenti vengono convertiti in regioni, se applicabile.
  • Move – i riempimenti e le regioni verranno allontanati dal rame esposto, dalle aperture della maschera di saldatura e dai fori. Lo spostamento è limitato dal valore Max Distance.
• Max Distance – definisci la distanza massima di cui è possibile spostare stringhe di testo, designatori dei componenti, riempimenti e regioni per mantenere il Silkscreen Clearance.

Fai clic su OK per ritagliare e/o spostare gli oggetti della serigrafia in base alle impostazioni della finestra di dialogo.

Di seguito è riportato un esempio del funzionamento dello strumento di preparazione della serigrafia.

❯ ❮

Javascript

Creazione di un footprint mediante la procedura guidata per footprint conformi a IPC

Il IPC Compliant Footprint Wizard genera un footprint PCB pienamente conforme alla revisione B dello standard IPC 7351 - Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard. Anziché lavorare direttamente sulle dimensioni del footprint (come fa la procedura guidata per footprint), il IPC Compliant Footprint Wizard utilizza le informazioni dimensionali del componente stesso e calcola quindi le proprietà appropriate delle piazzole e del footprint in base agli algoritmi pubblicati dall'IPC.

Anziché richiedere l'inserimento delle proprietà delle piazzole e delle piste utilizzate per definire il footprint, il Wizard utilizza come dati di ingresso le dimensioni effettive del componente. In base alle formule sviluppate per lo standard IPC-7351, il Wizard genera quindi il footprint utilizzando oggetti standard di Altium Designer, come piazzole e piste.

Per avviare il IPC Compliant Footprint Wizard, seleziona Tools » IPC Compliant Footprint Wizard dai menu principali di un documento di libreria PCB.

Nella pagina Select Component Type, scegli la famiglia di componenti per cui desideri creare un footprint 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 i tipi di package che è possibile generare. La tabella seguente elenca i tipi di componenti e i package supportati dalla procedura guidata.

Le pagine successive della procedura guidata cambiano in base al tipo di componente selezionato. Segui le pagine intuitive della procedura guidata per configurare il footprint del componente in base alle esigenze. Alcune note sull'utilizzo del IPC Compliant Footprint Wizard:

• Tutte le dimensioni vengono inserite nella procedura guidata in unità metriche (mm).

• È possibile inserire e visualizzare immediatamente le dimensioni complessive del package, le informazioni sui pin, la distanza tra i talloni dei terminali, i raccordi di saldatura e le tolleranze.

  La modifica delle tolleranze IPC può produrre footprint PCB non conformi a IPC.

• È possibile inserire le dimensioni meccaniche, come il perimetro di ingombro, il disegno di assemblaggio e le informazioni sul corpo del componente (3D).

• Il Wizard consente di tornare ai passaggi precedenti, semplificando la revisione e le modifiche.

• Le anteprime del footprint vengono mostrate in ogni fase. Per ogni tipo di componente, l'area Preview si aggiorna dinamicamente per mostrare la nuova posizione, le nuove dimensioni e così via, per diverse impostazioni. Nell'area Preview , puoi fare clic su  o  per passare dalle immagini di anteprima 2D a quelle 3D e viceversa.

• Se lo desideri, puoi visualizzare un'anteprima del modello STEP 3D prima di generarlo. Fai clic su Generate STEP Model Preview in qualsiasi pagina di Wizard dopo aver selezionato il tipo di componente per visualizzare un'anteprima del modello STEP 3D nell'area Preview.

• Le aperture della maschera per la pasta saldante sono suddivise in piccole aree piene per i package con un pad termico di grandi dimensioni (2,1 mm x 1,6 mm o superiori).

• Per i package con terminali ad ala di gabbiano, i pad vengono accorciati 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 accorciati per garantire la distanza richiesta tra i pad in conformità allo standard IPC.

• Quando viene applicato l'accorciamento dei pad, nella finestra di dialogo viene visualizzato un avviso.

• Il nome e la descrizione del footprint vengono suggeriti automaticamente in base alle informazioni immesse in Wizard ma possono essere modificati in base alle esigenze aziendali.

• In conformità allo standard IPC, la procedura guidata supporta tre varianti di footprint (_L, _N, _M), ciascuna adatta a una diversa densità della scheda.

• Il pulsante Finish può essere premuto in qualsiasi momento per generare il footprint attualmente visualizzato in anteprima. Se fai clic su Finish prima di completare l'intera Wizard, il footprint verrà creato utilizzando i valori predefiniti del sistema per il tipo di componente selezionato.

• Quando lavori con una libreria di footprint PCB basata su file, utilizza IPC Compliant Footprints Batch Generator per generare rapidamente più footprint a diversi livelli di densità.

Creazione di un footprint con la procedura guidata Footprint Wizard

L'editor di footprint PCB include una Footprint Wizard. Questa Wizard consente di scegliere tra vari tipi di package e di inserire le informazioni appropriate, per poi creare automaticamente il footprint del componente. Tieni presente che in Footprint Wizard devi immettere le dimensioni richieste per i pad e la serigrafia del componente.

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

Utilizza la pagina Component patterns per specificare la configurazione del componente che desideri creare. Seleziona la configurazione desiderata dall'elenco, quindi utilizza il menu a discesa per selezionare l'unità di misura del componente (Imperial (mil) o Metric (mm)). Le configurazioni 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 della procedura guidata cambiano in base alla configurazione del componente selezionata. Segui le intuitive pagine della procedura guidata per configurare il footprint del componente in base alle tue esigenze.

Quando imposti lo stile di denominazione dei pad per un footprint con configurazione Edge Connectors, Leadless Chip Carriers (LCC) o Quad Packs (QUAD), fai clic sulla freccia verde per modificare l'ordine o la direzione di denominazione – mostra immagine.

Generazione di un report del componente

Per generare un report del footprint PCB attivo, scegli il comando Reports » Component dai menu principali. Dopo aver avviato il comando, il report verrà generato (<PCBLibraryDocumentName>.CMP) nella stessa cartella del documento di libreria PCB di origine e verrà aperto automaticamente come documento attivo nella finestra di progettazione principale. Il report elenca informazioni quali le dimensioni del footprint e il dettaglio degli oggetti primitivi che lo compongono, nonché i layer su cui si trovano.

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