Creating and Configuring the PCB Document

Ora sei pronto per creare un PCB.

Aggiunta di un documento PCB al progetto

Prima di trasferire il progetto dall’editor degli schemi all’editor PCB, devi creare il PCB vuoto, quindi assegnargli un nome e salvarlo come parte del progetto.

1. Fai clic con il pulsante destro sulla voce del progetto nel pannello Projects, quindi seleziona il comando Add New to Project » PCB dal menu contestuale. Si aprirà un nuovo documento PCB e nel pannello Projects comparirà una voce collegata al progetto sotto la voce Source Documents.

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2. Fai clic con il pulsante destro sulla voce del documento PCB nel pannello Projects e seleziona il comando Save As. Si aprirà la finestra di dialogo Save As, pronta per salvare il documento nella stessa posizione del file di progetto. Digita il nome Multivibrator nel campo File name e fai clic sul pulsante Save.

3. L’aggiunta del PCB ha modificato il progetto, quindi salva il progetto in locale facendo clic con il pulsante destro sulla voce del progetto nel pannello Projects e selezionando Save.

Prima di trasferire il progetto dall’editor degli schemi, modificheremo anche alcuni attributi del nuovo PCB.

Impostazione dell’origine e delle unità di misura

Main page: Lavorare con il sistema di aggancio del cursore

L’editor PCB ha due origini: l’origine assoluta, che si trova nell’angolo inferiore sinistro dello spazio di progettazione, e l’origine relativa definibile dall’utente, utilizzata per determinare la posizione corrente nello spazio di progettazione. Le coordinate degli oggetti in un documento PCB sono definite rispetto all’origine relativa. Anche le coordinate mostrate nella barra di stato sono relative a questa origine. Un approccio comune consiste nell’impostare l’origine relativa nell’angolo inferiore sinistro della forma della scheda.

1. Ingrandisci l’area in basso a sinistra della forma attuale della scheda per vedere facilmente sia la griglia grossolana sia quella fine, come mostrato nelle immagini seguenti.

2. Per impostare l’origine relativa, seleziona il comando Edit » Origin » Set dai menu principali, quindi posiziona il cursore sull’angolo inferiore sinistro della forma della scheda e fai clic.

   

3. Seleziona il comando View » Toggle Units dai menu principali per cambiare le unità di misura del documento PCB da mil a millimetri.

   Osserva le coordinate e la griglia nella barra di stato per verificare rapidamente le unità di misura attualmente in uso.

   

Modifica della forma della scheda

Main pages: Definizione della forma della scheda

La forma predefinita della scheda è di 6 x 4 pollici. Per questo tutorial, modificherai la dimensione della scheda in 30 x 30 mm.

1. Seleziona una griglia di aggancio adatta. Durante il processo di progettazione è piuttosto comune cambiare griglia; ad esempio, potresti usare una griglia grossolana durante il posizionamento dei componenti e una griglia più fine per il routing. Seleziona il comando View » Grids » Set Global Snap Grid dai menu principali e inserisci 5 nel campo della finestra di dialogo Snap Grid che si apre, quindi fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo.

   

2. Riduci lo zoom per mostrare l’intera scheda, inclusi i suoi bordi.

3. La modifica della forma della scheda viene eseguita in modalità di pianificazione della scheda. Seleziona il comando View » Board Planning Mode dai menu principali per passare a questa modalità (scorciatoia: 1). La visualizzazione cambierà e l’area della scheda verrà ora mostrata in verde.

   

4. Quando sei in modalità di pianificazione della scheda, l’editor PCB fornisce diversi comandi per modificare la forma della scheda. Per un semplice quadrato o rettangolo, è più efficiente modificare la forma della scheda esistente. La griglia visibile grossolana è di 25 mm (5x la griglia di aggancio) e la griglia visibile fine è di 5 mm; queste possono essere usate come guida.

   1. Seleziona Design » Edit Board Shape dai menu principali.

   2. Le maniglie di modifica appariranno in ogni angolo e al centro di ciascun bordo, come mostrato nel video seguente.

      Nota che facendo clic in qualsiasi punto diverso da una maniglia di modifica o da un bordo della forma uscirai dalla modalità di modifica della forma della scheda.

   3. Puoi far scorrere il bordo superiore verso il basso e il bordo destro verso sinistra per creare la dimensione corretta. Per far scorrere il bordo superiore verso il basso, posiziona il cursore sul bordo (ma non su una maniglia). Quando il cursore cambia in una freccia a doppia punta, fai clic e tieni premuto, quindi trascina il bordo nella nuova posizione in modo che la posizione Y del cursore sia 30mm nella barra di stato, come mostrato nel video seguente.

   4. Ripeti il processo per spostare verso l’interno il bordo destro, posizionandolo quando la posizione X del cursore è 30mm nella barra di stato.

   5. Fai clic in un punto qualsiasi dello spazio di progettazione per uscire dalla modalità di modifica della forma della scheda.

5. Seleziona il comando View » 2D Layout Mode dai menu principali per tornare alla modalità Layout 2D (scorciatoia: 2).

6. Ora che la forma è stata definita, puoi impostare la griglia (View » Grids » Set Global Snap Grid) su un valore adatto al posizionamento dei componenti, ad esempio 1 mm.

7. Salva il documento PCB in locale facendo clic con il pulsante destro sulla sua voce nel pannello Projects e selezionando Save dal menu contestuale.

La dimensione della scheda è stata definita e sono state impostate unità, origine e griglia.

Configurazione dei valori predefiniti degli oggetti PCB

Quando inserisci un oggetto nello spazio di progettazione dell’editor PCB, Altium Designer definirà la forma e le proprietà dell’oggetto in base a:

• An applicable design rule – se esiste una regola definita che si applica a quell’oggetto, le proprietà dell’oggetto vengono definite dalla regola. Ad esempio, durante un cambio di layer mentre esegui il routing interattivo, viene aggiunta automaticamente una via con le proprietà di dimensione e diametro del foro prese dalla regola di progettazione Routing Via Style applicabile.

• Default settings – se non esiste una regola di progettazione applicabile o non si applica, le proprietà dell’oggetto vengono definite dalle impostazioni predefinite configurate nella pagina PCB Editor – Defaults page della finestra di dialogo Preferences. Ad esempio, se esegui il comando Place » Via, Altium Designer non sa se quella via farà parte di una net, quindi presenterà una via con la dimensione definita nei valori predefiniti.

Come parte di questo tutorial, configurerai le proprietà predefinite dei designatori e dei commenti dei componenti. Queste proprietà verranno applicate a queste stringhe dei componenti quando i componenti verranno posizionati sul PCB.

1. Fai clic sul pulsante nella parte superiore dello spazio di progettazione per aprire la finestra di dialogo Preferences, quindi espandi la categoria PCB Editor nell’albero a sinistra e seleziona la voce Defaults in questa categoria per aprire la pagina PCB Editor – Defaults.

   

2. Seleziona Designator in Primitive List per visualizzare le proprietà predefinite di questo oggetto. Verifica che le opzioni siano impostate come segue:

   • L’opzione Autoposition è impostata su Left-Above. Questa è la posizione predefinita in cui questa stringa viene mantenuta quando il componente viene ruotato. La stringa può essere riposizionata interattivamente in qualsiasi momento durante il processo di progettazione.

   • Il valore Text Height è impostato su 1.5mm.

   • L’opzione Font Type è impostata su TrueType e Font è impostato su Arial.

   

3. Seleziona Comment in Primitive List e verifica che la visibilità del commento sia impostata su nascosta (il pulsante a destra del campo Value è mostrato come ). Questo è un valore predefinito comune. Le stringhe di commento dei componenti possono essere visualizzate selettivamente durante il processo di progettazione, se necessario.

   

4. Fai clic su OK per salvare le modifiche e chiudere la finestra di dialogo Preferences.

Trasferimento del progetto dall’acquisizione schematica al layout PCB

Main page: Mantenere sincronizzati schemi e PCB

Il progetto viene trasferito direttamente tra l’editor degli schemi e l’editor PCB; non viene creato alcun file netlist intermedio. Questo può essere fatto selezionando il comando Design » Update PCB Document <PCBDocumentName> dai menu principali dell’editor degli schemi. Quando esegui questo comando, viene creato un insieme di Engineering Change Orders (ECO), che:

• Elenca tutti i componenti utilizzati nel progetto e il footprint richiesto per ciascuno. Quando gli ECO vengono eseguiti, Altium Designer tenta di individuare ciascun footprint e di posizionarlo nello spazio di progettazione del PCB.

• Viene creato un elenco di tutte le net (pin dei componenti collegati). Quando gli ECO vengono eseguiti, Altium Designer aggiunge ogni net al PCB e quindi tenta di aggiungere i pin che appartengono a ciascuna net. Se un pin non può essere aggiunto, si verificherà un errore. Questo accade più spesso quando il footprint non viene trovato o i pad del footprint non corrispondono ai pin del simbolo.

• Vengono quindi trasferiti ulteriori dati di progettazione, come le classi di net e di componenti.

In altre parole, viene creato un ECO per ogni modifica che deve essere apportata al PCB affinché corrisponda allo schema.

1. Fare clic sulla scheda del documento dello schema nella parte superiore dell’area di progettazione per renderlo il documento attivo.

2. Selezionare il comando Design » Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc dai menu principali per aprire la finestra di dialogo Engineering Change Order.

   

3. Fare clic sul pulsante  in basso a sinistra nella finestra di dialogo. Se tutte le modifiche vengono convalidate, apparirà un segno di spunta verde accanto a ciascuna modifica nella colonna Status – Check della finestra di dialogo.

   

   Se le modifiche non vengono convalidate, chiudere la finestra di dialogo, controllare il pannello Messages e risolvere eventuali errori.

4. Se tutte le modifiche vengono convalidate, fare clic sul pulsante  per inviare le modifiche all’editor PCB. Man mano che ogni modifica viene eseguita, apparirà un segno di spunta nella colonna Status – Done della finestra di dialogo.

   

5. Quando tutte le modifiche saranno state completate, il PCB si aprirà dietro la finestra di dialogo Engineering Change Order. Ora è possibile chiudere la finestra di dialogo.

6. I componenti sono posizionati all’esterno della scheda e pronti per il posizionamento. Inoltre, si noti che i pad dei componenti appartenenti alla stessa net sono collegati tra loro da linee di connessione. 

   

Ci sono alcuni passaggi da completare prima di iniziare il processo di posizionamento dei componenti, come la configurazione della griglia di posizionamento e dei layer.

Configurazione della visualizzazione dei layer

Main page: La tua vista del PCB

La vista della scheda è una vista dall’alto, cioè lungo l’asse Z verso la scheda dall’alto. L’editor PCB è un ambiente di progettazione a layer; gli oggetti che posizioni sui layer di segnale diventano rame quando la scheda viene fabbricata, le stringhe che posizioni sui layer di overlay vengono serigrafate sulla superficie della scheda e le note che posizioni sui layer meccanici diventano istruzioni nel disegno di assemblaggio che stampi.

Progetti la scheda osservando questa pila di layer dall’alto, posizionando i componenti sui lati superiore e inferiore della scheda (Top Layer / Bottom Layer) e altri oggetti di progettazione sui layer di rame, overlay, mask e meccanici man mano che sviluppi il progetto. Gli attributi di visualizzazione dei layer e gli altri layer vengono configurati nel pannello View Configuration.

1. Aprire il pannello View Configuration. Per farlo, fare clic sul pulsante  in basso a destra dell’area di progettazione e selezionare View Configuration dal menu.

2. Nella sezione Layers della scheda Layers and Colors del pannello, verificare che i layer di segnale Top Layer e Bottom Layer siano visibili (il controllo di visibilità a sinistra delle voci dei layer è mostrato come ).

   

3. Per avere meno “disordine” visivo durante il posizionamento e il routing, disattivare la visualizzazione dei layer Component Layer Pairs (tranne i layer Overlay), Mechanical Layers e dei layer Drill Guide e Drill Drawing.

   

4. Nella sezione Additional Options della scheda View Options del pannello, verificare che le opzioni Pad Nets e Pad Numbers siano abilitate.

   

Configurazione dello stack di layer della scheda

Main page: Definizione dello stack di layer

I layer fisici di un PCB (layer di segnale, di piano e dielettrici) e altri aspetti relativi alla struttura fisica del PCB, come i tipi di via e i profili di impedenza, vengono configurati nel Layer Stack Manager.

Il PCB di questo tutorial è un progetto semplice che può essere instradato come una scheda a doppia faccia con via passanti.

1. Aprire il Layer Stack Manager. Per farlo, selezionare il comando Design » Layer Stack Manager dai menu principali dell’editor PCB. Per una nuova scheda, lo stack predefinito comprende un nucleo dielettrico, due layer di rame e i layer superiore e inferiore di solder mask e overlay (serigrafia).

   

2. Per semplificare la gestione dei layer, assicurarsi che l’opzione Stack Symmetry sia abilitata nella sezione Board del pannello Properties (se il pannello non è visibile, fare clic sul pulsante  in basso a destra dell’area di progettazione e selezionare Properties dal menu). Con questa opzione abilitata, i layer vengono aggiunti in coppie corrispondenti, centrate attorno al layer dielettrico centrale.

   

3. Per usare un materiale per un layer specifico (o una coppia di layer se la simmetria è abilitata), fare clic sul pulsante  nella cella Material del layer richiesto per aprire la finestra di dialogo Select Material.

   

   Selezionare i materiali dei layer come segue:

   • Layer di solder mask (Top Solder e Bottom Solder) – SM-001

   • Layer di segnale (Top Layer e Bottom Layer) – CF-004

   • Layer dielettrico (Dielectric 1) – Core-043

   

4. Fare clic sulla scheda Via Types nella parte inferiore del Layer Stack Manager e verificare che sia definito un tipo Thru 1:2.

   

5. Salvare le modifiche apportate nel Layer Stack Manager selezionando il comando File » Save to PCB dai menu principali.

6. Chiudere il Layer Stack Manager facendo clic con il pulsante destro del mouse sulla sua scheda nella parte superiore dell’area di progettazione e selezionando il comando Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup] dal menu contestuale.

Configurazione della griglia di aggancio

Main page: Lavorare con griglie e guide

Il passaggio successivo consiste nel selezionare una griglia adatta per il posizionamento dei componenti. Tutti gli oggetti vengono posizionati nell’area di progettazione PCB sulla griglia di aggancio corrente.

1. Se il pannello Properties non è già visibile, renderlo visibile facendo clic sul pulsante  in basso a destra dell’area di progettazione e selezionando Properties dal menu che si apre. Il pannello visualizza le proprietà dell’oggetto selezionato oppure, se non è selezionato alcun oggetto, visualizza le proprietà del documento PCB.

2. Nella sezione Grid Manager della scheda General del pannello, selezionare la voce Global Board Snap Grid e fare clic sul pulsante  . Si aprirà la finestra di dialogo Cartesian Grid Editor.

   

3. Nella finestra di dialogo Cartesian Grid Editor:

   1. Assicurarsi che il campo Step X abbia il valore 1mm. Poiché i campi X e Y sono collegati, non è necessario definire il valore Step Y.

   2. Fare clic sul campione di colore per la griglia Fine e selezionare un colore più chiaro usando la finestra di dialogo Choose Color che si apre (ad esempio, selezionare il colore nella riga 34 della scheda Basic – ).

   3. Per la griglia Coarse, selezionare Lines dall’elenco a discesa e fare clic sul controllo Darker per impostare automaticamente il suo colore su una tonalità più scura rispetto al colore corrente della griglia fine. Questo renderà più facile distinguere tra la griglia fine e quella grossolana.

   4. Assicurarsi che Multiplier sia impostato su 5x Grid Step. Questo renderà la griglia visibile a livelli di zoom inferiori.

   

4. Fare clic su OK per chiudere la finestra di dialogo. La visualizzazione della griglia verrà aggiornata nell’area di progettazione. 

   

5. Salvare localmente il documento PCB facendo clic con il pulsante destro del mouse sulla sua voce nel pannello Projects e selezionando Save dal menu contestuale.