L'editor PCB è un ambiente di progettazione basato su regole, nel quale è possibile definire molti tipi di vincoli di progetto che possono essere verificati per garantire l'integrità della scheda. La funzione DRC online monitora le regole abilitate durante il lavoro ed evidenzia immediatamente eventuali violazioni di progetto rilevate. In alternativa, è anche possibile eseguire un DRC batch per verificare che il progetto sia conforme alle regole e generare un report che descrive in dettaglio le regole abilitate e le eventuali violazioni rilevate.
In precedenza nel tutorial, hai esaminato e configurato alcuni vincoli di progetto, tra cui distanza elettrica, larghezza di routing e stile delle via di routing. Oltre a questi, esistono numerose altre regole di progettazione che vengono definite automaticamente quando viene creata una nuova scheda.
Configurazione ed esecuzione di un Design Rule Check (DRC)
Main page: Impostazione ed esecuzione di un DRC
Il progetto viene controllato per individuare eventuali violazioni eseguendo il design rule check (DRC). Sia il DRC online sia quello batch vengono configurati nella finestra di dialogo Design Rule Checker , accessibile selezionando il comando Tools » Design Rule Check dai menu principali.
Un design rule check viene eseguito facendo clic sul pulsante Messages , che elenca tutte le violazioni rilevate. Se nella finestra di dialogo è stata abilitata l'opzione Create Report File , si aprirà un Design Rule Verification Report in una scheda documento separata. Il report descrive in dettaglio le regole abilitate per il controllo, il numero di violazioni rilevate e i dettagli specifici di ciascuna violazione.
Seleziona il comando Tools » Design Rule Check dai menu principali per aprire la finestra di dialogo Design Rule Checker .
Nella pagina Report Options della finestra di dialogo, assicurati che l'opzione Create Report File sia abilitata.
Nella pagina Rules To Check della finestra di dialogo, fai clic con il pulsante destro nell'area della griglia e seleziona la voce Batch DRC - Used On .
Disabilita il DRC batch per le regole dei testpoint. Per farlo, seleziona la sezione Testpoint nell'albero e disabilita le caselle di controllo Batch per i quattro tipi di regola in questa categoria.
Fai clic sul pulsante Design Rule Checker si chiuderà e si aprirà il report. Questo includerà (almeno):
4 violazioni Minimum Solder Mask Sliver – la larghezza minima di una striscia di solder mask è inferiore al valore consentito.
4 violazioni Clearance Constraint – il valore di distanza elettrica misurato tra oggetti sui layer di segnale è inferiore al minimo specificato.
La sezione superiore del report descrive in dettaglio le regole abilitate per il controllo e il numero di violazioni rilevate. Fai clic su una regola per passare a tali violazioni ed esaminarle.
La sezione inferiore del report mostra ogni regola che viene violata, seguita da un elenco degli oggetti coinvolti. Fai clic su una voce di violazione per passare a quell'oggetto sul PCB.
Le violazioni rilevate verranno inoltre elencate nel pannello Messages che si apre.
Individuazione e risoluzione delle violazioni
Main page: Analisi e risoluzione delle violazioni di progetto
In qualità di progettista, devi individuare una violazione nel PCB, stabilirne la condizione e di quanto effettivamente non rispetta il vincolo, quindi trovare il modo più appropriato per risolverla.
Note sull'individuazione e la risoluzione delle violazioni
Altium Designer dispone di due tecniche per visualizzare le violazioni delle regole di progettazione:
Sovrapposizione delle violazioni – le violazioni vengono identificate indicando la primitiva coinvolta mediante un motivo (per impostazione predefinita, cerchi verdi con croci).
Dettagli delle violazioni – la natura delle violazioni viene descritta usando un valore numerico che mostra il vincolo non rispettato e/o un'icona che indica il punto e il tipo di violazione.
Di seguito è mostrato un esempio di violazione di Clearance. Per indicare la violazione vengono utilizzate entrambe le tecniche sopra descritte. I pad coinvolti sono evidenziati mediante un motivo. Inoltre, la violazione è indicata dalle frecce bianche e dal testo <0.25mm , che segnala che questo spazio è inferiore al minimo di 0,25 mm consentito dal vincolo.
Per individuare una violazione, fai clic sul collegamento nella sezione inferiore del file di report che descrive in dettaglio le violazioni specifiche oppure fai doppio clic su una voce nel pannello Messages .
Le voci di violazione nel report e nel pannello Messages includono anche dettagli su quanto una violazione non rispetta il vincolo. Il valore effettivo viene indicato insieme al valore del vincolo specificato (ad esempio, 0.017mm < 0.254mm ).
Risoluzione delle violazioni di Clearance
Nel progetto del tutorial, sono presenti quattro violazioni del vincolo di Clearance tra i pad dei footprint dei transistor. Esistono due modi per risolvere queste violazioni:
Ridurre la dimensione dei pad del footprint del transistor per aumentare la distanza tra i pad, oppure
Configurare il vincolo in modo da consentire una distanza minore tra i pad del footprint del transistor.
Poiché la distanza di 0,25 mm è piuttosto generosa e la distanza effettiva è molto vicina a questo valore (0,22 mm), una buona scelta in questa situazione sarebbe configurare le regole per consentire una distanza minore. Questa soluzione è accettabile in questo caso perché l'unico altro componente con pad passanti è il connettore, che ha pad distanziati di 1 mm. Se così non fosse, la soluzione migliore sarebbe aggiungere un secondo vincolo di clearance mirato solo ai pad del transistor, come è stato fatto per le regole di espansione della solder mask.
Fai clic sulla scheda del documento PCB nella parte superiore dell'area di progettazione per renderlo il documento attivo.
Seleziona il comando Design » Constraint Manager dai menu principali per aprire il Constraint Manager.
Nella vista Clearances del Constraint Manager, fai clic all'interno della cella All Nets / All Nets nella matrice di clearance.
Modifica il valore TH Pad – to – TH Pad in 0,22 mm nell'area della griglia in basso. Per farlo, fai clic sulla cella, digita 0.22 e premi Enter
Salva le modifiche nel Constraint Manager (File » Save to PCB ).
Risoluzione delle violazioni Minimum Solder Mask Sliver
La solder mask è un sottile strato simile a una lacca applicato sulla superficie esterna della scheda, che fornisce una copertura protettiva e isolante per il rame. Nella maschera vengono create aperture per consentire la saldatura di componenti e fili al rame. Sono proprio queste aperture a essere visualizzate come oggetti sul layer della solder mask nell'editor PCB (nota che il layer della solder mask è definito in negativo: gli oggetti che vedi diventano aperture nella solder mask reale).
Durante la fabbricazione, la solder mask viene applicata utilizzando tecniche diverse. L'approccio meno costoso consiste nel serigrafarla sulla superficie della scheda attraverso una maschera. Per compensare eventuali problemi di allineamento dei layer, le aperture della maschera sono in genere più grandi dei pad, come riflesso dal valore di espansione di 4 mil (~0,1 mm) utilizzato nella regola di progettazione predefinita.
Esistono altre tecniche per applicare la solder mask, che offrono una registrazione degli strati di qualità superiore e una definizione più accurata delle forme. Se si utilizzano queste tecniche, l’espansione della solder mask può essere più piccola o addirittura nulla. Ridurre l’apertura della mask diminuisce la probabilità di avere sliver di solder mask o violazioni della distanza tra serigrafia e solder mask.
Una violazione di sliver della solder mask. Il viola rappresenta l’espansione della solder mask attorno a ciascun pad.
Per visualizzare i dettagli delle violazioni relative allo sliver minimo della solder mask, la visualizzazione della solder mask deve essere abilitata. Utilizzare il pannello View Configuration per configurare la visibilità dei layer.
Violazioni come questi problemi della solder mask non possono essere risolte senza considerare la tecnica di fabbricazione che verrà utilizzata per realizzare la scheda finita.
Ad esempio, se questa fosse una scheda complessa, multistrato, per un prodotto di alto valore, allora è probabile che venga impiegata una tecnologia di solder mask di alta qualità, che consentirebbe un’espansione della solder mask ridotta o nulla. Tuttavia, una semplice scheda a doppia faccia come quella di questo tutorial ha maggiori probabilità di essere fabbricata come prodotto a basso costo, richiedendo l’uso di una tecnologia di solder mask economica. Ciò significa che risolvere le violazioni di sliver della solder mask riducendo l’espansione della solder mask per l’intera scheda non è una soluzione appropriata.
Come per molti aspetti della progettazione PCB, la soluzione consiste nel fare compromessi ponderati in modo mirato per minimizzarne l’impatto.
Per risolvere questa violazione, è possibile:
Aumentare l’apertura della solder mask per rimuovere completamente la mask tra i pad del transistor, oppure
Diminuire la larghezza minima accettabile dello sliver, oppure
Diminuire l’apertura della mask per allargare lo sliver fino a una larghezza accettabile.
Si tratta di una decisione di progetto da prendere alla luce della propria conoscenza del componente e della tecnologia di fabbricazione e assemblaggio che verrà utilizzata. Aprire la mask per rimuovere completamente lo sliver di mask tra i pad del transistor significa che vi è una maggiore probabilità di creare ponti di saldatura tra quei pad, mentre diminuire l’apertura della mask lascerà comunque uno sliver, che può essere accettabile oppure no, e introdurrà anche la possibilità di problemi di registrazione tra mask e pad.
Per questo tutorial, verrà utilizzata una combinazione della seconda e della terza opzione: ridurre la larghezza minima dello sliver a un valore adatto alle impostazioni usate su questa scheda e ridurre anche l’espansione della mask, ma solo per i pad del transistor.
Il primo passo consiste nel ridurre la larghezza consentita dello sliver. Aprire la vista All Rules del Constraint Manager facendo clic sul pulsante corrispondente nella parte superiore del Constraint Manager.
Nell’albero sul lato sinistro, individuare e selezionare il tipo di regola Solder Mask Sliver nella categoria Manufacturing , quindi selezionare la regola esistente chiamata MinimumSolderMaskSliver nell’area principale della griglia.
Un valore uguale alla separazione tra i pad di 0,22 mm (~8,7 mil) sarà accettabile per un progetto come questo. Modificare il valore Minimum Solder Mask Sliver in 0.22 nella regione dei vincoli della regola.
Il passo successivo consiste nell’aggiungere una regola di espansione della mask solo per i transistor che riduca l’espansione della mask a zero. In questo modo, l’apertura nella solder mask avrà la stessa dimensione del pad, rendendo la larghezza dello sliver di solder mask tra i pad uguale alla distanza di separazione tra i pad (0,22 mm). Fare clic sul tipo di regola Solder Mask Expansion nella categoria Mask dell’albero sul lato sinistro per mostrare le regole esistenti di questo tipo. Dovrebbe esserci una regola chiamata SolderMaskExpansion che specifica un valore di espansione di 0,1016 mm (4 mil).
Poiché sono solo i pad del transistor a essere in violazione, non si modificherà questo valore. Si creerà invece una nuova regola.
Per aggiungere una nuova regola Solder Mask Expansion, fare clic con il pulsante destro in uno spazio libero dell’area principale della griglia e selezionare Add Custom Rule dal menu contestuale. Verrà creata una nuova regola chiamata SolderMaskExpansion_1 .
Fare doppio clic sul nome della nuova regola nell’area principale della griglia e digitare SolderMaskExpansion_Transistor per cambiarne il nome.
Fare clic sulla regola per visualizzarne le impostazioni nella parte inferiore del Constraint Manager.
Definire l’ambito della nuova regola. È possibile creare una query di ambito utilizzando la funzione Query Builder. Fare clic sul pulsante Object Match e selezionare il comando Open Query Builder . Nella finestra di dialogo Building Query from Board che si apre, selezionare Associated with Footprint dal menu a discesa nella colonna Condition Type / Operator , quindi selezionare ONSC-TO-92-3-29-11 dal menu a discesa nella colonna Condition Value . Dopo aver fatto clic su OK nella finestra di dialogo, la query HasFootprint('ONSC-TO-92-3-29-11') apparirà nel campo Object Match .
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1
Javascript ID: Tutorial_CM_SolderMaskExpansion_New_Query_AD25_2
Impostare i valori 0 per Expansion top e Expansion bottom .
Salvare le modifiche nel Constraint Manager (File » Save to PCB ).
Chiudere il Constraint Manager facendo clic con il pulsante destro sulla sua scheda nella parte superiore dello spazio di progettazione e selezionando il comando Close Multivibrator.PcbDoc [Constraints] dal menu contestuale.
Salvare localmente il documento PCB facendo clic con il pulsante destro sulla relativa voce nel pannello Projects e selezionando Save dal menu contestuale.
Esecuzione di un Design Rule Check dopo la risoluzione delle violazioni
Ora eseguire nuovamente il DRC per assicurarsi che tutte le violazioni siano state risolte.
Confermare sempre di avere un Design Rule Verification Report pulito prima di generare gli output.
Aprire la finestra di dialogo Design Rule Checker (Tools » Design Rule Check ) e assicurarsi che l’opzione Create Report File sia abilitata nella pagina Report Options .
Fare clic su il pulsante
Verrà generato un nuovo report e aperto in una scheda documento separata. Assicurarsi che non contenga alcuna violazione delle regole.
Se sono presenti violazioni, risolverle, quindi generare nuovamente il report.
Rimuovere dal progetto il report DRC generato. Verrà generato durante il processo di rilascio del progetto. Per farlo, trovare il file del report sotto la voce Generated\Documents nel pannello Projects , fare clic con il pulsante destro su di esso e selezionare il comando Remove from Project . Nella finestra di dialogo Remove from project che si apre, scegliere l’opzione Delete file .
Chiudere tutti i documenti attualmente aperti. È possibile farlo facendo clic con il pulsante destro su una scheda documento nella parte superiore dello spazio di progettazione e selezionando il comando Close All Documents dal menu contestuale.
Salvare il progetto nel Workspace. Per farlo, fare clic sul controllo Save to Server accanto alla voce del progetto nel pannello Projects , inserire un commento significativo nel campo Comment della finestra di dialogo Save to Server che si apre (ad esempio, PCB design complete), quindi fare clic sul pulsante OK .
Localizzato tramite A