Creating a PCB Footprint

Obszar, jaki komponent zajmuje na wyprodukowanej płytce, jest definiowany przez footprint (obrys/pole montażowe) komponentu. Typowy footprint zawiera pady oraz nadruk komponentu (overlay) i może również obejmować inne wymagane szczegóły mechaniczne. W przykładzie footprintu poniżej większość obrysu komponentu jest zdefiniowana na warstwie mechanicznej (zielone linie), a nie na (żółtym) overlay, ponieważ ten komponent będzie montowany tak, że będzie zwisał nad wycięciem w płytce.

 
Footprint definiuje przestrzeń zajmowaną przez komponent i zapewnia punkty połączeń od wyprowadzeń/padów komponentu do ścieżek na płytce.

Komponent montowany na tym footprincie można zamodelować za pomocą obiektów 3D Body. Obiekt 3D Body służy jako kontener, do którego można zaimportować model w ogólnym formacie MCAD, jak pokazano na obrazie poniżej.

Odpowiedni model MCAD można zaimportować do obiektu 3D Body.

Nawet przy bogatym zestawie zasobów dostarczających gotowe komponenty PCB (takich jak panel Manufacturer Part Search panel), prawdopodobnie w pewnym momencie swojej kariery będziesz musiał utworzyć niestandardowy komponent PCB. Footprinty komponentów PCB tworzy się w edytorze PCB Footprint, używając tego samego zestawu obiektów prymitywnych dostępnych w edytorze PCB. Oprócz footprintów, jako komponenty PCB można również zapisywać logotypy firmowe, definicje produkcyjne (fabrication) oraz inne obiekty wymagane podczas projektowania płytki.

Tworzenie nowego footprintu PCB

Footprinty można tworzyć bezpośrednio w połączonym Workspace. Aby to zrobić:

1. Wybierz File » New » Library z menu głównego, a następnie w otwartym oknie dialogowym New Library wybierz Create Library Content » Footprint w obszarze Workspace tego okna.

   
   Utwórz nowy Workspace Footprint, korzystając z okna dialogowego New Library

2. W otwartym oknie dialogowym Create New Item wprowadź wymagane informacje, upewnij się, że opcja Open for editing after creation jest włączona, i kliknij OK. Workspace Footprint zostanie utworzony, a tymczasowy edytor PCB Footprint zostanie otwarty, prezentując dokument .PcbLib jako aktywny. Dokument ten będzie nazwany zgodnie z Item-Revision, w formacie: <Item><Revision>.PcbLib (np. PCC-001-0001-1.PcbLib). Użyj dokumentu, aby zdefiniować footprint, jak opisano poniżej.

   
   Przykład edycji początkowej rewizji Workspace Footprint – tymczasowy edytor footprintów PCB udostępnia dokument, w którym definiujesz footprint.

3. Gdy footprint zostanie zdefiniowany zgodnie z wymaganiami, zapisz go do Workspace, używając kontrolki Save to Server po prawej stronie wpisu footprintu w panelu Projects . Pojawi się okno dialogowe Edit Revision , w którym możesz zmienić nazwę (Name), opis (Description) oraz dodać informacje o wydaniu (release notes) według potrzeb. Dokument i edytor zostaną zamknięte po zapisaniu.

Zapisany Workspace Footprint można wykorzystać podczas definiowania komponentu w Component Editor w trybie Single Component Editing mode lub Batch Component Editing mode.

Workspace Footprints można przeglądać w panelu Components. Włącz widoczność modeli, klikając przycisk  u góry panelu i wybierając Models, a następnie wybierz kategorię Footprints .

Aby edytować Workspace Footprint, kliknij prawym przyciskiem jego wpis w panelu Components i wybierz polecenie Edit. Ponownie otworzy się tymczasowy edytor z footprintem otwartym do edycji. Wprowadź wymagane zmiany, a następnie zapisz dokument do kolejnej rewizji Workspace Footprint.

Definiowanie footprintu PCB

Footprinty są zawsze budowane po stronie górnej, niezależnie od tego, po której stronie płytki zostaną ostatecznie umieszczone, z użyciem tego samego zestawu narzędzi i obiektów projektowych dostępnych w edytorze PCB. Atrybuty zależne od warstwy, takie jak pady SMD i definicje solder maski, są automatycznie przenoszone na odpowiednie warstwy strony dolnej, gdy podczas rozmieszczania komponentów odwrócisz footprint na drugą stronę płytki.

Obiekty projektowe można umieszczać na dowolnej warstwie, jednak obrys zwykle tworzy się na warstwie Top Overlay (sitodruk), a pady na warstwie wielowarstwowej (dla wyprowadzeń elementów przewlekanych) lub na górnej warstwie sygnałowej (dla wyprowadzeń elementów SMD). Gdy umieścisz footprint na PCB, wszystkie obiekty składające się na footprint zostaną przypisane do zdefiniowanych dla nich warstw.

Widoki 2D i 3D footprintu dla komponentu joysticka. Obraz 3D pokazuje zaimportowany model STEP komponentu. Zwróć uwagę, że pady i overlay komponentu są widoczne poniżej modelu STEP.

Typowa sekwencja ręcznego tworzenia footprintu komponentu to:

1. Przygotuj przestrzeń projektową: zdefiniuj opcje przyciągania (snap), skonfiguruj siatki i prowadnice – dowiedz się więcej.

2. Footprinty należy budować wokół punktu odniesienia przestrzeni projektowej znajdującego się w centrum edytora footprintów PCB editor. Ten punkt odniesienia jest w rzeczywistości początkiem względnym (relative origin) dla przestrzeni projektowej i jest punktem, względem którego kursor „chwyta” footprint elementu podczas operacji Place i Move (w zależności od bieżącego Object Snap Options na stronie PCB Editor – General w oknie dialogowym Preferences). Użyj klawiszy skrótu J, R, aby przeskoczyć bezpośrednio do punktu odniesienia. Jeśli zapomniałeś(-aś) przejść do punktu odniesienia przed rozpoczęciem tworzenia footprintu, możesz przenieść pad odniesienia do swojego footprintu, używając poleceń z podmenu Edit » Set Reference:

   • Pin 1 - ustaw punkt odniesienia komponentu jako pin 1 footprintu komponentu.

   • Center - ustaw punkt odniesienia komponentu jako środek footprintu komponentu.

   • Location - ustaw punkt odniesienia komponentu w lokalizacji zdefiniowanej przez użytkownika.

   Wybrany punkt zostanie ustawiony jako 0,0 – stanie się nowym początkiem względnym, a położenia wszystkich prymitywów zostaną zaktualizowane względem tego punktu.

3. Umieść pady (Place » Pad) zgodnie z wymaganiami komponentu. Po uruchomieniu polecenia Place Pad, ale przed umieszczeniem pierwszego pada, naciśnij klawisz Tab, aby otworzyć panel Properties i zdefiniować wszystkie właściwości pada, w tym Designator, Size and Shape, Layer oraz Hole Size (dla pada przewlekanego). Oznaczenie (Designator) jest automatycznie inkrementowane przy kolejnych umieszczeniach padów. Dla pada montażu powierzchniowego ustaw Layer na Top Layer. Dla pada przewlekanego ustaw Layer na Multi-Layer.

   Niektóre footprinty wymagają padów o nieregularnym kształcie. Można to wykonać, używając obiektów padów o kształcie niestandardowym (Custom Shape). Aby dowiedzieć się więcej, zobacz stronę Customizing a Pad Stack .
   • Jedną z najważniejszych czynności przy tworzeniu nowego footprintu komponentu jest rozmieszczenie padów, które posłużą do przylutowania komponentu do PCB. Muszą one zostać umieszczone w dokładnie właściwych pozycjach, aby odpowiadały wyprowadzeniom fizycznego elementu.
   • Należy również zachować ostrożność przy nadawaniu oznaczeń padom, ponieważ to właśnie ta właściwość jest używana przez Altium Designer podczas mapowania numerów pinów ze schematu.

4. Aby zapewnić dokładne rozmieszczenie padów, rozważ ustawienie siatki specjalnie do tego zadania. Użyj klawiszy skrótu Ctrl+G, aby otworzyć okno dialogowe Cartesian Grid Editor dialog oraz klawisza Q, aby przełączać siatkę z jednostek imperialnych na metryczne.

5. Aby precyzyjnie umieścić pad podczas przesuwania go myszą, użyj klawiszy strzałek na klawiaturze, aby przesuwać kursor o bieżące przyrosty siatki. Dodatkowo, przytrzymanie Shift spowoduje ruch krokami 10× większymi od siatki. Bieżąca pozycja X, Y jest wyświetlana na pasku stanu oraz w wyświetlaczu Heads Up. Heads Up Display zawiera zarówno pozycję, jak i deltę od lokalizacji ostatniego kliknięcia do bieżącej pozycji kursora. Użyj skrótu Shift+H, aby włączać i wyłączać Heads Up display. Alternatywnie, kliknij dwukrotnie, aby edytować umieszczony pad i wprowadź wymagane pozycje X i Y w panelu Properties .

6. Aby sprawdzić odległość między dwoma punktami w przestrzeni projektowej, użyj Reports » Measure Distance (skrót Ctrl+M). Postępuj zgodnie z podpowiedziami na pasku stanu.

7. Atrybuty specyficzne dla pada, takie jak solder mask i paste mask, są automatycznie obliczane na podstawie wymiarów pada oraz odpowiednich reguł projektowych masek. Chociaż ustawienia masek można zdefiniować ręcznie dla każdego pada, utrudnia to późniejszą modyfikację tych ustawień w trakcie procesu projektowania płytki. Zwykle robi się to tylko wtedy, gdy nie jest możliwe objęcie padów regułami projektowymi. Pamiętaj, że reguły są definiowane w edytorze PCB podczas projektowania płytki.

8. Użyj ścieżek (tracks), łuków (arcs) i innych obiektów prymitywnych, aby zdefiniować obrys komponentu widoczny na warstwie sitodruku PCB (Top Overlay). Jeśli komponent zostanie podczas rozmieszczania odwrócony na spód płytki, overlay zostanie automatycznie przeniesiony na warstwę Bottom Overlay.

9. Umieść ścieżki i inne obiekty prymitywne na warstwie mechanicznej, aby zdefiniować dodatkowe szczegóły mechaniczne, takie jak placement courtyard. Warstwy mechaniczne są warstwami ogólnego przeznaczenia. Należy przypisać funkcję tym warstwom i stosować ją konsekwentnie we wszystkich footprintach.

10. Umieść obiekty 3D Body objects, aby zdefiniować trójwymiarowy kształt fizycznego komponentu montowanego na PCB.

    Obiekt 3D Body dodany do footprintu może odwoływać się do 3D model uploaded to the connected Workspace.

11. Napisy Designator i Comment są automatycznie dodawane do warstwy Overlay footprintu podczas umieszczania w przestrzeni projektowej PCB. Dodatkowe napisy Designator i Comment można dołączyć, umieszczając specjalne napisy .Designator i .Comment na warstwie mechanicznej.

    Podczas umieszczania napisów Designator i Comment w edytorze PCB należy zdefiniować parę warstw (Layer Pair). Zapewnia to, że napisy będą powiązane ze stroną płytki, po której zamontowano komponent, i muszą zostać przerzucone na drugą stronę płytki, gdy komponent zostanie odwrócony. Więcej informacji znajdziesz w sekcji Handling Special Layer-specific Requirements poniżej.

12. Zdefiniuj właściwości footprintu (np. nazwę i opis) na karcie Footprint w panelu Properties w trybie Library Options (aktywnym, gdy w przestrzeni projektowej nie jest zaznaczony żaden obiekt; dostępny poleceniem Tools » Footprint Properties z menu głównego). Zobacz sekcję poniżej, aby dowiedzieć się więcej o opcjach i elementach sterujących dostępnych na karcie Footprint panelu.

Przygotowanie przestrzeni projektowej

Domyślnie siatki są wyświetlane jako kropki. Jeśli wolisz, siatki mogą być wyświetlane jako linie. Konfiguruje się to w oknie dialogowym Grid Editor, do którego można przejść, klikając przycisk Properties w panelu Properties, jak pokazano na poniższym obrazie. Alternatywnie naciśnij skrót Ctrl+G, aby otworzyć to okno dialogowe.

Na ilustracji siatka drobna jest wyświetlana jako kropki, a siatka zgrubna jako linie.

Panel Properties

Podczas edycji footprintu w edytorze PCB footprint oraz gdy w przestrzeni projektowej nie jest aktualnie zaznaczony żaden obiekt, panel Properties prezentuje Library Options.

Poniższe zwijane sekcje zawierają informacje o opcjach i elementach sterujących dostępnych na karcie General panelu:

Następujące zwijane sekcje zawierają informacje o opcjach i elementach sterujących dostępnych na karcie Footprint panelu:

Po zaznaczeniu obiektu panel wyświetli opcje specyficzne dla danego typu obiektu. Poniższa tabela zawiera typy obiektów dostępne do umieszczania w przestrzeni projektowej footprintu PCB – kliknij łącze, aby przejść do strony właściwości danego obiektu.

Rozszerzenia maski lutowniczej i maski pasty

Aby sprawdzić, czy maska lutownicza i/lub maska pasty zostały poprawnie zdefiniowane w edytorze footprintów PCB, otwórz panel View Configuration panel i włącz opcję wyświetlania () dla każdej warstwy maski.

Pierścień pojawiający się wokół krawędzi każdego pada w kolorze warstwy Top Solder Mask reprezentuje krawędź kształtu maski lutowniczej wystającą spod pada wielowarstwowego o wartość rozszerzenia, ponieważ multi-layer znajduje się na szczycie kolejności rysowania warstw; jest rysowana na wierzchu. Layer Drawing Order jest ustawiane na stronie PCB Editor - Display page w oknie dialogowym Preferences.

Poniższy obraz pokazuje footprint PCB z fioletową (kolor warstwy Top Solder Mask) obwódką, która pojawia się wokół krawędzi każdego pada.

Aby szybko przechodzić między warstwami, użyj trybu Single Layer Mode (Shift+S) w połączeniu z Ctrl+Shift+Wheel roll.

Obsługa parametrów

Parametry przypisywane do obiektów w Altium Designer zapewniają potężny i elastyczny sposób dodawania dodatkowych informacji do projektu PCB. Stosowane jako właściwości obiektu nadrzędnego, parametry mogą być przypisywane na różnych poziomach, w tym do projektów, dokumentów, szablonów oraz pojedynczych obiektów w dokumencie projektowym.

Parametry dostępne w przestrzeni PCB mogą być używane do filtrowania zapytań (Queries), reguł projektowych (Design Rules), skryptów (Scripts) i wariantów (Variants), a także mogą być stosowane w footprintach komponentów PCB do wywoływania niestandardowych napisów w umieszczonych footprintach.

Parametry poprzez Engineering Change Order

Możliwości parametrów PCB opierają się na funkcjonalności zawartej w mechanizmie ECO i dokumencie PCB, które umożliwiają przenoszenie i zachowanie w przestrzeni PCB parametrów komponentów zdefiniowanych przez użytkownika. Jest to transfer jednokierunkowy, a przekazane parametry są tylko do odczytu w domenie PCB.

Transfer parametrów odbywa się poprzez utworzenie ECO ze schematu do PCB za pomocą polecenia menu Design » Update PCB Document .

Po wykonaniu ECO (przy użyciu przycisku Execute Changes ) wszelkie nowe, zdefiniowane przez użytkownika parametry komponentów na schemacie zostaną przeniesione do odpowiadającego im odwołania footprintu w projekcie PCB. 

Aby wyświetlić przeniesione parametry w edytorze PCB, kliknij dwukrotnie komponent, aby otworzyć panel Properties , a następnie wybierz kartę Parameters . Karta wyświetli bieżące parametry użytkownika przypisane do wybranego footprintu komponentu. Parametry dla wybranego footprintu komponentu są również dostępne w panelu Components .

Łącza referencyjne do informacji

Domena PCB automatycznie akceptuje predefiniowane parametry ComponentLink ze schematu. Są one zdefiniowane jako pary parametrów (Opis i URL łącza), które zwykle ustanawiają łącza referencyjne do konkretnych plików lub lokalizacji internetowych – typowo do strony producenta lub adresu URL noty katalogowej.

Zarówno w przestrzeni schematu, jak i PCB, do łączy uzyskuje się dostęp z menu kontekstowego po kliknięciu prawym przyciskiem myszy podczas najechania na komponent (w opcjach podmenu References ). Te wyspecjalizowane parametry dodaje się w panelu Properties , a po przeniesieniu do przestrzeni PCB pojawiają się jako parametr footprintu komponentu. 

Parametry w footprintach źródłowych

Parametry przekazane do PCB mogą służyć do dostarczania dodatkowych informacji produkcyjnych lub funkcjonalnych płyty poprzez footprinty komponentów. Dodając specjalne ciągi parametrów do footprintów na poziomie biblioteki źródłowej, niestandardowe napisy będą interpretowane na docelowej warstwie mechanicznej lub warstwie nadruku (overlay).

Specjalny ciąg reprezentujący parametr zdefiniowany przez użytkownika można dodać do źródłowego footprintu komponentu za pomocą przycisku specjalnych ciągów i listy rozwijanej () w panelu Properties .

W poniższym footprintcie bibliotecznym specjalny ciąg .Designator został umieszczony na warstwie Mechanical 2.

Specjalny ciąg reprezentujący parametr użytkownika można dodać do footprintu komponentu.

Gdy ten niestandardowy parametr zostanie również zastosowany do komponentów na schemacie, a dane parametrów zostaną przeniesione do PCB, zinterpretowane napisy footprintu pojawią się zarówno w widoku płytki, jak i w wygenerowanych plikach wyjściowych. W tym przypadku specjalny ciąg parametru zawiera niestandardowy identyfikator części komponentu, aby ułatwić montaż.

Stosowanie parametrów użytkownika do footprintów komponentów jako specjalnych ciągów może spełniać szereg innych niestandardowych wymagań PCB, w tym etykiety funkcji dla przełączników i złączy, gdzie ciąg parametru „function” mógłby zostać umieszczony na Top Overlay w footprintach tych typów komponentów.

Zapytania parametrów

Ciągi parametrów w domenie PCB są również dostępne poprzez język zapytań Altium Designer, a zatem są dostępne dla funkcji filtrowania obiektów, w tym funkcji Find Similar Objects.

Aby wykonać wybór podobnych obiektów, kliknij prawym przyciskiem myszy komponent, a następnie wybierz Find Similar Objects z menu kontekstowego, aby otworzyć okno dialogowe Find Similar Objects.

Okno dialogowe Find Similar Objects dialog zawiera sekcję Parameters , w której można wybrać wymagane opcje filtrowania.

Panel PCB Filter może stosować słowa zapytań specyficzne dla parametrów jako kryteria filtra i może być używany do tworzenia reguł projektowych na podstawie parametrów PCB.

Dostępnych jest kilka słów zapytań do pracy z parametrami footprintów PCB, w tym specjalne funkcje do konwersji wartości tekstowych na liczby (takie jak StrToNumber). Konwersje wartości tekstowych są świadome jednostek (V, mA, mV, kOhm itd.) i pozwalają określić wynik zapytania na podstawie numerycznego przetwarzania ciągu wartości parametru.

Obsługiwane typy jednostek (Unit Types), które można wskazać w zapytaniach, to:

• % – Procent
• A – Prąd
• C – Temperatura
• dB – Decybele
• F – Pojemność
• G – Konduktancja
• H – Indukcyjność
• Hz – Częstotliwość
• Kg – Masa
• m – Długość
• Ohm – Rezystancja
• Q – Ładunek
• s – Czas
• V – Napięcie
• W – Moc
• Z – Impedancja

Dostępnych jest kilka słów zapytań parametrów do pracy z parametrami footprintów komponentów PCB.

Przykład pokazany w oknie dialogowym Query Helper powyżej przetwarza parametr Voltage Rating dla każdego komponentu (używając konwersji string-to-number – StrToNumber(Unit Value, Unit Type)) w celu określenia, czy jego wartość jest większa niż 50 V. Po zastosowaniu w panelu PCB Filter przykładowy układ płytki ujawnia pojedynczy komponent wysokonapięciowy, C1 (który ma wartość Voltage Rating równą 3 kV).

Rules and Scripts

Zapytania parametrów PCB można również stosować w skryptach Altium Designer oraz w regułach projektowych. Te drugie mogą wykonywać kontrole walidacji układu, takie jak wykrywanie parametrów footprintów w celu oceny rozmieszczenia komponentów lub przypisania warstw. Zwróć uwagę, że funkcje wymienione w oknie dialogowym Query Helper powyżej są dostępne w języku skryptowym.

Poniższy przykład pokazuje zapytanie dotyczące napięcia znamionowego kondensatora (zob. zapytanie filtra powyżej) zastosowane do reguły rozmieszczenia komponentów, która po uruchomieniu sprawdza określone wartości odstępów (clearance) dla komponentów wykrytych jako urządzenia wysokiego napięcia (>50V).

Reguły projektowe zdefiniowane na podstawie konkretnych parametrów footprintu, przeniesionych z obszaru schematu, mogą służyć do wykrywania niestandardowych warunków układu.

Podobnie niestandardowe parametry PCB mogą być użyte do sprawdzania zgodności komponentu z warstwą, na przykład gdy komponent nie obsługuje lutowania na fali, a więc nie powinien być umieszczany na warstwie Bottom Layer. W takim przypadku zapytanie dopasowujące obiekty, które przetwarza niestandardowy parametr „WaveSoldering” (Yes/No), może zostać zastosowane do reguły Permitted Layers Rule.

Następnie reguła (wsadowa) sprawdzi wartość tego parametru komponentu i utworzy naruszenie, jeśli komponent nie jest zgodny z umieszczeniem na warstwie Bottom Layer.

Variants

Parametry przeniesione do PCB, które są uwzględnione w wariantach projektu (Design Variants), są przetwarzane zgodnie z wybranym wariantem.

W praktyce zmieniony parametr komponentu w przestrzeni PCB będzie dynamicznie wykrywany przez ciąg zapytania lub na przykład wyświetlany na warstwie płytki za pomocą specjalnego ciągu. 

User-defined Footprint Parameters

Parametry footprintów definiowane przez użytkownika są obsługiwane w Altium Designer. Obszar Parameters na karcie Footprint w panelu Properties  w trybie Library Options  może służyć do przeglądania i edycji parametrów footprintu, gdy w przestrzeni projektu edytora footprintów PCB nie jest zaznaczony żaden obiekt.

Gdy komponent zostanie umieszczony na PCB, parametry te można zobaczyć w panelu Properties  w trybie Component  na karcie Parameters .

Designator and Comment Strings

Default Designator and Comment Strings

Gdy footprint zostanie umieszczony na płytce, otrzymuje oznaczenie (Designator) i komentarz (Comment) na podstawie informacji wyodrębnionych z widoku schematu projektu. Nie trzeba ręcznie definiować symboli zastępczych dla ciągów Designator i Comment, ponieważ są one dodawane automatycznie podczas umieszczania footprintu na płytce. Położenie tych ciągów jest określane przez opcję ciągu Designator i Comment Autoposition w panelu Properties w trybie Parameter , gdy w przestrzeni projektu zaznaczony jest ciąg designatora lub komentarza. Domyślna pozycja i rozmiar ciągów Designator i Comment są konfigurowane w odpowiednim obiekcie Primitive na stronie PCB Editor - Defaults page w oknie dialogowym Preferences .

Additional Designator and Comment Strings

Mogą wystąpić sytuacje, w których potrzebujesz dodatkowych kopii ciągów designatora lub komentarza. Przykładowo, montownia może chcieć szczegółowego rysunku montażowego z designatorem pokazanym wewnątrz obrysu każdego komponentu, podczas gdy w Twojej firmie wymagane jest, aby designator znajdował się tuż nad komponentem na warstwie opisowej (overlay) na finalnej PCB. Tę potrzebę dodatkowego designatora można spełnić, umieszczając w footprincie specjalny ciąg .Designator. Dostępny jest również specjalny ciąg .Comment, który pozwala określić położenie ciągu komentarza na alternatywnych warstwach lub w innych lokalizacjach.

Aby spełnić wymagania montowni, ciąg .Designator należałoby umieścić na warstwie mechanicznej w edytorze PCB Footprint, a następnie można by generować wydruki uwzględniające tę warstwę jako część instrukcji montażowych projektu.

Handling Special Layer-specific Requirements

Komponent PCB może mieć szereg szczególnych wymagań, takich jak konieczność użycia kropki kleju (glue dot) lub definicji zrywalnej maski lutowniczej (peel-able solder mask). Wiele z tych wymagań będzie powiązanych ze stroną płytki, po której komponent jest montowany, i musi zostać przeniesionych na drugą stronę płytki, gdy komponent zostanie odwrócony.

Zamiast dodawać dużą liczbę warstw specjalnego przeznaczenia, które mogą być rzadko używane, edytor PCB w Altium Designer obsługuje to wymaganie poprzez funkcję zwaną parami warstw (layer pairs). Para warstw to dwie warstwy mechaniczne zdefiniowane jako para. Za każdym razem, gdy komponent jest przerzucany z jednej strony płytki na drugą, wszystkie obiekty na sparowanej warstwie mechanicznej są przerzucane na drugą warstwę mechaniczną w tej parze. W tym podejściu wybierasz odpowiednią warstwę mechaniczną, na której umieścisz kropkę kleju (lub inne wymagania specjalne), i definiujesz jej kształt przy użyciu dostępnych obiektów. Gdy umieścisz ten footprint na płytce, musisz skonfigurować parowanie warstw. Informuje to oprogramowanie, na którą warstwę ma przenosić obiekty, gdy komponent zostanie przerzucony na drugą stronę płytki. Nie można definiować par warstw w edytorze PCB footprintów; robi się to w edytorze PCB.

Nazwy warstw mechanicznych można edytować bezpośrednio z panelu View Configurations, klikając prawym przyciskiem myszy, a następnie wybierając Edit Layer.

Powszechnym podejściem do zarządzania użyciem warstw mechanicznych jest przypisanie dedykowanego numeru warstwy dla każdej wymaganej funkcji warstwy mechanicznej. Podejście to wymaga, aby wszyscy projektanci stosowali ten sam schemat przypisań i numeracji warstw. Może też powodować trudności, gdy komponenty pochodzą z innych źródeł, które nie stosują tego samego schematu przypisań i numeracji. Jeśli użyto innego schematu, obiekty projektu muszą zostać przeniesione z bieżącej warstwy mechanicznej na warstwę mechaniczną przypisaną do danej funkcji.

Problem ten rozwiązuje wprowadzenie właściwości Layer Type. Gdy komponent jest umieszczany z biblioteki w edytorze PCB, kopiowany z jednej biblioteki do innej lub tworzony przez IPC Footprint Wizard, istniejące przypisania Layer Type są automatycznie dopasowywane, niezależnie od numeru(ów) warstw mechanicznych przypisanych do tych typów. Obiekty są przenoszone na właściwą warstwę (warstwy) zgodnie z ich Layer Type. Jeśli oprogramowanie nie jest w stanie dopasować po Layer Type, zastosuje dopasowanie po numerze warstwy (Layer Number).

Zarówno dla pojedynczych warstw mechanicznych, jak i dla par warstw komponentu (Component Layer Pairs), możesz wybrać Layer Type z predefiniowanej listy typów. Do pokazanych poniżej okien dialogowych można przejść, klikając prawym przyciskiem myszy na pojedynczej warstwie, a następnie wybierając z menu polecenie Edit Layer lub Add Component Layer.

Adding Height to a PCB Footprint

Na najprostszym poziomie reprezentacji 3D do footprintu PCB można dodać informację o wysokości. Aby to zrobić, otwórz panel Properties w trybie Library Options (aktywnym, gdy w przestrzeni projektu nie jest zaznaczony żaden obiekt) i wprowadź zalecaną wysokość komponentu w polu Height na karcie Footprint panelu.

Reguły projektowe wysokości można definiować podczas projektowania płytki (kliknij Design » Rules w PCB Editor), zwykle sprawdzając maksymalną wysokość komponentu w klasie komponentów lub w obrębie definicji pomieszczenia (room).

Lepszą opcją definiowania informacji o wysokości byłoby dołączenie do footprintu PCB obiektów 3D Bodies .

Managing Components With Routing Primitives

Po przeniesieniu projektu footprint określony w każdym komponencie jest pobierany z dostępnych bibliotek i umieszczany na płytce. Następnie każdemu padowi w footprincie ustawiana jest właściwość net na nazwę sieci podłączonej do tego pinu komponentu na schemacie. Wszystkie obiekty stykające się z padem łączą się z tą samą siecią co pad.

Edytor PCB zawiera rozbudowane narzędzie do zarządzania sieciami. Aby je uruchomić, wybierz Design » Netlist » Configure Physical Nets z menu głównego, aby otworzyć okno dialogowe Configure Physical Nets dialog. Kliknij przycisk Menu, aby wyświetlić menu opcji. Kliknij listę rozwijaną w nagłówku New Net Name, aby wybrać sieć do przypisania nieprzypisanym obiektom (primitives).

Footprints With Multiple Pads Connected to the Same Pin

Pokazany poniżej footprint tranzystora SOT223 ma wiele padów połączonych z tym samym logicznym wyprowadzeniem elementu na schemacie – Pin 2. Aby wykonać to połączenie, dodano dwa pady z tym samym oznaczeniem (designatorem) – „2”. Gdy w Edytorze Schematów użyje się polecenia Design » Update PCB do przeniesienia informacji projektowych na PCB, wynikowa synchronizacja pokaże w edytorze PCB linie połączeń prowadzące do obu padów, tzn. znajdują się one w tej samej sieci. Oba te połączenia można poprowadzić (routować).

Footprint SOT223 pokazujący dwa pady z oznaczeniem 2.

Przygotowanie warstwy opisowej (silkscreen)

Aby pomóc w rozwiązywaniu typowych problemów DFM (Design for Manufacture), wynikających z nakładania się warstwy opisowej na odsłoniętą miedź oraz otwory, edytor footprintów PCB zawiera dedykowaną funkcję przygotowania warstwy opisowej dla footprintów. Te problemy można skutecznie ograniczyć poprzez:

• automatyczne przycinanie linii i łuków warstwy opisowej;
• automatyczne przycinanie lub przesuwanie wypełnień i regionów;
• automatyczne przesuwanie napisów (ciągów tekstowych) warstwy opisowej.

Aby uzyskać dostęp do narzędzia przygotowania warstwy opisowej w edytorze footprintów PCB, użyj polecenia Tools » Silkscreen Preparation z menu głównego. Zostanie otwarte okno dialogowe Silkscreen Preparation.

Użyj okna dialogowego, aby skonfigurować ustawienia przycinania/przesuwania obiektów warstwy opisowej. Dostępne opcje to:

• Clip to Exposed Copper – włącz, aby automatycznie przycinać obiekty do odsłoniętej miedzi.
• Clip to Solder Mask Openings – włącz, aby automatycznie przycinać obiekty do otwarć maski lutowniczej.
• Silkscreen Clearance – określ minimalną dopuszczalną odległość pomiędzy obiektami warstwy opisowej a odsłoniętą miedzią / otwarciami maski lutowniczej oraz otworami.
• Min Remaining Length – jeśli po przycięciu długość linii/łuku jest mniejsza niż zdefiniowana wartość, obiekty zostaną usunięte z footprintu. Zwróć uwagę, że jest to długość od wierzchołka do wierzchołka, a nie od krawędzi do krawędzi – pokaż obraz.
• Move Text – włącz, aby odsuwać napisy warstwy opisowej od odsłoniętej miedzi / otwarć maski lutowniczej oraz otworów, jeśli odległość między nimi jest mniejsza niż Silkscreen Clearance. Przesunięcie jest ograniczone wartością Max Distance .
• Fill & Region – wybierz działanie, które ma zostać wykonane dla wypełnień i regionów, gdy odległość między nimi a odsłoniętą miedzią / otwarciami maski lutowniczej oraz otworami jest mniejsza niż Silkscreen Clearance:
  • None – wypełnienia i regiony pozostają bez zmian.
  • Clip – wypełnienia i regiony zostaną przycięte, aby zachować Silkscreen Clearance. Wypełnienia są konwertowane na regiony, jeśli ma to zastosowanie.
  • Move – wypełnienia i regiony zostaną przesunięte z dala od odsłoniętej miedzi / otwarć maski lutowniczej oraz otworów. Przesunięcie jest ograniczone wartością Max Distance .
• Max Distance – zdefiniuj maksymalną odległość, na jaką można przesunąć napisy, oznaczenia elementów, wypełnienia i regiony, aby zachować Silkscreen Clearance.

Kliknij OK, aby wykonać przycinanie i/lub przesuwanie obiektów warstwy opisowej zgodnie z ustawieniami w oknie dialogowym.

Poniżej pokazano przykład działania narzędzia przygotowania warstwy opisowej.

❯ ❮

Javascript

Tworzenie footprintu za pomocą kreatora footprintów zgodnych z IPC

IPC Compliant Footprint Wizard generuje footprint PCB w pełni zgodny z rewizją B normy IPC 7351 – Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard. Zamiast pracować bezpośrednio na wymiarach footprintu (jak robi to Footprint Wizard ), IPC Compliant Footprint Wizard korzysta z informacji wymiarowych samego komponentu, a następnie oblicza odpowiednie parametry padów i inne właściwości footprintu zgodnie z algorytmami opublikowanymi przez IPC.

Zamiast wymagać wprowadzania właściwości padów i ścieżek używanych do zdefiniowania footprintu, Wizard jako dane wejściowe przyjmuje rzeczywiste wymiary komponentu. Na podstawie wzorów opracowanych dla standardu IPC-7351, Wizard generuje następnie footprint, używając standardowych obiektów Altium Designer, takich jak pady i ścieżki.

Aby uruchomić IPC Compliant Footprint Wizard, wybierz Tools » IPC Compliant Footprint Wizard z menu głównego.

Na stronie Select Component Type wybierz rodzinę komponentów, dla których chcesz utworzyć footprint na stronie Select Component Type. Obszar podglądu po prawej stronie kreatora dynamicznie zmienia się, aby pokazać aktualnie wybrany komponent, a także podaje typ obudów, które mogą zostać wygenerowane. Poniższa tabela zawiera listę typów komponentów i obudów obsługiwanych w kreatorze.

Kolejne strony kreatora zmieniają się w zależności od wybranego typu komponentu. Postępuj zgodnie z intuicyjnymi stronami kreatora, aby skonfigurować footprint danego komponentu zgodnie z wymaganiami. Kilka uwag dotyczących pracy z IPC Compliant Footprint Wizard:

• Wszystkie wymiary w kreatorze wprowadza się w jednostkach metrycznych (mm).
• Można wprowadzać i natychmiast podglądać wymiary gabarytowe obudowy, informacje o wyprowadzeniach, odstęp piętki (heel spacing), meniski lutowia (solder fillets) oraz tolerancje.
  Modyfikacja tolerancji IPC może skutkować footprintami PCB niezgodnymi z IPC.
• Można wprowadzać wymiary mechaniczne, takie jak Courtyard, Assembly oraz informacje o korpusie komponentu (3D).
• Wizard jest narzędziem wielokrotnego wejścia (re-entrant) i ułatwia przegląd oraz wprowadzanie korekt.
• Podglądy footprintu są wyświetlane na każdym etapie. Dla każdego typu komponentu obszar Preview jest dynamicznie aktualizowany, aby pokazać nowe położenie, rozmiar itp. dla wielu ustawień. W obszarze Preview możesz kliknąć  lub  aby przełączać się między podglądem 2D i 3D.
• Jeśli chcesz, możesz zobaczyć podgląd modelu 3D STEP przed jego wygenerowaniem. Kliknij Generate STEP Model Preview na dowolnej stronie w Wizard po wybraniu typu komponentu, aby zobaczyć podgląd modelu 3D STEP w obszarze Preview.
• Maski pasty są dzielone na małe wypełnienia dla obudów z dużym padem termicznym (o wymiarach 2,1 mm x 1,6 mm lub większym).
• Dla obudów z wyprowadzeniami typu gullwing pady są przycinane, aby nie rozciągały się pod korpusem obudowy.
• Dla małych obudów z dużym centralnym padem termicznym przycinane są pady peryferyjne, aby zapewnić wymagany odstęp między padami zgodnie ze standardem IPC.
• Gdy zastosowane jest przycinanie padów, w oknie dialogowym wyświetlane jest ostrzeżenie.
• Nazwa i opis footprintu są automatycznie proponowane na podstawie informacji wprowadzonych w Wizard , ale można je zmienić, aby spełniały wymagania organizacyjne.
• Zgodnie ze standardem IPC kreator obsługuje trzy warianty footprintu (_L, _N, _M), z których każdy jest dostosowany do innej gęstości upakowania na płytce.
• Przycisk Finish można nacisnąć na dowolnym etapie, aby wygenerować aktualnie podglądany footprint. Jeśli klikniesz Finish przed ukończeniem całego Wizard, footprint zostanie utworzony z użyciem domyślnych ustawień systemowych dla wybranego typu komponentu.
• Podczas pracy z biblioteką footprintów PCB opartą na plikach użyj IPC Compliant Footprints Batch Generator do szybkiego generowania wielu footprintów na wielu poziomach gęstości.

Tworzenie footprintu za pomocą kreatora Footprint Wizard

Edytor footprintów PCB zawiera Footprint Wizard. Ten Wizard umożliwia wybór spośród różnych typów obudów oraz wprowadzenie odpowiednich informacji, a następnie zbuduje dla Ciebie footprint komponentu. Zwróć uwagę, że w Footprint Wizard wprowadzasz wymiary wymagane dla padów i obrysu komponentu.

Aby uruchomić Footprint Wizard, wybierz Tools » Footprint Wizard z menu głównego lub kliknij prawym przyciskiem w obszarze projektu i wybierz polecenie Tools » Footprint Wizard z menu kontekstowego.

Użyj strony Component patterns, aby określić wzorzec (pattern) komponentu, który chcesz utworzyć. Wybierz żądany wzorzec z listy, a następnie użyj listy rozwijanej, aby wybrać jednostkę dla komponentu (Imperial (mil) lub Metric (mm)). Dostępne wzorce to:

• 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)

Kolejne strony kreatora zmieniają się w zależności od wybranego wzorca komponentu. Postępuj zgodnie z intuicyjnymi stronami kreatora, aby skonfigurować wymagany footprint danego komponentu.

Podczas ustawiania stylu nazewnictwa padów dla footprintu o wzorcu Edge Connectors, Leadless Chip Carriers (LCC) lub Quad Packs (QUAD) kliknij zieloną strzałkę, aby zmienić kolejność/kierunek nazewnictwa – pokaż obraz.

Generowanie raportu komponentu

Aby wygenerować raport dla aktywnego footprintu PCB, wybierz polecenie Reports » Component z menu głównego. Po uruchomieniu polecenia raport zostanie wygenerowany (<PCBLibraryDocumentName>.CMP) w tym samym folderze co źródłowy dokument biblioteki PCB i zostanie automatycznie otwarty jako aktywny dokument w głównym oknie projektu. Raport zawiera informacje, w tym wymiary footprintu oraz zestawienie obiektów prymitywnych składających się na footprint i warstw, na których się znajdują.

Raport zostanie dodany do panelu Projects jako dokument swobodny w podfolderze Documentation\Text Documents.