Creating a PCB Footprint

Obszar zajmowany przez komponent na wyprodukowanej płytce jest definiowany przez footprint komponentu. Typowy footprint obejmuje pady oraz obrys komponentu, a także może zawierać wszelkie inne wymagane szczegóły mechaniczne. W przykładzie footprintu poniżej większość obrysu komponentu jest zdefiniowana na warstwie mechanicznej (zielone linie), a nie na warstwie obrysu (żółtej), ponieważ ten komponent będzie montowany tak, aby wystawał nad wycięcie 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 może być modelowany za pomocą obiektów 3D Body. Obiekt 3D Body jest używany jako kontener, do którego można zaimportować model w ogólnym formacie MCAD, jak pokazano na ilustracji poniżej.

Odpowiedni model MCAD można zaimportować do obiektu 3D Body.

Nawet przy bogatym zestawie zasobów udostępniających 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 są tworzone w edytorze PCB Footprint przy użyciu tego samego zestawu obiektów prymitywnych, który jest dostępny w edytorze PCB. Oprócz footprintów jako komponenty PCB można również zapisywać logotypy firmowe, definicje produkcyjne i inne obiekty wymagane podczas projektowania płytki.

Tworzenie nowego PCB Footprint

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 przy użyciu 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 i otworzy się tymczasowy edytor PCB Footprint, prezentując dokument .PcbLib jako aktywny dokument. Dokument ten będzie nazwany zgodnie z pozycją-rewizją, w formacie: <Item><Revision>.PcbLib (np. PCC-001-0001-1.PcbLib). Użyj tego dokumentu, aby zdefiniować footprint, jak opisano poniżej.

   
   Przykład edycji początkowej rewizji Workspace Footprint – tymczasowy edytor PCB footprint udostępnia dokument, za pomocą którego można zdefiniować footprint.

3. Gdy footprint zostanie zdefiniowany zgodnie z wymaganiami, zapisz go do Workspace za pomocą kontrolki Save to Server po prawej stronie wpisu footprintu w panelu Projects. Pojawi się okno dialogowe Edit Revision, w którym można zmienić nazwę, opis oraz dodać informacje o wydaniu, jeśli to konieczne. Po zapisaniu dokument i edytor zostaną zamknięte.

Zapisany Workspace Footprint może być używany podczas definiowania komponentu za pomocą Component Editor w trybie Single Component Editing mode lub Batch Component Editing mode.

Workspace Footprints można przeglądać za pomocą 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 jako następną rewizję Workspace Footprint.

Definiowanie PCB Footprint

Footprinty są zawsze tworzone po stronie górnej, niezależnie od tego, po której stronie płytki zostaną ostatecznie umieszczone, przy użyciu tego samego zestawu narzędzi i obiektów projektowych dostępnych w edytorze PCB. Atrybuty specyficzne dla warstw, takie jak pady montażu powierzchniowego i definicje maski lutowniczej, są automatycznie przenoszone na odpowiednie warstwy dolnej strony po odwróceniu footprintu na drugą stronę płytki podczas rozmieszczania komponentów.

Obiekty projektowe można umieszczać na dowolnej warstwie, jednak obrys jest zwykle tworzony na warstwie Top Overlay (sitodruk), a pady na warstwie wielowarstwowej (dla wyprowadzeń komponentów przewlekanych) lub na górnej warstwie sygnałowej (dla wyprowadzeń komponentów montowanych powierzchniowo). Po umieszczeniu footprintu 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 obrys komponentu są widoczne pod modelem STEP.

Typowa sekwencja ręcznego tworzenia footprintu komponentu jest następująca:

1. Przygotuj przestrzeń projektową: zdefiniuj opcje przyciągania, skonfiguruj siatki i prowadnice - dowiedz się więcej.

2. Footprinty należy tworzyć wokół punktu odniesienia przestrzeni projektowej, znajdującego się w centrum edytora footprintów PCB . Ten punkt odniesienia jest w rzeczywistości względnym początkiem układu współrzędnych przestrzeni projektowej i jest punktem, za który footprint komponentu jest „chwytany” przez kursor podczas operacji Place i Move (zależnie od bieżącego ustawienia Object Snap Options na stronie PCB Editor – General okna dialogowego Preferences). Użyj skrótów J, R, aby przejść bezpośrednio do punktu odniesienia. Jeśli przed rozpoczęciem tworzenia footprintu zapomnisz przejść do punktu odniesienia, możesz przenieść punkt odniesienia do swojego footprintu za pomocą poleceń z podmenu Edit » Set Reference:

   • Pin 1 - ustawia punkt odniesienia komponentu na pin 1 footprintu komponentu.

   • Center - ustawia punkt odniesienia komponentu w środku footprintu komponentu.

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

   Wybrany punkt zostanie ustawiony na 0,0 — stanie się nowym względnym początkiem układu współrzędnych, a położenia wszystkich obiektów pierwotnych 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 pada (dla pada przewlekanego). Oznaczenie automatycznie zwiększa się przy umieszczaniu kolejnych 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 zrealizować za pomocą obiektów padów o niestandardowym kształcie. Aby dowiedzieć się więcej, zobacz stronę Dostosowywanie stosu pada.
   • Jedną z najważniejszych procedur podczas tworzenia nowego footprintu komponentu jest rozmieszczenie padów, które będą używane do przylutowania komponentu do PCB. Muszą one zostać umieszczone dokładnie we właściwych pozycjach, odpowiadających wyprowadzeniom fizycznego elementu.
   • Należy również zachować ostrożność przy nadawaniu oznaczeń padom, ponieważ to właśnie tej właściwości Altium Designer używa podczas mapowania numerów pinów z symbolu schematycznego.

4. Aby zapewnić dokładne rozmieszczenie padów, warto rozważyć skonfigurowanie siatki specjalnie do tego zadania. Użyj skrótów 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 bieżący krok siatki. Dodatkowo przytrzymanie Shift spowoduje przesuwanie o krok równy 10-krotności siatki. Bieżąca pozycja X, Y jest wyświetlana na pasku stanu oraz w podglądzie Heads Up. Heads Up Display zawiera zarówno pozycję, jak i różnicę względem miejsca ostatniego kliknięcia do bieżącej pozycji kursora. Użyj skrótu Shift+H, aby włączać i wyłączać podgląd Heads Up. Alternatywnie kliknij dwukrotnie, aby edytować umieszczony pad i wprowadzić wymagane współrzędne 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 komunikatami na pasku stanu.

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

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

9. Umieść ścieżki i inne obiekty pierwotne na warstwie mechanicznej, aby zdefiniować dodatkowe szczegóły mechaniczne, takie jak obrys montażowy. Warstwy mechaniczne są warstwami ogólnego przeznaczenia. Należy przypisać funkcję tym warstwom i używać ich konsewentnie we wszystkich footprintach.

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

    Obiekt 3D Body dodany do footprintu może odwoływać się do modelu 3D przesłanego do połączonego Workspace.

11. Ciągi Designator i Comment są automatycznie dodawane do warstwy Overlay footprintu podczas umieszczania go w przestrzeni projektowej PCB. Dodatkowe ciągi Designator i Comment można uwzględnić, umieszczając specjalne ciągi .Designator i .Comment na warstwie mechanicznej.

    Podczas umieszczania ciągów Designator i Comment w edytorze PCB musi zostać zdefiniowana para warstw (Layer Pair). Zapewnia to powiązanie tych ciągów ze stroną płytki, po której zamontowany jest komponent, oraz ich przeniesienie na drugą stronę płytki po odwróceniu komponentu. Więcej informacji znajduje się w sekcji Handling Special Layer-specific Requirements poniżej.

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

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, otwieranym przez kliknięcie przycisku 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 gruba jako linie.

Panel Properties

Podczas edycji footprintu w edytorze PCB footprintów, gdy w przestrzeni projektowej nie jest aktualnie zaznaczony żaden obiekt projektowy, panel Properties wyświetla Library Options.

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

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

Po zaznaczeniu obiektu projektu panel wyświetli opcje właściwe dla tego typu obiektu. Poniższa tabela zawiera typy obiektów dostępne do umieszczenia w przestrzeni projektowej footprintu PCB – kliknij łącze, aby otworzyć stronę właściwości tego obiektu.

Rozszerzenia maski lutowniczej i pasty

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

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

Poniższy obraz pokazuje footprint PCB z fioletową obwódką (kolor warstwy Top Solder Mask), 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 zastosowane do obiektów w Altium Designer zapewniają wydajny i elastyczny sposób dodawania dodatkowych informacji do projektu PCB. Stosowane jako właściwości obiektu nadrzędnego, parametry mogą być używane na różnych poziomach, w tym projektów, dokumentów, szablonów oraz pojedynczych obiektów w dokumencie projektu.

Parametry dostępne w przestrzeni PCB mogą być używane do filtrowania zapytań, reguł projektowych, skryptów i wariantów, a także mogą być stosowane w footprintach komponentów PCB do wywoływania niestandardowych ciągów znaków w umieszczonych footprintach.

Parametry przez Engineering Change Order

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

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

Po wykonaniu ECO (za pomocą przycisku Execute Changes ) wszelkie nowe, zdefiniowane przez użytkownika parametry komponentów schematu 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 ta wyświetli bieżące parametry użytkownika przypisane do wybranego footprintu komponentu. Parametry wybranego footprintu komponentu są również dostępne w panelu Components .

Łącza referencyjne informacji

Domena PCB automatycznie przyjmuje predefiniowane parametry ComponentLink ze schematu. Są one definiowane jako pary parametrów (opis i URL łącza), które zwykle tworzą łącza do danych referencyjnych prowadzące do określonych plików lub lokalizacji internetowych – zazwyczaj do witryny producenta lub adresu URL arkusza danych.

W przestrzeni projektowej zarówno schematu, jak i PCB, do łączy uzyskuje się dostęp z menu kontekstowego po kliknięciu prawym przyciskiem myszy na komponencie (w opcjach podmenu References ). Wyspecjalizowane parametry są dodawane w panelu Properties , a po przeniesieniu do przestrzeni PCB pojawiają się jako parametr footprintu komponentu. 

Parametry w footprintach źródłowych

Parametry przekazane do PCB mogą być używane do dostarczania dodatkowych informacji produkcyjnych lub funkcjonalnych płyty za pośrednictwem footprintów komponentów. Dodając specjalne ciągi parametrów do footprintów na poziomie biblioteki źródłowej, niestandardowe ciągi będą interpretowane na docelowej warstwie mechanicznej lub 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.

Do footprintu komponentu można dodać specjalny ciąg reprezentujący parametr użytkownika.

Gdy ten niestandardowy parametr został również zastosowany do komponentów schematu, a dane parametru zostały przeniesione do PCB, zinterpretowane ciągi footprintu będą widoczne zarówno w widoku płytki, jak i w wygenerowanych plikach wyjściowych. W tym przypadku specjalny ciąg parametru zawiera niestandardowy identyfikator części komponentu ułatwiający montaż.

Zastosowanie parametrów użytkownika do footprintów komponentów jako specjalnych ciągów może służyć także innym niestandardowym wymaganiom PCB, w tym etykietom funkcji dla przełączników i złączy, gdzie ciąg parametru „function” może zostać umieszczony na warstwie Top Overlay w footprintach tych typów komponentów.

Zapytania parametrów

Ciągi parametrów w domenie PCB są również dostępne przez 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 opcje filtrowania zgodnie z potrzebami.

Panel PCB Filter może stosować słowa zapytań specyficzne dla parametrów jako kryteria filtrowania i może być używany do tworzenia reguł projektowych opartych na parametrach 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 tekstowej wartości są świadome jednostek (V, mA, mV, kOhm itd.) i pozwalają określić wynik zapytania na podstawie numerycznego przetwarzania ciągu wartości parametru.

Obsługiwane typy jednostek, 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 Parameter do pracy z parametrami footprintów komponentów PCB.

Przykład pokazany powyżej w oknie dialogowym Query Helper przetwarza parametr Voltage Rating dla każdego komponentu (używając konwersji tekstu na liczbę – StrToNumber(Unit Value, Unit Type)) , aby określić, czy jego wartość jest większa niż 50 V. Po zastosowaniu w panelu PCB Filter przykładowy układ płytki ujawnia pojedynczy komponent wysokiego napięcia, C1 (który ma wartość parametru Voltage Rating równą 3 kV).

Zasady i skrypty

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

Poniższy przykład pokazuje zapytanie o napięcie znamionowe kondensatora (zobacz zapytanie filtra powyżej) zastosowane do reguły rozmieszczania komponentów, która po uruchomieniu sprawdza określone wartości odstępów dla komponentów wykrytych jako urządzenia wysokiego napięcia (>50V).

Reguły projektowe zdefiniowane przez określone parametry footprintów, przeniesione z obszaru schematu, mogą być używane do wykrywania niestandardowych warunków układu.

Podobnie niestandardowe parametry PCB mogą być używane do sprawdzania zgodności komponentów z warstwami, na przykład gdy komponent nie obsługuje lutowania na fali i w związku z tym umieszczania na warstwie dolnej. W takim przypadku zapytanie dopasowania obiektów, które przetwarza niestandardowy parametr „WaveSoldering” (Yes/No), może zostać zastosowane do reguły Permitted Layers Rule.

Reguła (wsadowa) będzie następnie sprawdzać wartość tego parametru komponentu i utworzy naruszenie, jeśli komponent nie jest zgodny z umieszczeniem na warstwie dolnej.

Warianty

Parametry przeniesione do PCB, które są uwzględnione w wariantach projektu (Design Variants), są przetwarzane z wyborem wariantu.

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

Parametry footprintów definiowane przez użytkownika

Parametry footprintów definiowane przez użytkownika są obsługiwane w Altium Designer. Obszar Parameters na karcie Footprint panelu Properties  w trybie Library Options  może być używany do przeglądania i edycji parametrów footprintu, gdy w obszarze projektowym 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 .

Ciągi Designator i Comment

Domyślne ciągi Designator i Comment

Gdy footprint zostanie umieszczony na płytce, otrzymuje ciągi Designator i Comment na podstawie informacji pobranych z widoku schematu projektu. Symboli zastępczych dla ciągów Designator i Comment nie trzeba definiować ręcznie, ponieważ są dodawane automatycznie po umieszczeniu footprintu na płytce. Położenie tych ciągów jest określane przez opcję ciągu Designator i Comment Autoposition  w panelu Properties w trybie Parameter , gdy ciąg designatora lub komentarza jest zaznaczony w obszarze projektowym. Domyślna pozycja i rozmiar ciągów Designator i Comment są konfigurowane w odpowiednim obiekcie Primitive na stronie PCB Editor - Defaults page okna dialogowego Preferences .

Dodatkowe ciągi Designator i Comment

Mogą wystąpić sytuacje, w których potrzebne są dodatkowe kopie ciągów designatora lub komentarza. Na przykład wykonawca montażu może wymagać szczegółowego rysunku montażowego z designatorem pokazanym wewnątrz obrysu każdego komponentu, podczas gdy Twoja firma wymaga, aby designator znajdował się tuż nad komponentem na warstwie opisu komponentów na gotowej PCB. To wymaganie dotyczące 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 alternatywnych lokalizacjach.

Aby spełnić wymagania wykonawcy montażu, ciąg .Designator zostałby umieszczony na warstwie mechanicznej w edytorze PCB Footprint, a wydruki uwzględniające tę warstwę mogłyby następnie zostać wygenerowane jako część instrukcji montażu projektu.

Obsługa specjalnych wymagań specyficznych dla warstw

Komponent PCB może mieć szereg specjalnych wymagań, takich jak potrzeba użycia kropli kleju lub definicji zdejmowalnej maski lutowniczej. Wiele z tych specjalnych wymagań będzie powiązanych ze stroną płytki, po której komponent jest zamontowany, i musi zostać przeniesionych na drugą stronę płytki, gdy komponent zostanie odwrócony.

Zamiast uwzględniać dużą liczbę warstw specjalnego przeznaczenia, które mogą być rzadko używane, edytor PCB w Altium Designer obsługuje to wymaganie za pomocą funkcji zwanej parami warstw. Para warstw to dwie warstwy mechaniczne zdefiniowane jako para. Za każdym razem, gdy komponent zostanie odwrócony z jednej strony płytki na drugą, wszelkie obiekty na sparowanej warstwie mechanicznej są przenoszone na drugą warstwę mechaniczną w tej parze. Korzystając z tego podejścia, wybierasz odpowiednią warstwę mechaniczną, aby uwzględnić kroplę kleju (lub inne specjalne wymagania), i definiujesz jej kształt za pomocą dostępnych obiektów. Gdy umieścisz ten footprint na płytce, musisz skonfigurować parowanie warstw. To instruuje oprogramowanie, na którą warstwę ma przenieść obiekty, gdy ten komponent zostanie odwrócony na drugą stronę płytki. Nie można definiować par warstw w edytorze footprintów PCB; 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. Takie podejście wymaga, aby wszyscy projektanci przestrzegali tego samego schematu przypisywania i numeracji warstw. Może to również powodować trudności, gdy komponenty pochodzą z innych źródeł, które nie stosują tego samego schematu przypisywania i numeracji. Jeśli użyto innego schematu, obiekty projektu muszą zostać przeniesione z ich bieżącej warstwy mechanicznej na warstwę mechaniczną przypisaną do tej funkcji.

Problem ten został rozwiązany przez wprowadzenie właściwości Layer Type. Gdy komponent jest umieszczany z biblioteki w edytorze PCB, kopiowany z jednej biblioteki do drugiej lub tworzony przez IPC Footprint Wizard, istniejące przypisania Layer Type są automatycznie dopasowywane niezależnie od numeru(ów) warstw mechanicznych przypisanych do tych typów warstw. Obiekty są przenoszone na prawidłowe warstwy zgodnie z ich Layer Type. Jeśli oprogramowanie nie może dopasować według Layer Type, wróci do dopasowania według Layer Number.

Zarówno dla pojedynczych warstw mechanicznych, jak i par warstw komponentu można wybrać Layer Type z predefiniowanej listy typów. Dostęp do pokazanych poniżej okien dialogowych można uzyskać, klikając prawym przyciskiem myszy pojedynczą warstwę, a następnie wybierając z menu polecenie Edit Layer lub Add Component Layer.

Dodawanie wysokości do footprintu PCB

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 obszarze projektowym 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 edytorze PCB), zwykle w celu sprawdzania maksymalnej wysokości komponentu w klasie komponentów lub w obrębie definicji room.

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

Zarządzanie komponentami z prymitywami trasowania

Po przeniesieniu projektu footprint określony w każdym komponencie jest pobierany z dostępnych bibliotek i umieszczany na płytce. Następnie każdemu polu lutowniczemu w footprincie przypisywana jest właściwość net ustawiona na nazwę sieci połączonej z tym pinem komponentu na schemacie. Wszystkie obiekty stykające się z polem lutowniczym są łączone z tą samą siecią co to pole.

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 nagłówka New Net Name, aby wybrać sieć do przypisania do nieprzypisanych prymitywów.

Footprinty z wieloma polami lutowniczymi połączonymi z tym samym pinem

Pokazany poniżej footprint tranzystora SOT223 ma wiele padów połączonych z tym samym logicznym pinem komponentu na schemacie — pinem 2. Aby utworzyć to połączenie, dodano dwa pady z tym samym oznaczeniem — „2”. Gdy w edytorze schematów zostanie użyte polecenie Design » Update PCB w celu przeniesienia informacji projektowych do PCB, wynikowa synchronizacja pokaże linie połączeń prowadzące do obu padów w edytorze PCB, tzn. znajdują się one w tej samej sieci. Oba te pady można trasować.

Footprint SOT223 pokazujący dwa pady z oznaczeniem 2.

Przygotowanie warstwy opisowej

Aby pomóc w rozwiązywaniu typowych problemów Design for Manufacture (DFM), wynikających z nakładania się warstwy opisowej na odsłoniętą miedź i otwory, edytor footprintów PCB zawiera dedykowaną funkcję przygotowania warstwy opisowej dla footprintów. Problemy te można skutecznie rozwiązać przez:

• automatyczne przycinanie linii i łuków warstwy opisowej;
• automatyczne przycinanie lub przesuwanie wypełnień i regionów;
• automatyczne przesuwanie 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 tego 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 – określa minimalną dopuszczalną wartość odstępu między obiektami warstwy opisowej a odsłoniętą miedzią / otwarciami maski lutowniczej i otworami.
• Min Remaining Length – jeśli długość linii/łuku po przycięciu jest mniejsza niż zdefiniowana wartość, obiekty zostaną usunięte z footprintu. Należy pamiętać, że jest to długość od wierzchołka do wierzchołka, a nie od krawędzi do krawędzi – pokaż obraz.
• Move Text – włącz, aby przesuwać ciągi tekstowe warstwy opisowej z dala od odsłoniętej miedzi / otwarć maski lutowniczej i otworów, jeśli odległość między nimi jest mniejsza niż Silkscreen Clearance. Przesunięcie jest ograniczone przez wartość Max Distance.
• Fill & Region – wybierz działanie, które ma zostać wykonane dla wypełnień i regionów, gdy odległość między nimi a odsłoniętą miedzią / otwarciami maski lutowniczej i 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 do regionów, jeśli ma to zastosowanie.
  • Move – wypełnienia i regiony zostaną odsunięte od odsłoniętej miedzi / otwarć maski lutowniczej i otworów. Przesunięcie jest ograniczone przez wartość Max Distance.
• Max Distance – określa maksymalną odległość, na jaką można przesunąć ciągi tekstowe, oznaczenia komponentów, wypełnienia i regiony, aby zachować Silkscreen Clearance.

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

Przykład działania narzędzia przygotowania warstwy opisowej pokazano poniżej.

❯ ❮

Javascript

Tworzenie footprintu przy użyciu kreatora footprintów zgodnych z IPC

IPC Compliant Footprint Wizard generuje footprint PCB, który jest 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 wykorzystuje informacje wymiarowe samego komponentu, a następnie oblicza odpowiednie pady i inne właściwości footprintu zgodnie z algorytmami opublikowanymi przez IPC.

Zamiast wymagać wprowadzania właściwości padów i ścieżek używanych do zdefiniowania footprintu, Wizard przyjmuje jako dane wejściowe rzeczywiste wymiary komponentu. Na podstawie wzorów opracowanych dla normy IPC-7351, Wizard następnie generuje footprint przy użyciu 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 której chcesz utworzyć footprint, na stronie Select Component Type. Obszar podglądu po prawej stronie kreatora dynamicznie zmienia się, pokazując aktualnie wybrany komponent, a także informuje o typach obudów, które można wygenerować. 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 wymagany footprint komponentu. Kilka uwag dotyczących pracy z IPC Compliant Footprint Wizard:

• Wszystkie wymiary są wprowadzane do kreatora w jednostkach metrycznych (mm).
• Można wprowadzać i natychmiast przeglądać całkowite wymiary obudowy, informacje o wyprowadzeniach, rozstaw piętek, meniski lutownicze i tolerancje.
  Modyfikacja tolerancji IPC może skutkować footprintami PCB, które nie są zgodne z IPC.
• Można wprowadzać wymiary mechaniczne, takie jak informacje o Courtyard, Assembly i bryle komponentu (3D).
• Wizard jest reentrantny i umożliwia łatwe przeglądanie 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 różnych ustawień. W obszarze Preview możesz kliknąć lub , aby przełączać się między obrazami podglądu 2D i 3D.
• W razie potrzeby 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 pola wypełnienia dla obudów z dużym padem termicznym (o wymiarach 2,1 mm x 1,6 mm lub większym).
• W przypadku obudów z wyprowadzeniami typu gullwing pady są przycinane, aby nie zachodziły pod korpus obudowy.
• W małych obudowach z dużym centralnym padem termicznym pady obwodowe są przycinane, aby zapewnić wymagany odstęp między padami zgodnie ze standardem IPC.
• Po zastosowaniu przycinania padów w oknie dialogowym wyświetlane jest ostrzeżenie.
• Nazwa i opis footprintu są automatycznie sugerowane na podstawie informacji wprowadzonych w Wizard , ale można je zmienić zgodnie z wymaganiami organizacji.
• Zgodnie ze standardem IPC kreator obsługuje trzy warianty footprintu (_L, _N, _M), z których każdy jest dostosowany do innej gęstości płytki.
• 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 plikową biblioteką footprintów PCB użyj IPC Compliant Footprints Batch Generator, aby szybko wygenerować wiele footprintów na wielu poziomach gęstości.

Tworzenie footprintu za pomocą Kreatora Footprintów

Edytor footprintów PCB zawiera Footprint Wizard. Ten Wizard pozwala wybrać spośród różnych typów obudów i wprowadzić odpowiednie informacje, a następnie zbuduje footprint komponentu. Zwróć uwagę, że w Footprint Wizard wprowadza się wymiary wymagane dla padów i obrysu komponentu.

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

Użyj strony Component patterns, aby określić wzorzec 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 komponentu.

Gdy konfigurujesz styl nazewnictwa padów dla footprintu o wzorcu Edge Connectors, Leadless Chip Carriers (LCC) lub Quad Packs (QUAD), kliknij zieloną strzałkę, aby zmienić kolejność/kierunek nazewnictwa – show image.

Generowanie raportu komponentu

Aby wygenerować raport dla aktywnego footprintu PCB, wybierz z menu głównego polecenie Reports » Component. 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 obejmujące wymiary footprintu oraz zestawienie obiektów pierwotnych tworzących footprint i warstw, na których się znajdują.

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