Tutorial - Verifying Your Board Design in Altium Designer

Edytor PCB to środowisko projektowe oparte na regułach, w którym można zdefiniować wiele rodzajów ograniczeń projektowych, które można sprawdzić w celu zapewnienia integralności płytki. Funkcja DRC online monitoruje włączone reguły podczas pracy i natychmiast podkreśla wszelkie wykryte naruszenia projektu. Alternatywnie można również uruchomić wsadowe DRC, aby sprawdzić zgodność projektu z regułami i wygenerować raport zawierający szczegółowe informacje o włączonych regułach i wszelkich wykrytych naruszeniach.

Wcześniej w samouczku sprawdzono i skonfigurowano niektóre ograniczenia projektowe, w tym prześwit elektryczny, szerokość trasowania i trasowanie za pomocą stylu. Oprócz tego istnieje szereg innych reguł projektowych, które są automatycznie definiowane podczas tworzenia nowej płytki.

Konfigurowanie i uruchamianie sprawdzania reguł projektowych (DRC)

Main page: Konfigurowanie i uruchamianie DRC

Projekt jest sprawdzany pod kątem naruszeń poprzez uruchomienie sprawdzania reguł projektowych (DRC). Zarówno online, jak i wsadowe DRC są konfigurowane w oknie dialogowym Design Rule Checker dostępnym po wybraniu polecenia Tools » Design Rule Check z menu głównego. Okno dialogowe zawiera ogólne opcje raportowania (Report Options - ) oraz możliwość konfiguracji testowania określonych typów reguł (Rules to Check - ).

Kontrola reguł projektowych jest uruchamiana przez kliknięcie przycisku w dolnej części okna dialogowego. DRC uruchamia się, a następnie otwiera się panel Messages otwiera się panel z listą wszystkich wykrytych naruszeń. Jeśli opcja Create Report File została włączona w oknie dialogowym, w osobnej zakładce dokumentu Design Rule Verification Report zostanie otwarty w osobnej karcie dokumentu. Raport zawiera szczegółowe informacje o regułach włączonych do sprawdzania, liczbie wykrytych naruszeń i konkretnych szczegółach dotyczących każdego naruszenia.

1. Wybierz polecenie Tools » Design Rule Check z menu głównego, aby otworzyć okno dialogowe Design Rule Checker okno dialogowe.

2. Na Report Options okna dialogowego upewnij się, że opcja Create Report File jest włączona.

   

3. Na stronie Rules To Check oknie dialogowym kliknij prawym przyciskiem myszy w obszarze siatki i wybierz pozycję Batch DRC - Used On wpis.

   

4. Wyłącz wsadowe DRC dla reguł punktu testowego. Aby to zrobić, wybierz sekcję Testpoint w drzewie i wyłącz pola wyboru Batch dla czterech typów reguł w tej kategorii.

   

5. Kliknij przycisk w dolnej części okna dialogowego, aby uruchomić DRC. Okno dialogowe Design Rule Checker zostanie zamknięte i otworzy się raport. Będzie on zawierał (co najmniej):

   • 4 Naruszenia Minimum Solder Mask Sliver - minimalna szerokość paska maski lutowniczej jest mniejsza niż dozwolona wartość.

   • 4 naruszenia ograniczenia prześwitu - zmierzona wartość prześwitu elektrycznego między obiektami na warstwach sygnałowych jest mniejsza niż określona wartość minimalna.

   
   W górnej części raportu wyszczególnione są reguły, które zostały włączone do sprawdzania oraz liczba wykrytych naruszeń. Kliknij regułę, aby przejść do tych naruszeń i je przeanalizować.

   
   Dolna sekcja raportu pokazuje każdą naruszoną regułę, a następnie listę naruszonych obiektów. Kliknięcie wpisu naruszenia powoduje przejście do tego obiektu na płytce drukowanej.

   Wykryte naruszenia będą również wymienione w otwartym panelu Messages który zostanie otwarty.

   

Lokalizowanie i usuwanie naruszeń

Main page: Wyszukiwanie i rozwiązywanie naruszeń projektu

Jako projektant musisz zlokalizować naruszenie w PCB, ustalić jego stan i stopień, w jakim faktycznie zawiodło, oraz opracować najbardziej odpowiedni sposób rozwiązania naruszenia.

Rozwiązywanie naruszeń Clearance

W projekcie samouczka występują cztery naruszenia ograniczenia Clearance między polami footprintów tranzystorów. Istnieją dwa sposoby rozwiązania tych naruszeń:

• Zmniejszenie rozmiaru padów footprintów tranzystorów, aby zwiększyć odstęp między padami, lub

• Skonfigurować ograniczenie, aby umożliwić mniejszy odstęp między polami footprintów tranzystorów.

Ponieważ prześwit 0,25 mm jest dość duży, a rzeczywisty prześwit jest dość zbliżony do tej wartości (0,22 mm), dobrym wyborem w tej sytuacji byłoby skonfigurowanie reguł, aby umożliwić mniejszy prześwit. To rozwiązanie jest akceptowalne w tej sytuacji, ponieważ jedynym innym komponentem z podkładkami z otworami przelotowymi jest złącze, które ma podkładki oddalone od siebie o 1 mm. Gdyby tak nie było, najlepszym rozwiązaniem byłoby dodanie drugiego ograniczenia prześwitu ukierunkowanego tylko na pady tranzystorów, tak jak to zrobiono w przypadku reguł rozszerzania maski lutowniczej.

Rozwiązywanie problemów z minimalną maską lutowniczą

Maska lutownicza to cienka, podobna do lakieru warstwa nakładana na zewnętrzną powierzchnię płytki, zapewniająca ochronną i izolacyjną powłokę dla miedzi. W masce tworzone są otwory na komponenty i przewody, które mają być przylutowane do miedzi. To właśnie te otwory są wyświetlane jako obiekty na warstwie maski lutowniczej w edytorze PCB (należy pamiętać, że warstwa maski lutowniczej jest zdefiniowana w negatywie - widoczne obiekty to otwory w rzeczywistej masce lutowniczej).

Podczas produkcji maska lutownicza jest nakładana przy użyciu różnych technik. Najtańszym podejściem jest sitodruk na powierzchni płytki za pomocą maski. Aby uwzględnić kwestie wyrównania warstw, otwory maski są zwykle większe niż pady, co odzwierciedla wartość rozszerzenia 4 mil (~ 0,1 mm) używana w domyślnej regule projektowania.

Istnieją inne techniki nakładania maski lutowniczej, które oferują wyższą jakość rejestracji warstw i dokładniejszą definicję kształtu. Jeśli te techniki są stosowane, rozszerzenie maski lutowniczej może być mniejsze lub nawet zerowe. Zmniejszenie otworu maski zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia odłamków maski lutowniczej lub naruszenia prześwitu maski lutowniczej przez jedwab.

Naruszenie wlotu maski lutowniczej. Kolor fioletowy reprezentuje rozszerzenie maski lutowniczej wokół każdego pada.

Naruszeń takich jak te kwestie maski lutowniczej nie można rozwiązać bez uwzględnienia techniki produkcji, która zostanie użyta do wykonania gotowej płytki.

Na przykład, gdyby była to złożona, wielowarstwowa płytka dla produktu o wysokiej wartości, prawdopodobnie zastosowano by wysokiej jakości technologię maski lutowniczej, która pozwoliłaby na niewielką lub zerową ekspansję maski lutowniczej. Jednak prosta, dwustronna płytka, taka jak płytka w tym samouczku, jest bardziej prawdopodobna do wyprodukowania jako tani produkt, co wymaga zastosowania taniej technologii maski lutowniczej. Oznacza to, że rozwiązanie problemu naruszeń maski lutowniczej poprzez zmniejszenie rozszerzenia maski lutowniczej dla całej płytki nie jest odpowiednim rozwiązaniem.

Podobnie jak w przypadku wielu aspektów projektowania PCB, rozwiązanie polega na dokonywaniu przemyślanych kompromisów w ukierunkowany sposób, aby zminimalizować ich wpływ.

Aby rozwiązać ten problem, można

• Zwiększyć otwór maski lutowniczej, aby całkowicie usunąć maskę między padami tranzystorów, lub

• Zmniejszyć minimalną dopuszczalną szerokość taśmy, lub

• Zmniejszenie otworu maski w celu poszerzenia paska do akceptowalnej szerokości.

Jest to decyzja projektowa, którą należy podjąć w świetle wiedzy o komponencie oraz technologii produkcji i montażu, która zostanie zastosowana. Otwarcie maski w celu całkowitego usunięcia paska maski między padami tranzystora oznacza, że istnieje większa szansa na utworzenie mostków lutowniczych między tymi padami, podczas gdy zmniejszenie otworu maski nadal pozostawi pasek, który może, ale nie musi być akceptowalny, a także wprowadzi możliwość wystąpienia problemów z rejestracją maski między padami.

W tym samouczku wykonasz kombinację drugiej i trzeciej opcji, zmniejszając minimalną szerokość szczeliny do wartości odpowiedniej dla ustawień używanych na tej płytce, a także zmniejszając rozszerzenie maski, ale tylko dla padów tranzystorów.

Uruchamianie sprawdzania reguł projektu po usunięciu naruszeń

Teraz należy ponownie uruchomić DRC, aby upewnić się, że wszystkie naruszenia zostały usunięte.

1. Otwórz okno dialogowe Design Rule Checker (Tools » Design Rule Check) i upewnij się, że opcja Create Report File jest włączona na stronie Report Options stronie.

2. Kliknij przycisk na stronie .

3. Nowy raport zostanie wygenerowany i otwarty w osobnej karcie dokumentu. Upewnij się, że nie zawiera on żadnych naruszeń reguł.

   

   Jeśli istnieją naruszenia, usuń je, a następnie wygeneruj raport ponownie.

4. Usuń wygenerowany raport DRC z projektu. Zostanie on wygenerowany podczas procesu wydania projektu. Aby to zrobić, znajdź plik raportu pod pozycją Generated\Documents w panelu Projects kliknij go prawym przyciskiem myszy i wybierz polecenie Remove from Project polecenie. W otwartym oknie dialogowym Remove from project które zostanie otwarte, wybierz opcję Delete file opcję.

   

5. Zamknij wszystkie aktualnie otwarte dokumenty. Można to zrobić, klikając prawym przyciskiem myszy kartę dokumentu w górnej części przestrzeni projektowej i wybierając polecenie Close All Documents z menu kontekstowego.

6. Zapisz projekt w przestrzeni roboczej. Aby to zrobić, kliknij kontrolkę Save to Server obok wpisu projektu w panelu Projects i wprowadź znaczący komentarz w polu Comment w polu Save to Server (np, PCB design complete), a następnie kliknij przycisk OK a następnie kliknij przycisk