Definindo o Formato da Placa

Resumo

A Board Shape, também chamada de contorno da placa, é uma forma poligonal fechada que define os limites gerais da placa. A Board Shape pode ser composta por uma única Board Region (para uma PCB rígida tradicional) ou por várias board regions (para uma PCB rigid-flex). A Board Shape é usada pelo software para:

• Fornecer uma referência visual dos limites do espaço disponível para posicionamento e roteamento do projeto.
• Recuo da borda do plano de alimentação e referências de borda para dividir um plano de alimentação em zonas de tensão separadas. Saiba mais sobre Defining and Managing Copper Areas.
• Calcular a borda da placa ao gerar dados do projeto para outras ferramentas.

Disponibilidade

A Board Shape está disponível apenas no editor de PCB. Quando um novo arquivo PCB é criado, ele é aberto com uma Board Shape retangular criada a partir de uma única Board Region.

A Board Shape geral pode ser criada por:

• Definição interativa da Board Shape no Board Planning Mode.
• Criação da Board Shape a partir de objetos de trilha/arco selecionados que formam um limite fechado. Se você estiver trabalhando no modo Advanced Rigid-Flex, então várias Board Regions poderão ser criadas a partir de objetos selecionados no espaço de projeto.
• Para um projeto Rigid-Flex (modo Standard ou Advanced), a Board Shape pode ser fatiada nas várias Board Regions necessárias no projeto.
• Posicionamento de uma ou mais Board Regions para compor a Board Shape geral (modo Advanced Rigid-Flex).

Definindo e Editando Interativamente a Board Shape

A Board Shape é criada a partir de uma ou mais Board Regions. Para projetistas que trabalham em um projeto de placa de região única, os seguintes comandos podem ser usados para definir a Board Shape:

• Board Planning Mode (standard Rigid-Flex mode - the Active Bar at the top of the graphical editing space has two buttons):

  • Design » Redefine Board Shape - use este comando para redesenhar interativamente a Board Shape atual. Observe que este comando não estará disponível se o modo Advanced Rigid-Flex tiver sido ativado em Layer Stack Manager. Se a placa estiver no modo Advanced Rigid-Flex, basta clicar para selecionar o formato e modificá-lo usando as técnicas padrão de edição de objetos poligonais.

    Using the Redefine Board Shape Command

    Após executar o comando, o cursor mudará para uma mira e você entrará no modo padrão de posicionamento de objetos poligonais. A definição do formato da placa é feita executando a seguinte sequência de ações:

    1. Posicione o cursor e clique para fixar o vértice inicial do formato da placa.
    2. Mova o cursor para posicionar o segundo vértice. O comportamento padrão é posicionar duas arestas a cada clique, com uma forma de canto definida pelo usuário entre elas. Consulte a página Editing Polygonal Shaped PCB Design Objects para mais detalhes sobre como alterar os modos de canto.
    3. Continue movendo o mouse e clicando para posicionar os vértices seguintes.
    4. Após posicionar o vértice final, clique com o botão direito ou pressione Esc para fechar e concluir a definição do formato da placa. Não é necessário fechar manualmente o formato da placa, pois o software concluirá automaticamente a forma conectando o ponto inicial ao ponto final posicionado.

  • Design » Edit Board Shape - use este comando para mover e remodelar as arestas da Board Shape, usando as técnicas padrão de edição de objetos poligonais.

    • Observe que este comando não estará disponível se o modo Advanced Rigid-Flex tiver sido ativado em Layer Stack Manager. Se a placa estiver no modo Advanced Rigid-Flex, basta clicar para selecionar o formato e modificá-lo usando as técnicas padrão de edição de objetos poligonais.

    • Antes de selecionar o comando, certifique-se de que a opção Other esteja habilitada no Selection Filter para que você possa usar o comando ().

    Using the Edit Board Shape Command

    Após executar o comando, o formato de placa existente ficará verde. A forma externa é definida por uma série de arestas, em que cada aresta é representada por um vértice final mostrado como um quadrado branco sólido, e um vértice central mostrado como um quadrado branco vazado. Cada vértice final representa o local onde duas arestas se encontram.

    Alças de edição para um exemplo de formato de placa após entrar no modo de edição.

    • Clique e arraste A para realizar uma das seguintes ações, dependendo do modo atual (use Shift+Spacebar para mudar de modo):
      • Moving Vertex mode - move livremente o vértice final, mantendo-o como vértice final.
      • Miter to Segment mode - cria uma nova aresta reta, com o vértice final em movimento tornando-se o vértice central dessa aresta.
      • Miter to Arc mode - cria uma nova aresta curva, com o vértice final em movimento tornando-se o vértice central dessa aresta.
    • Clique e arraste B para realizar uma das seguintes ações, dependendo do modo atual (use Shift+Spacebar para mudar de modo):
      • Move mode - move livremente toda a aresta, incluindo seus vértices finais. O vértice central movido permanece como o vértice central dessa aresta.
      • Break mode - move o vértice central, transformando-o em um novo vértice final e dividindo a aresta original em duas. Os vértices finais permanecem fixos em suas posições originais.
      • Incurvate mode - adiciona curvatura à aresta, com os vértices finais fixos em suas posições originais. O vértice central movido permanece como o vértice central dessa aresta.
    • Clique em qualquer ponto ao longo de uma aresta longe das alças de edição e arraste para deslizar essa aresta - reduzindo ou aumentando a aresta em movimento para manter a posição das arestas adjacentes.
    • Ctrl+clique em qualquer ponto ao longo de uma aresta longe das alças de edição para inserir um novo vértice final.
    • Clique e mantenha pressionado em um vértice final (A) e então pressione Delete para remover esse vértice. Como alternativa, mantenha pressionado Ctrl e passe o mouse sobre um vértice final (A) a ser removido. Uma cruz branca aparecerá. Clique e mantenha pressionado por um instante para remover o vértice.

    Saia do modo de edição clicando em qualquer lugar no espaço de projeto (sobre ou fora do formato da placa).

    • À medida que você move um vértice, guias de alinhamento verdes aparecerão. Elas surgem em locais úteis, por exemplo, quando a posição do vértice fizer com que a nova aresta se alinhe com uma aresta existente ou quando a corda de um arco se alinhar com a aresta adjacente. Há uma leve aderência quando as guias aparecem, facilitando manter essa posição do vértice. Se necessário durante a movimentação do vértice, as guias podem ser desativadas mantendo Shift pressionado.
    • A grade de snap padrão será expandida/contraída para preencher a área definida pelo retângulo delimitador do formato da placa.
• Board Planning Mode (Advanced Rigid-Flex mode - the Active Bar at the top of the graphical editing space has six buttons):
  • Place » Board Region - use este comando para definir interativamente a Região da Placa (para uma placa de região única, a Região da Placa define o Formato da Placa). Saiba mais sobre Posicionando uma Região da Placa.
• 2D Layout Mode:

  • Design » Board Shape » Define Board Shape from Selected Objects - selecione um conjunto de primitivas de linha e/ou arco que definam uma forma fechada e então use este comando para redefinir o Formato da Placa para corresponder a essa forma.

  • Design » Board Shape » Create Primitives from Board Shape - crie um conjunto de primitivas ao longo do limite do Formato da Placa, de acordo com as configurações definidas na caixa de diálogo Primitivas de Linha/Arco a partir do Formato da Placa.

• 3D Layout Mode:
  • Design » Board Shape » Define Board Shape from 3D body - use este comando para definir o Formato da Placa selecionando a superfície desejada de um modelo 3D.

Além disso, você pode usar os seguintes comandos quando estiver no Modo de Planejamento da Placa:

• Design » Modify Board Shape - use este comando para modificar o formato existente da placa posicionando pontos de vértice adicionais e, assim, definir contornos adicionais para a borda.

  Using the Modify Board Shape Command

  Após iniciar o comando, o cursor mudará para uma cruz e você entrará no modo de modificação do formato da placa. Um novo ponto de vértice final aparecerá na borda existente. À medida que você mover o cursor, esse vértice também se moverá ao longo da borda. Para modificar a borda:

  1. Posicione o novo ponto de vértice no local desejado ao longo da borda existente e clique para posicioná-lo.
  2. Posicione o cursor e clique para colocar pontos de vértice adicionais e, assim, definir contornos adicionais para a borda. Você pode estender a borda original para fora da forma existente e/ou voltar para dentro da borda original para, essencialmente, 'remover' área existente.
  3. Quando a forma estiver como desejado, certifique-se de levar o cursor de volta a um ponto da borda original - e clique nesse ponto para concluir a modificação e aplicar a alteração.
  4. Para sair sem modificar, basta clicar com o botão direito ou pressionar Esc.

  Assim como ao posicionar um objeto de forma poligonal, use o atalho de teclado Shift+Spacebar para mudar os modos de posicionamento e o atalho de teclado Spacebar para alternar os modos de canto final, conforme necessário para obter o contorno de borda desejado.

• Design » Move Board Shape - use este comando para mover o formato da placa para outra posição no documento atual. Somente o formato da placa é movido usando este comando. O projeto em si e os objetos que o compõem permanecem sem movimento.

  Após iniciar o comando, uma cópia do contorno da forma será anexada ao cursor pelo seu canto inferior esquerdo. Mova a forma para o novo local desejado dentro da área de trabalho e então clique ou pressione Enter para efetivar o posicionamento. Durante a movimentação, pressione Spacebar para girar o formato da placa no sentido anti-horário ou Shift+Spacebar para giro no sentido horário (o tamanho do Rotation Step é definido na página PCB Editor – General da caixa de diálogo Preferences) ou pressione as teclas X ou Y para espelhar o formato da placa ao longo do eixo X ou do eixo Y, respectivamente. Para cancelar sem mover, clique com o botão direito ou pressione Esc.

• Design » Move Board - use este comando para mover toda a placa - o formato da placa, mais todos os objetos de projeto dentro dessa forma - para outra posição no documento atual.

  Após iniciar o comando, uma cópia do contorno do formato da placa será anexada ao cursor, presa pelo seu canto inferior esquerdo. Mova a forma para o novo local desejado dentro do espaço de projeto e então clique ou pressione Enter para efetivar o posicionamento. Todos os objetos de projeto constituintes também serão movidos para manter a posição dentro do formato da placa. Para cancelar sem mover, clique com o botão direito ou pressione Esc.

Definindo o Formato da Placa a partir de Objetos Selecionados

O Formato da Placa também pode ser definido a partir de objetos selecionados (no Modo de Layout 2D). Normalmente, isso será um conjunto de linhas e/ou arcos colocados na camada Keepout ou em uma camada mecânica.

Use a seguinte sequência de etapas:

1. Defina o modo de visualização para 2D Layout Mode (View menu).
2. Abra o painel View Configuration e clique duas vezes para editar a camada mecânica que contém o formato da placa. A caixa de diálogo Edit Layer será aberta, onde você pode definir Layer Type como Board Shape, conforme mostrado no vídeo abaixo.
3. Torne ativa a camada mecânica que contém a forma e selecione os objetos. O comando Edit » Select » All on Layer é ideal para isso; o conjunto de seleção deve incluir apenas as trilhas e arcos que formam o contorno da placa.
4. Assim que todos os objetos estiverem selecionados, execute o comando Design » Board Shape » Define Board Shape from Selected Objects. O Formato da Placa será atualizado para seguir o caminho definido pelas linhas selecionadas. Uma caixa de diálogo de aviso aparecerá se o software não conseguir seguir a linha central dos objetos selecionados. O modo de visualização mudará para Board Planning Mode.

Demonstração do Formato da Placa ao usar o Modo Rigid-Flex Padrão

O vídeo demonstra a criação do Formato da Placa a partir de objetos selecionados e, em seguida, o posicionamento de Split Lines para criar as três regiões necessárias.

Demonstração do Formato da Placa ao usar o Modo Rigid-Flex Avançado

O vídeo primeiro demonstra a criação do Formato da Placa a partir de objetos selecionados e, em seguida, o corte da forma para criar as três regiões necessárias. Depois, mostra uma abordagem alternativa, em que
as três Regiões da Placa são definidas a partir de objetos selecionados. Observe que essas demonstrações estão usando os recursos do Rigid-Flex 2.0, conforme descrito no início desta página.

Importando um Contorno para Usar no Formato da Placa

O Formato da Placa pode ser definido a partir de um contorno fechado importado como dados DXF/DWG.

Ao combinar a capacidade de importar dados DXF / DWG para uma camada mecânica e depois definir o formato da placa a partir de objetos selecionados, uma forma definida em um pacote de CAD mecânico pode ser transferida para o editor de PCB.

Para preparar a nova placa para importação:

1. Selecione File » New » PCB. Uma nova PCB em branco será aberta; a região preta representa o formato atual da placa (Board Shape).
2. Antes de importar um novo formato, ajuste os itens a seguir conforme necessário para atender aos requisitos do seu projeto e ao formato que será importado:

• As unidades - defina as unidades conforme necessário na seção Other do painel Properties no modo Board (show image).
• A grade - clique duas vezes na Global Board Snap Grid e ajuste-a conforme necessário na seção Grid Manager  do painel Properties no modo Board (show image).
• A origem - para uma nova PCB, a localização padrão da origem definida pelo usuário está na origem absoluta, no canto inferior esquerdo da área de projeto. Selecione Edit » Origin » Set nos menus principais e clique para definir a localização da origem definida pelo usuário, por exemplo, o canto inferior esquerdo do formato atual da placa. É útil ajustar isso de acordo com a localização da origem no contorno de entrada.

O próximo passo é importar o formato da placa como um arquivo .DXF ou .DWG. Observe que o formato a ser importado deve ser um formato fechado e recortes internos não são criados automaticamente (mas podem ser definidos depois a partir de objetos importados).

3. Selecione File » Import » DXF/DWG para abrir a caixa de diálogo Import File e, em seguida, verifique se File Type no canto inferior direito da caixa de diálogo está definido como AutoCAD Files (*.DXF, *.DWG); depois navegue para localizar o arquivo desejado. 
4. Quando o botão Open for clicado, a caixa de diálogo Import from AutoCAD será aberta (show image).
5. Defina Scale, Default Line Width e Layer Mappings conforme necessário e clique em OK.
6. Cada objeto DXF/DWG será mapeado para um objeto e será exibido na área de projeto. 
7. Torne ativa a camada mecânica que contém os objetos do formato da placa e, em seguida, selecione todos os objetos nessa camada (Edit » Select » All on Layer).
8. Para atualizar o Board Shape de modo que corresponda ao contorno selecionado, execute o comando Design » Board Shape » Define from Selected Objects.
9. Se a placa incluir recortes, eles podem ser criados selecionando o contorno do recorte e executando o comando Tools » Convert » Create Board Cutout from Selected Primitives.

Definindo o Board Shape a partir de um corpo 3D

Esse recurso redefine o formato da placa com base em uma superfície (face) de um modelo 3D importado. Os formatos de modelo suportados incluem: STEP (*.Stp ou *.STEP), Parasolid (*.x_t ou *x_b) ou um arquivo de peça do SOLIDWORKS (*.SldPrt). Ele pode ser usado para criar rapidamente um formato de placa complexo e ajuda na integração entre as áreas de projeto eletrônico e mecânico. Este é um processo de duas etapas: primeiro o modelo STEP é importado, depois o formato necessário é selecionado a partir do modelo STEP. 

Para fazer isso:

1. Mude para View » 3D Layout Mode (atalho: 3).
2. Para importar o modelo 3D, posicione um corpo 3D (Place » 3D Body).
3. Na caixa de diálogo Choose Model, localize e selecione o arquivo do modelo. O modelo 3D será importado para o editor de PCB e armazenado dentro de um objeto 3D Body. Observe que esse modelo pode ser excluído da PCB depois que o formato da placa tiver sido redefinido, se necessário.
4. Selecione Design » Board Shape » Define Board Shape from 3D body.
5. A barra de status solicitará que você Pick a 3D body. Clique no corpo 3D importado para selecioná-lo. O modelo ficará transparente.
6. O cursor mudará para uma cruz e a barra de status solicitará que você Choose Face. À medida que você mover o cursor sobre cada face, ela será contornada. Quando uma superfície plana for encontrada sob o cursor, ela ficará opaca com uma borda azul fina. Clique para selecionar a face correta.
7. A caixa de diálogo Board Outline Creation Successful será exibida, mostrando opções para definir qual superfície da PCB deve se alinhar à superfície selecionada (normalmente a camada superior) e se o modelo 3D deve ser ocultado da visualização e da verificação de regras de projeto. O comportamento de ocultar e desabilitar pode ser alterado posteriormente, se necessário, no modo 3D Models mode do painel PCB.

Observe que, se você mantiver o modelo STEP incorporado ou vinculado ao arquivo da PCB, será notificado sempre que o arquivo STEP for alterado. Você também será solicitado a atualizar o formato, o que ajuda se o formato ainda estiver em desenvolvimento e alterações forem esperadas.

Criando primitivas a partir do Board Shape

Além de definir o Board Shape a partir de primitivas selecionadas, também é possível criar primitivas a partir do Board Shape usando o comando Design » Board Shape » Create Primitives from Board Shape. Esse comando abrirá a caixa de diálogo Line/Arc Primitives from Board.

A caixa de diálogo Line/Arc Primitives From Board Shape

Use este comando quando o Board Shape existir, mas atualmente não houver objetos ao longo do contorno. Situações em que esse comando pode ser útil incluem:

• Quando você quiser modificar o Board Shape (ou os recortes da placa) modificando primeiro as primitivas de trilha e arco.

• Quando você precisar de um limite de keepout para a placa ou limites de keepout para recortes da placa na camada Keep-Out. Isso é discutido com mais detalhes abaixo, na seção Considerações importantes de projeto ao usar recortes da placa .

  Se a camada de destino for especificada como a camada Keep-Out, objetos keepout específicos do objeto serão colocados diretamente na camada (trilhas de keepout e arcos de keepout).

Fazendo um furo no Board Shape

Um recorte de placa pode ser colocado em qualquer lugar do Board Shape. Para posicionar um recorte, mude para a visualização da placa no modo 2D Layout e use o comando Design » Board Shape » Define Board Cutout nos menus principais (alternativamente, você também pode usar o comando Place » Define Board Cutout no Board Planning Mode). Observe que o recorte é, na verdade, um objeto Region object configurado como um objeto negativo.

Um Board Cutout foi colocado no Board Shape.

Considerações importantes de projeto ao usar recortes da placa

Mantendo um polígono afastado da borda de um recorte da placa

Polígonos que se sobrepõem a um recorte de placa de região sólida serão derramados o mais próximo possível da borda do recorte, conforme permitido pela regra de projeto Clearance aplicável. Uma regra de projeto Clearance específica pode ser criada, se necessário, que poderia, por exemplo, ser aplicada entre IsBoardCutoutRegion e InPolygon.

Definindo um caminho de ferramenta de roteamento ao redor da borda da placa e dos recortes

Uma abordagem comum usada para separar a placa finalizada do painel de fabricação é fresar ou rotear a placa para fora do painel. Recortes da placa também podem ser roteados. Um caminho da ferramenta de roteamento é definido pela colocação de objetos de linha e/ou arco em uma camada mecânica. Isso pode ser feito manualmente ou automaticamente pelo software.

Para definir um caminho da ferramenta de roteamento para a placa e quaisquer recortes da placa:

1. Com a placa no modo de layout 2D, execute o comando Design » Board Shape » Create Primitives From Board Shape. A caixa de diálogo Line/Arc Primitives From Board Shape dialog será aberta.

2. Defina um valor de Width adequado para os objetos que irão definir o caminho da ferramenta de roteamento. Consulte seu fabricante se não tiver certeza sobre isso.

3. Selecione uma camada mecânica disponível. Essa camada deve ser reservada exclusivamente para a definição do caminho da ferramenta de roteamento.

4. Ative a opção Include Cutouts se a placa tiver recortes.

5. Ative a opção Route Tool Outline. Quando essa opção está habilitada, os objetos de linha/arco são posicionados de modo que sua borda toque a borda do Board Shape e a borda do recorte.

6. Clique em OK para criar os objetos da ferramenta de roteamento na camada mecânica escolhida. 

7. A camada mecânica usada deve ser definida como a camada da ferramenta de roteamento. Para fazer isso, acesse a guia Layers & Colors do painel View Configuration panel. Clique com o botão direito dentro da grade de camadas e escolha o comando Add Mechanical Layer. Na caixa de diálogo Edit Layer que se abre, defina Layer Type como Route Tool Path.  Esse tipo de camada é usado para indicar a camada que contém as informações de roteamento mecânico.

   Observe que um nome definido pelo usuário não é permitido quando Layer Type está definido como Route Tool Path. O motivo disso é que versões mais antigas do software usam o nome da camada Route Tool Path para identificar a camada que contém as informações de roteamento (também chamadas de informações de rout). Fixar a nomenclatura dessa camada garante que o projeto continue funcionando corretamente em uma versão mais antiga.

As imagens abaixo mostram o caminho da ferramenta de roteamento definido em uma camada mecânica.

Um Board Cutout na primeira imagem, com um caminho da ferramenta de roteamento definido na segunda imagem.

Keepouts e o Board Shape

Além do Board Shape, você também deve definir um limite de posicionamento e roteamento ao redor da borda da placa. Isso pode ser criado automaticamente a partir do próprio Board Shape usando o comando Design » Board Shape » Create Primitives From Board Shape (no modo de layout 2D) e definindo Layer na caixa de diálogo Line/Arc Primitives from Board como Keep-Out Layer.

Como alternativa, isso pode ser feito manualmente colocando objetos na camada de keepout. Os objetos colocados nessa camada definem um limite de no-crossing-allowed para componentes e roteamento. Normalmente, deseja-se que objetos como componentes e roteamento fiquem a uma certa distância da borda da placa; essa distância pode ser controlada definindo as regras de projeto aplicáveis para roteamento e posicionamento de componentes. Você também pode definir outras áreas de keepout para roteamento e componentes em torno de objetos mecânicos, como cabeças de parafuso ou outros requisitos de montagem.

Um limite de keepout definido pela colocação de objetos de linha padrão na camada de keepout (roxa).

• Os limites de keepout podem ser definidos colocando quaisquer objetos de projeto padrão, como linhas, arcos, preenchimentos e regiões na camada Keepout. Objetos colocados na camada Keepout criam um keepout em todas as camadas de sinal.
• Você também pode definir keepouts específicos por camada em qualquer camada de cobre. Para fazer isso:

1. Clique na guia da camada desejada.
2. Defina o limite ou a área da área de keepout posicionando objetos de keepout específicos da camada (submenu Place » Keepout). Keepouts específicos da camada são objetos padrão com o atributo Keepout habilitado. Eles são exibidos na mesma cor da camada com uma borda na cor de keepout. Observe que objetos de keepout específicos da camada não são incluídos nos arquivos de saída Gerber ou ODB++.