O editor de PCB é um ambiente de conceção orientado por regras, no qual pode definir muitos tipos de restrições de conceção que podem ser verificadas para garantir a integridade da sua placa. A funcionalidade DRC online monitoriza as regras ativadas enquanto trabalha e assinala imediatamente quaisquer violações de conceção detetadas. Em alternativa, também pode executar um DRC em lote para testar se a conceção está em conformidade com as regras e gerar um relatório que detalhe as regras ativadas e quaisquer violações detetadas.
Anteriormente no tutorial, examinou e configurou algumas restrições de conceção, incluindo afastamento elétrico, largura de encaminhamento e estilo de via de encaminhamento. Para além destas, existem várias outras regras de conceção que são automaticamente definidas quando é criada uma nova placa.
Configurar e Executar uma Verificação de Regras de Conceção (DRC)
Main page: Configurar e Executar um DRC
A conceção é verificada quanto a violações através da execução da verificação de regras de conceção (DRC). Tanto o DRC online como o DRC em lote são configurados na caixa de diálogo Design Rule Checker , à qual se acede selecionando o comando Tools » Design Rule Check nos menus principais.
Uma verificação de regras de conceção é executada clicando no botão Messages abre e lista todas as violações detetadas. Se a opção Create Report File tiver sido ativada na caixa de diálogo, será aberto um Design Rule Verification Report num separador de documento à parte. O relatório detalha as regras que estão ativadas para verificação, o número de violações detetadas e detalhes específicos sobre cada violação.
Selecione o comando Tools » Design Rule Check nos menus principais para abrir a caixa de diálogo Design Rule Checker .
Na página Report Options da caixa de diálogo, certifique-se de que a opção Create Report File está ativada.
Na página Rules To Check da caixa de diálogo, clique com o botão direito na área da grelha e selecione a entrada Batch DRC - Used On .
Desative o DRC em lote para as regras de ponto de teste. Para o fazer, selecione a secção Testpoint na árvore e desative as caixas de verificação Batch para os quatro tipos de regra desta categoria.
Clique no botão Design Rule Checker será fechada e o relatório será aberto. Este incluirá (pelo menos):
4 violações de Minimum Solder Mask Sliver – a largura mínima de uma faixa de máscara de soldadura é inferior ao valor permitido.
4 violações de Clearance Constraint – o valor medido de afastamento elétrico entre objetos em camadas de sinal é inferior ao valor mínimo especificado.
A secção superior do relatório detalha as regras que estão ativadas para verificação e o número de violações detetadas. Clique numa regra para saltar para essas violações e examiná-las.
A secção inferior do relatório mostra cada regra que está a ser violada, seguida de uma lista dos objetos em infração. Clique numa entrada de violação para saltar para esse objeto na PCB.
As violações detetadas também serão listadas no painel Messages que se abre.
Localizar e Resolver Violações
Main page: Analisar e Resolver Violações de Conceção
Enquanto projetista, tem de localizar uma violação na PCB, determinar a sua condição e em que medida falhou efetivamente, e encontrar a forma mais adequada de a resolver.
Notas sobre Localizar e Resolver Violações
Altium Designer tem duas técnicas para apresentar violações das regras de conceção:
Sobreposição de violação – as violações são identificadas indicando o primitivo em infração através de um padrão (por predefinição, círculos verdes com cruzes).
Detalhes da violação – a natureza das violações é detalhada usando um valor numérico que mostra a restrição que está a falhar e/ou um ícone que indica o local e o tipo de violação.
É mostrado abaixo um exemplo de uma violação de Clearance. Ambas as técnicas acima são usadas para indicar a violação. Os pads em infração são realçados com um padrão. Além disso, a violação é indicada pelas setas brancas e pelo texto <0.25mm , indicando que este espaçamento é inferior ao mínimo de 0,25 mm permitido pela restrição.
Para localizar uma violação, clique na ligação na secção inferior do ficheiro de relatório que detalha violações específicas ou faça duplo clique numa entrada no painel Messages .
As entradas de violação no relatório e no painel Messages também incluem detalhes sobre em que medida uma violação falhou. O valor real é detalhado juntamente com o valor da restrição especificada (por exemplo, 0.017mm < 0.254mm ).
Resolver Violações de Clearance
Na conceção do tutorial, existem quatro violações da restrição de Clearance entre pads de footprints de transístores. Existem duas formas de resolver estas violações:
Diminuir o tamanho dos pads do footprint do transístor para aumentar o afastamento entre os pads, ou
Configurar a restrição para permitir um afastamento menor entre os pads do footprint do transístor.
Uma vez que o afastamento de 0,25 mm é bastante generoso e o afastamento real está bastante próximo deste valor (0,22 mm), uma boa escolha nesta situação seria configurar as regras para permitir um afastamento menor. Esta solução é aceitável nesta situação porque o único outro componente com pads de furo passante é o conetor, que tem pads espaçados 1 mm. Se não fosse esse o caso, a melhor solução seria adicionar uma segunda restrição de clearance direcionada apenas aos pads do transístor, tal como foi feito para as regras de expansão da máscara de soldadura.
Clique no separador do documento PCB no topo do espaço de conceção para o tornar o documento ativo.
Selecione o comando Design » Constraint Manager nos menus principais para abrir o Constraint Manager.
Na vista Clearances do Constraint Manager, clique na célula All Nets / All Nets na matriz de clearance.
Altere o valor TH Pad – to – TH Pad para 0,22 mm na região da grelha na parte inferior. Para o fazer, clique na célula, introduza 0.22 e prima Enter
Guarde as alterações no Constraint Manager (File » Save to PCB ).
Resolver Violações de Minimum Solder Mask Sliver
A máscara de soldadura é uma camada fina, semelhante a verniz, aplicada à superfície exterior da placa, fornecendo uma cobertura protetora e isolante para o cobre. São criadas aberturas na máscara para que componentes e fios sejam soldados ao cobre. São estas aberturas que são apresentadas como objetos na camada de máscara de soldadura no editor de PCB (note que a camada de máscara de soldadura é definida em negativo – os objetos que vê transformam-se em aberturas na máscara de soldadura real).
Durante o fabrico, a máscara de soldadura é aplicada usando diferentes técnicas. A abordagem de menor custo consiste em serigrafá-la na superfície da placa através de uma máscara. Para acomodar problemas de alinhamento de camadas, as aberturas da máscara são tipicamente maiores do que os pads, o que se reflete no valor de expansão de 4 mil (~0,1 mm) usado na regra de conceção predefinida.
Existem outras técnicas para aplicar a máscara de soldadura, que oferecem um registo de camadas de maior qualidade e uma definição de forma mais precisa. Se estas técnicas forem utilizadas, a expansão da máscara de soldadura pode ser menor ou até nula. Reduzir a abertura da máscara diminui a probabilidade de existirem fiapos de máscara de soldadura ou violações de afastamento entre a serigrafia e a máscara de soldadura.
Uma violação de fiapo de máscara de soldadura. A cor roxa representa a expansão da máscara de soldadura em torno de cada pad.
Para ver os detalhes das violações de largura mínima de fiapo de máscara de soldadura, a visualização da máscara de soldadura tem de estar ativada. Utilize o painel View Configuration para configurar a visibilidade das camadas.
Violações como estes problemas de máscara de soldadura não podem ser resolvidas sem considerar a técnica de fabrico que será utilizada para produzir a placa final.
Por exemplo, se esta fosse uma placa complexa, multicamada, para um produto de elevado valor, então é provável que fosse utilizada uma tecnologia de máscara de soldadura de alta qualidade, o que permitiria uma expansão pequena ou nula da máscara de soldadura. No entanto, uma placa simples de dupla face como a placa deste tutorial tem maior probabilidade de ser fabricada como um produto de baixo custo, exigindo a utilização de uma tecnologia de máscara de soldadura de baixo custo. Isto significa que resolver as violações de fiapo de máscara de soldadura reduzindo a expansão da máscara de soldadura para toda a placa não é uma solução adequada.
Como em muitos aspetos do projeto de PCB, a solução passa por fazer compromissos ponderados e de forma direcionada para minimizar o seu impacto.
Para resolver esta violação, pode:
Aumentar a abertura da máscara de soldadura para remover completamente a máscara entre os pads do transistor, ou
Diminuir a largura mínima aceitável do fiapo, ou
Diminuir a abertura da máscara para alargar o fiapo até uma largura aceitável.
Esta é uma decisão de projeto que seria tomada à luz do seu conhecimento do componente e da tecnologia de fabrico e montagem que vai ser utilizada. Abrir a máscara para remover completamente o fiapo de máscara entre os pads do transistor significa que existe uma maior probabilidade de criar pontes de solda entre esses pads, enquanto diminuir a abertura da máscara ainda deixará um fiapo, que pode ou não ser aceitável, e introduzirá também a possibilidade de problemas de registo entre máscara e pad.
Para este tutorial, irá fazer uma combinação da segunda e da terceira opções, diminuindo a largura mínima do fiapo para um valor adequado às definições utilizadas nesta placa, e também diminuindo a expansão da máscara, mas apenas para os pads do transistor.
O primeiro passo é reduzir a largura de fiapo permitida. Abra a vista All Rules do Constraint Manager clicando no botão correspondente na parte superior do Constraint Manager.
Na árvore do lado esquerdo, localize e selecione o tipo de regra Solder Mask Sliver na categoria Manufacturing e, em seguida, selecione a regra existente chamada MinimumSolderMaskSliver na área principal da grelha.
Um valor igual à separação entre pads de 0,22 mm (~8,7 mil) será aceitável para um projeto como este. Edite o valor de Minimum Solder Mask Sliver para 0.22 na região de restrições da regra.
O passo seguinte é adicionar uma regra de expansão da máscara apenas para os transístores que reduza a expansão da máscara para zero. Ao fazer isto, a abertura na máscara de soldadura terá o mesmo tamanho que o pad, fazendo com que a largura do fiapo de máscara de soldadura entre os pads seja igual à distância de separação entre os pads (0,22 mm). Clique no tipo de regra Solder Mask Expansion na categoria Mask da árvore do lado esquerdo para mostrar as regras existentes deste tipo. Deverá existir uma regra chamada SolderMaskExpansion que especifica um valor de expansão de 0,1016 mm (4 mil).
Como são apenas os pads do transistor que estão em violação, não irá editar este valor. Em vez disso, irá criar uma nova regra.
Para adicionar uma nova regra Solder Mask Expansion, clique com o botão direito numa área livre da grelha principal e selecione Add Custom Rule no menu de contexto. Será criada uma nova regra chamada SolderMaskExpansion_1 .
Faça duplo clique no nome da nova regra na área principal da grelha e introduza SolderMaskExpansion_Transistor para alterar o nome.
Clique na regra para apresentar as respetivas definições na parte inferior do Constraint Manager.
Defina o âmbito da nova regra. Pode ser criada uma query de âmbito utilizando a funcionalidade Query Builder. Clique no botão Object Match e selecione o comando Open Query Builder . Na caixa de diálogo Building Query from Board que se abre, selecione Associated with Footprint na lista pendente da coluna Condition Type / Operator e, em seguida, selecione ONSC-TO-92-3-29-11 na lista pendente da coluna Condition Value . Depois de clicar em OK na caixa de diálogo, a query HasFootprint('ONSC-TO-92-3-29-11') aparecerá no campo Object Match .
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1
Javascript ID: Tutorial_CM_SolderMaskExpansion_New_Query_AD25_2
Defina 0 para os valores Expansion top e Expansion bottom .
Guarde as alterações no Constraint Manager (File » Save to PCB ).
Feche o Constraint Manager clicando com o botão direito no respetivo separador na parte superior da área de projeto e selecionando o comando Close Multivibrator.PcbDoc [Constraints] no menu de contexto.
Guarde o documento PCB localmente clicando com o botão direito na respetiva entrada no painel Projects e selecionando Save no menu de contexto.
Executar uma verificação das regras de projeto após resolver as violações
Agora, execute novamente o DRC para garantir que todas as violações foram resolvidas.
Confirme sempre que tem um Design Rule Verification Report sem erros antes de gerar outputs.
Abra a caixa de diálogo Design Rule Checker (Tools » Design Rule Check ) e certifique-se de que a opção Create Report File está ativada na página Report Options .
Clique em o botão
Será gerado um novo relatório e aberto num separador de documento separado. Certifique-se de que não contém quaisquer violações de regras.
Se existirem violações, resolva-as e, em seguida, gere novamente o relatório.
Remova do projeto o relatório DRC gerado. Este será gerado durante o processo de libertação do projeto. Para o fazer, localize o ficheiro do relatório na entrada Generated\Documents do painel Projects , clique com o botão direito sobre ele e selecione o comando Remove from Project . Na caixa de diálogo Remove from project que se abre, escolha a opção Delete file .
Feche todos os documentos atualmente abertos. Pode fazê-lo clicando com o botão direito num separador de documento na parte superior da área de projeto e selecionando o comando Close All Documents no menu de contexto.
Guarde o projeto no Workspace. Para o fazer, clique no controlo Save to Server ao lado da entrada do projeto no painel Projects , introduza um comentário significativo no campo Comment da caixa de diálogo Save to Server que se abre (por exemplo, PCB design complete) e, em seguida, clique no botão OK .
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