Руководство по трассировке вашей печатной платы в CircuitMaker

Настройка среды проектирования печатной платы

Логичным шагом после создания и проверки документа со схемой является создание и проектирование печатной платы. Используйте команду File » New » PCB, чтобы создать новый документ PCB. Рекомендуется настроить плату, задав начало координат (1), единицы измерения, шаг сетки (2), а также цветовое отображение и видимость требуемых слоёв в панели View Configuration (3).

Панель Inspector отображает информацию обо всей структуре PCB для выбранного слоя.

Чтобы задать начало координат, используйте следующие параметры в выпадающем меню Home | Grids and Units | Origin : 

• Set - используйте для задания точки в рабочем пространстве как нового (относительного) начала координат и установки её координат в (0,0).
• Reset - используйте для сброса заданного начала координат и координат.
• Absolute Origin - используйте для возврата относительного начала координат к исходному абсолютному началу в крайней нижней левой точке пространства документа.
• Current Origin - используйте для возврата относительного начала координат к исходному абсолютному началу в крайней верхней левой точке пространства документа.
• New Location - используйте, чтобы открыть диалог Jump To Location (описан в Jump параметре ниже).

Активный слой указывается в нижней части рабочего пространства, где отображаются все созданные слои в соответствии с заданными настройками видимости (4). Переключаться между слоями последовательно можно с помощью Ctrl+Shift+Mouse Wheel.

Используйте команды Add Components Layer Pair и Add Mechanical Layer (5) в панели View Configuration, чтобы добавлять новые слои. Создание новых сигнальных слоёв возможно только в Layer Stack Manager, который описан далее на этой странице.

Системные настройки редактора задаются в PCB Editor Preferences, доступ к которым выполняется командой File » System Preferences (6).

Передача изменений между схемой и PCB

Для успешной синхронизации схемы и PCB проект должен быть проверен на ошибки и предупреждения. Используйте команду Project | Validation | Validate PCB Project (1) или щёлкните правой кнопкой мыши по имени проекта в панели Projects , чтобы выполнить проверку проекта и получить список нарушений либо уведомление об успешной компиляции/валидации в панели Messages (2), если ошибок и предупреждений не обнаружено.

Импортировать изменения из схемы можно с помощью кнопки Project | Validation | Import Changes (3). Откроется диалог Engineering Change Order (4), в котором можно проверить изменения командой Validate Changes. Команда Execute Changes используется для применения внесённых изменений.

Геометрия платы и стек слоёв

Как правило, проектирование PCB начинается с задания габаритных размеров. Изменить размеры и геометрию платы можно с помощью команд в выпадающем списке Home | Board | Board Shape  (1).

Чтобы определить внутреннюю структуру платы, откройте Layer Stack Manager командой Home | Board | Layer Stack Manager или выберите Options » Layer Stack Manager в контекстном меню (2).

В Layer Stack Manager можно использовать предопределённые стеки слоёв (от двухслойной структуры до 16-слойной) из выпадающего меню Home |Settings | Presets (1) либо создать собственный стек с помощью команд Home | Layers | Add и Layer Up/Layer Down (2).

Вкладка Via Types (3) позволяет создавать новые переходные отверстия (via) и задавать их тип (Thru, Blind, Buried). По умолчанию на этой вкладке создаются только сквозные отверстия (Thru), а другие типы добавляются с помощью кнопки Add в области Home | Via Types ленты и полей First Layer/Last Layer в панели Inspector (4).

Изменения стека слоёв не применяются к документу PCB, пока стек слоёв не будет сохранён.

Правила и ограничения проектирования

Важным этапом настройки проектирования PCB является определение правил и ограничений.

Правила проектирования задаются в PCB Rules and Constraints Editor (1) (Home | Design Rules | Design Rules), где все правила разделены по области применения и назначению. Каждое правило может применяться к всем объектам PCB, а также к классу объектов или даже к одному объекту (2). Новые правила создаются командой New Rule из контекстного меню левой панели (3).

Вы можете копировать правила, сохранять их в отдельный файл и импортировать из других проектов (3).

Создание классов выполняется в Object Classes Explorer (1) (Home | Design Rules | Classes) с помощью команды Add Class в контекстном меню (2). В левом столбце перечислены все доступные цепи (nets), компоненты и т. п., которые можно включить в новый класс. В правом столбце находятся объекты, принадлежащие выбранному классу. Объекты переносятся путём выбора объекта в левом столбце и затем нажатия нужной кнопки , которая появляется между двумя столбцами.

Создание классов дифференциальных пар выполняется аналогично, однако необходимо перенести информацию о заданных дифференциальных парах из схемы (см. выше про применение директив).

Все заданные правила проектирования отображаются в панели PCB Rules and Violations (3). Выберите правило в области Rule Classes, чтобы отобразить правила для этого класса.

Однако если цепи не были определены как дифференциальные пары на схеме, это можно сделать и в редакторе PCB. Для этого откройте панель PCB panel, затем выберите Differential Pairs Editor или выберите его из выпадающего меню View | PCB | PCB (1). Используйте кнопку Add (2), чтобы добавить дифференциальную пару. В открывшемся диалоге Differential Pair настройте электрические цепи как положительную или отрицательную цепь дифференциальной пары и назначьте им имя.

В диалоге Design Rule Checker (DRC) (Home | Design Rules | Run DRC » Design Rule Check) можно настроить проверку правил проектирования для платы. Перечислены все существующие правила, а столбцы Online (во время проектирования) и Batch (создаёт необязательный отчёт) указывают тип выполняемой проверки. Рекомендуется задавать минимально необходимое количество правил для онлайн-проверки, чтобы система работала эффективно. Рекомендуется настроить проверку Clearance (в Electrical), Differential Pairs Routing и Width (в Routing) для Online контроля.

Размещение компонентов

Компоненты, перенесённые из схемы, будут сгруппированы и разделены так же, как и в документах схемы — по листам. Для навигации между документами схемы и PCB можно использовать инструмент Cross Probe (1). При необходимости используйте сочетание клавиш Shift+C , чтобы снять выделение.

Для быстрого доступа к любому компоненту можно использовать режим Components панели PCB panel, в котором в верхней области представлены различные классы компонентов, включая системные классы (например, по слою платы , на котором размещены компоненты) и пользовательские классы (например, сформированные по листам схемы, на которых размещены компоненты). В нижней области компоненты группируются по выбранной категории (2).

Если нужно разместить компонент непосредственно на плате, можно перетащить его или использовать команду Place из панели Libraries (3). Такие компоненты не будут связаны со схемой, поэтому этот способ размещения используется только тогда, когда необходимо разместить механический элемент, например нагреватель.

Трассировка платы

Перед началом трассировки следует определить необходимые параметры проводников, зазоров и переходных отверстий. Эти шаги выполняются с помощью различных правил трассировки, доступных в PCB Rules and Constraints Editor. Эти правила задают минимальные, максимальные и предпочтительные размеры дорожек и отверстий, а также минимальный зазор между топологическими элементами.

Команды трассировки и удаления дорожек находятся в области Routing вкладки Home. Их соответствующие выпадающие меню содержат различные параметры (1).

Сочетание клавиш Shift+Space переключает стиль трассировки во время активной трассировки. Клавишу Tab можно использовать для паузы и выбора параметров в панели Inspector (2), если нужно изменить параметры дорожки во время трассировки. Также можно менять стиль углов, толщину, параметры via и т. д. Варианты стиля трассировки: 45 градусов, 45 градусов с дугой, 90 градусов и 90 градусов с дугой или углом.

Полигоны

Полигоны создаются командой Polygon Pour Cutout в выпадающем списке Home | Pour | Polygon Pour . Во время размещения используйте сочетание клавиш Shift+Space , чтобы переключаться между доступными режимами углов.

Перемещать выбранный полигон и выполнять повторную заливку полигонов можно командами в выпадающем списке. Имя, слой и цепь (net) настраиваются в панели Inspector (2).

При внесении изменений в полигон открывается диалог, в котором можно выбрать повторную заливку изменённого полигона. Также можно использовать команду Repour (4) в панели Inspector.

Вы можете подключить полигон к площадкам с помощью раскрывающегося списка Connect Style в правиле PolygonConnect в PCB Rules and Constraints Editor.

Проверка правил проектирования

Даже самые простые проекты требуют проверок PCB. Ошибки, которые могут остаться незамеченными, будут обнаружены благодаря хорошо отлаженной системе анализа правил и выявления нарушений.

Нажмите кнопку Run DRC, чтобы запустить проверку правил. (В раскрывающемся списке также есть команда для Reset Error Markers (1)).

После завершения проверки вы можете просмотреть найденные нарушения правил в Design Rules Verification Report (2), на панели Messages (3) и на панели PCB Rules And Violations panel (4).

На панели PCB Rules And Violations выберите правило в области Rules , чтобы отобразить все нарушения этого правила в области Violations панели. Дважды щёлкните по нарушению, чтобы подсветить нарушение на PCB. При двойном щелчке по нарушению на панели открывается диалог Violation Details, чтобы вы могли подробно просмотреть нарушение.

Горячие клавиши

Редактор PCB имеет собственный набор сочетаний клавиш. Некоторые часто используемые сочетания клавиш в редакторе PCB включают:

• Q – используется для переключения между метрическими и имперскими единицами (мм/mill).
• 1/2/3 – используется для переключения между режимами просмотра PCB (Board Planning Mode/2D/3D).
• F9 – используется для выполнения проверки (валидации) активного проекта.
• B – используется для размещения 3D‑модели.
• F – используется для размещения заливки.
• N – используется для размещения области (region).
• A – используется для размещения дуги.
• E – используется для размещения окружности.
• L – используется для размещения линии.
• S – используется для размещения текстовой строки.
• P – используется для размещения площадки или монтажного отверстия.
• V – используется для размещения переходного отверстия (via).
• R – используется для начала интерактивной трассировки.
• D – используется для открытия проверки правил проектирования.
• M – используется для открытия инструмента Measure.
• F1 – используется для открытия соответствующей документации.
• Shift+F1 – используется для открытия списка горячих клавиш для текущей интерактивной команды (на изображении ниже показан список для интерактивной трассировки).

Список команд различается в зависимости от типов активных документов.

Нажмите View | Shortcuts , чтобы открыть панель Shortcuts . Используйте элементы управления в верхней части панели, чтобы сортировать по имени, по категории выполняемых действий или по алфавиту.