Создание и настройка документа печатной платы

Теперь вы готовы создать печатную плату.

Добавление документа PCB в проект

Прежде чем переносить проект из редактора схем в редактор PCB, необходимо создать пустой документ PCB, затем присвоить ему имя и сохранить его как часть проекта.

1. Щелкните правой кнопкой мыши по записи проекта в панели Projects, затем выберите команду Add New to Project » PCB в контекстном меню. Откроется новый документ PCB, а запись о нем появится в панели Projects и будет связана с проектом под записью Source Documents .

   ❯ ❮ Javascript ID: Tutorial_AddNewPCB_AD25_4

2. Щелкните правой кнопкой мыши по записи документа PCB в панели Projects и выберите команду Save As . Откроется диалог Save As , готовый сохранить документ в том же расположении, что и файл проекта. Введите имя Multivibrator в поле File name и нажмите кнопку Save .

3. Добавление PCB изменило проект, поэтому сохраните проект локально: щелкните правой кнопкой мыши по записи проекта в панели Projects и выберите Save.

Перед переносом проекта из редактора схем мы также изменим некоторые атрибуты новой PCB.

Настройка начала координат и единиц измерения

Main page: Работа с системой привязки курсора к сетке

В редакторе PCB есть два начала координат: абсолютное (в левом нижнем углу рабочего пространства) и задаваемое пользователем относительное, которое используется для определения текущего положения в рабочем пространстве. Координаты объектов в документе PCB задаются относительно относительного начала координат. Координаты, отображаемые в строке состояния, также отсчитываются от этого начала. Распространенный подход — установить относительное начало координат в левый нижний угол контура платы.

1. Увеличьте масштаб в левом нижнем углу текущего контура платы, чтобы легко видеть и крупную, и мелкую сетку, как показано на изображениях ниже.

2. Чтобы установить относительное начало координат, выберите команду Edit » Origin » Set в главном меню, затем наведите курсор на левый нижний угол контура платы и щелкните.

   

3. Выберите в главном меню команду View » Toggle Units, чтобы переключить единицы измерения документа PCB с милов на миллиметры.

   Посмотрите на координаты и сетку в строке состояния, чтобы быстро проверить, какие единицы измерения используются в данный момент.

   

Редактирование контура платы

Main pages: Определение контура платы

Контур платы по умолчанию — 6 x 4 дюйма. В этом руководстве вы измените размер платы на 30 x 30 мм.

1. Выберите подходящую сетку привязки. В процессе проектирования довольно часто приходится менять сетки: например, можно использовать более крупную сетку при размещении компонентов и более мелкую — при трассировке. Выберите в главном меню команду View » Grids » Set Global Snap Grid и в открывшемся диалоге Snap Grid введите в поле значение 5, затем нажмите OK, чтобы закрыть диалог.

   

2. Уменьшите масштаб так, чтобы была видна вся плата, включая ее края.

3. Изменение контура платы выполняется в режиме планирования платы. Выберите в главном меню команду View » Board Planning Mode , чтобы перейти в этот режим (горячая клавиша: 1). Отображение изменится, и область платы будет показана зеленым цветом.

   

4. В режиме планирования платы редактор PCB предоставляет несколько команд для изменения контура платы. Для простого квадрата или прямоугольника эффективнее отредактировать существующий контур. Видимая крупная сетка — 25 мм (в 5 раз больше сетки привязки), а видимая мелкая сетка — 5 мм; их можно использовать как ориентир.

   1. Выберите Design » Edit Board Shape в главном меню.

   2. В каждом углу и в центре каждой стороны появятся маркеры редактирования, как показано в видео ниже.

      Обратите внимание: щелчок в любом месте, кроме маркера редактирования или ребра контура, выведет вас из режима редактирования контура платы.

   3. Вы можете сдвинуть верхнюю сторону вниз и сдвинуть правую сторону влево, чтобы получить нужный размер. Чтобы сдвинуть верхнюю сторону вниз, наведите курсор на ребро (но не на маркер). Когда курсор изменится на двунаправленную стрелку, нажмите и удерживайте кнопку мыши, затем перетащите ребро в новое положение так, чтобы значение Y положения курсора в строке состояния было 30mm, как показано в видео ниже.

   4. Повторите процесс, чтобы сдвинуть правую сторону внутрь, установив ее так, чтобы значение X положения курсора в строке состояния было 30mm.

   5. Щелкните в любом месте рабочего пространства, чтобы выйти из режима редактирования контура платы.

5. Выберите в главном меню команду View » 2D Layout Mode , чтобы вернуться в режим 2D Layout Mode (горячая клавиша: 2).

6. Теперь, когда контур определен, можно установить сетку (View » Grids » Set Global Snap Grid) на значение, подходящее для размещения компонентов, например 1 мм.

7. Сохраните документ PCB локально: щелкните правой кнопкой мыши по его записи в панели Projects и выберите Save в контекстном меню.

Размер платы определен, а единицы измерения, начало координат и сетка настроены.

Настройка значений по умолчанию для объектов PCB

Когда вы размещаете объект в рабочем пространстве редактора PCB, Altium Designer определяет форму и свойства объекта на основе:

• An applicable design rule – если существует правило, применимое к этому объекту, свойства объекта задаются из правила. Например, при смене слоя во время интерактивной трассировки автоматически добавляется переходное отверстие (via), а его диаметр и диаметр отверстия берутся из применимого правила проектирования Routing Via Style.

• Default settings – если применимого правила проектирования нет или оно не применяется, свойства объекта задаются из настроек по умолчанию, сконфигурированных на странице PCB Editor – Defaults page диалога Preferences. Например, если вы запускаете команду Place » Via, Altium Designer не знает, будет ли это переходное отверстие частью цепи (net), поэтому он предложит via с размером, заданным в настройках по умолчанию.

В рамках этого руководства вы настроите свойства по умолчанию для позиционных обозначений (designators) и комментариев компонентов. Эти свойства будут применяться к соответствующим строкам компонентов при размещении компонентов на PCB.

1. Нажмите кнопку  в верхней части рабочего пространства, чтобы открыть диалог Preferences, затем разверните категорию PCB Editor в дереве слева и выберите в этой категории пункт Defaults, чтобы открыть страницу PCB Editor – Defaults.

   

2. Выберите Designator в Primitive List , чтобы отобразить свойства по умолчанию для этого объекта. Убедитесь, что параметры установлены следующим образом:

   • Параметр Autoposition установлен в Left-Above. Это расположение по умолчанию, в котором эта строка находится при повороте компонента. Строку можно интерактивно перемещать в любой момент в процессе проектирования.

   • Значение Text Height установлено в 1.5mm.

   • Параметр Font Type установлен в TrueType, а Font установлен в Arial.

   

3. Выберите Comment в Primitive List и убедитесь, что видимость комментария установлена в скрытое состояние (кнопка справа от поля Value отображается как ). Это распространенное значение по умолчанию. При необходимости строки комментариев компонентов можно выборочно отображать в процессе проектирования.

   

4. Нажмите OK, чтобы сохранить изменения и закрыть диалог Preferences .

Перенос проекта из Schematic Capture в PCB Layout

Main page: Поддержание синхронизации схем и PCB

Проект переносится напрямую между редактором схем и редактором PCB; промежуточный файл списка соединений (netlist) не создается. Это можно сделать, выбрав в главном меню редактора схем команду Design » Update PCB Document <PCBDocumentName> . При выполнении этой команды создается набор Engineering Change Orders (ECO), которые:

• Перечисляют все компоненты, используемые в проекте, и требуемый посадочный рисунок (footprint) для каждого. При выполнении ECO Altium Designer пытается найти каждый footprint и разместить его в рабочем пространстве PCB.

• Создается список всех цепей (nets) (соединенных выводов компонентов). При выполнении ECO Altium Designer добавляет каждую net в PCB, а затем пытается добавить выводы, принадлежащие каждой net. Если вывод не удается добавить, возникнет ошибка. Чаще всего это происходит, когда footprint не найден или площадки (pads) на footprint не сопоставляются с выводами (pins) на условном обозначении.

• Затем переносится дополнительная проектная информация, например классы цепей (net classes) и классы компонентов.

Другими словами, для каждого изменения, которое нужно внести в PCB, чтобы она соответствовала схеме, создается ECO.

1. Щелкните вкладку документа схемы в верхней части рабочей области, чтобы сделать ее активным документом.

2. Выберите команду Design » Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc в главном меню, чтобы открыть диалоговое окно Engineering Change Order.

   

3. Нажмите кнопку  в левом нижнем углу диалогового окна. Если все изменения прошли проверку, рядом с каждым изменением в столбце Status – Check диалогового окна появится зеленая галочка.

   

   Если изменения не прошли проверку, закройте диалоговое окно, проверьте панель Messages и устраните все ошибки.

4. Если все изменения прошли проверку, нажмите кнопку  , чтобы отправить изменения в редактор PCB. По мере выполнения каждого изменения в столбце Status – Done диалогового окна будет появляться отметка.

   

5. Когда все изменения будут выполнены, PCB откроется позади диалогового окна Engineering Change Order. Теперь можно закрыть диалоговое окно.

6. Компоненты расположены вне платы и готовы к размещению. Также обратите внимание, что контактные площадки компонентов одной и той же цепи соединены между собой линиями соединений. 

   

Перед началом процесса размещения компонентов нужно выполнить еще несколько шагов, например настроить сетку размещения и слои.

Настройка отображения слоев

Main page: Ваш вид PCB

Вид вашей платы — это вид с высоты птичьего полета, то есть взгляд сверху вниз вдоль оси Z на плату. Редактор PCB — это многослойная среда проектирования; объекты, которые вы размещаете на сигнальных слоях, при изготовлении платы становятся медью, строки, которые вы размещаете на слоях оверлея, наносятся шелкографией на поверхность платы, а примечания, которые вы размещаете на механических слоях, становятся инструкциями на сборочном чертеже, который вы печатаете.

Вы проектируете плату, глядя вниз на этот стек слоев, размещая компоненты на верхней и нижней сторонах платы (Top Layer / Bottom Layer), а также другие объекты проектирования на медных, оверлейных, масочных и механических слоях по мере построения проекта. Атрибуты отображения слоев и другие слои настраиваются в панели View Configuration.

1. Откройте панель View Configuration. Для этого нажмите кнопку  в правом нижнем углу рабочей области и выберите View Configuration в открывшемся меню.

2. В области Layers вкладки Layers and Colors панели убедитесь, что сигнальные слои Top Layer и Bottom Layer видимы (элемент управления видимостью слева от записей слоев отображается как ).

   

3. Чтобы уменьшить визуальную «загроможденность» при размещении и трассировке, отключите отображение Component Layer Pairs (кроме слоев Overlay), Mechanical Layers, а также слоев Drill Guide и Drill Drawing.

   

4. В области Additional Options вкладки View Options панели убедитесь, что параметры Pad Nets и Pad Numbers включены.

   

Настройка стека слоев платы

Main page: Определение стека слоев

Физические слои PCB (сигнальные, плоскостные и диэлектрические) и другие аспекты, связанные с физической структурой PCB, такие как типы переходных отверстий и профили импеданса, настраиваются в Layer Stack Manager.

Учебная PCB — это простой проект, который можно развести как двустороннюю плату со сквозными переходными отверстиями.

1. Откройте Layer Stack Manager. Для этого выберите команду Design » Layer Stack Manager в главном меню редактора PCB. Для новой платы стек по умолчанию включает диэлектрическое основание (core), два медных слоя, а также верхний и нижний слои паяльной маски и оверлея (шелкографии).

   

2. Чтобы упростить управление слоями, убедитесь, что параметр Stack Symmetry включен в области Board панели Properties (если панель не видна, нажмите кнопку  в правом нижнем углу рабочей области и выберите Properties в меню). При включенном параметре слои добавляются парными наборами, симметрично относительно среднего диэлектрического слоя.

   

3. Чтобы назначить материал для конкретного слоя (или пары слоев, если включена симметрия), нажмите кнопку  в ячейке Material нужного слоя, чтобы открыть диалоговое окно Select Material.

   

   Выберите материалы слоев следующим образом:

   • Слои паяльной маски (Top Solder и Bottom Solder) – SM-001

   • Сигнальные слои (Top Layer и Bottom Layer) – CF-004

   • Диэлектрический слой (Dielectric 1) – Core-043

   

4. Щелкните вкладку Via Types в нижней части Layer Stack Manager и убедитесь, что определен тип Thru 1:2.

   

5. Сохраните изменения, внесенные в Layer Stack Manager, выбрав команду File » Save to PCB в главном меню.

6. Закройте Layer Stack Manager, щелкнув правой кнопкой мыши по его вкладке в верхней части рабочей области и выбрав команду Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup] в контекстном меню.

Настройка сетки привязки

Main page: Работа с сетками и направляющими & Guides

Следующий шаг — выбрать подходящую сетку для размещения компонентов. Все объекты размещаются в рабочей области проектирования PCB по текущей сетке привязки.

1. Если панель Properties еще не отображается, сделайте ее видимой, нажав кнопку  в правом нижнем углу рабочей области и выбрав Properties в открывшемся меню. Панель отображает свойства выбранного объекта, а если объект не выбран — свойства документа PCB.

2. В области Grid Manager вкладки General панели выберите пункт Global Board Snap Grid и нажмите кнопку  . Откроется диалоговое окно Cartesian Grid Editor.

   

3. В диалоговом окне Cartesian Grid Editor:

   1. Убедитесь, что поле Step X имеет значение 1mm. Поскольку поля X и Y связаны, нет необходимости задавать значение Step Y.

   2. Щелкните образец цвета для сетки Fine и выберите более светлый цвет в открывшемся диалоговом окне Choose Color (например, выберите цвет в строке 34 на вкладке Basic — ).

   3. Для сетки Coarse выберите Lines в раскрывающемся списке и нажмите элемент управления Darker, чтобы автоматически установить ее цвет на оттенок темнее текущего цвета мелкой сетки. Это упростит различение мелкой и крупной сеток.

   4. Убедитесь, что Multiplier установлено в 5x Grid Step. Это сделает сетку видимой при меньших уровнях масштабирования.

   

4. Нажмите OK, чтобы закрыть диалоговое окно. Отображение сетки в рабочей области будет обновлено. 

   

5. Сохраните документ PCB локально, щелкнув правой кнопкой мыши по его записи в панели Projects и выбрав Save в контекстном меню.