Создание и настройка документа печатной платы

Теперь можно приступить к созданию печатной платы.

Добавление документа печатной платы в проект

Прежде чем переносить проект из редактора схем в редактор печатных плат, необходимо создать пустой документ печатной платы, затем присвоить ему имя и сохранить в составе проекта.

1. Щелкните правой кнопкой мыши запись проекта на панели Projects и выберите команду Add New to Project » PCB в контекстном меню. Откроется новый документ печатной платы, а связанная с проектом запись этого документа появится на панели Projects под записью Source Documents.

   ❯ ❮ Javascript ID: Tutorial_AddNewPCB_AD25_4

2. Щелкните правой кнопкой мыши запись документа печатной платы на панели Projects и выберите команду Save As. Откроется диалоговое окно Save As, в котором будет предложено сохранить документ в той же папке, что и файл проекта. Введите имя Multivibrator в поле File name и нажмите кнопку Save.

3. Добавление печатной платы изменило проект, поэтому сохраните его локально: щелкните правой кнопкой мыши запись проекта на панели Projects и выберите Save.

Перед переносом проекта из редактора схем мы также изменим некоторые параметры новой печатной платы.

Настройка начала координат и единиц измерения

Main page: Работа с системой привязки курсора

В редакторе печатных плат есть два начала координат: абсолютное, расположенное в левом нижнем углу рабочей области, и задаваемое пользователем относительное, которое используется для определения текущего положения в рабочей области. Координаты объектов в документе печатной платы отсчитываются от относительного начала координат. Координаты, отображаемые в строке состояния, также отсчитываются от этого начала. Обычно относительное начало координат устанавливают в левом нижнем углу контура платы.

1. Увеличьте масштаб в области левого нижнего угла текущего контура платы, чтобы хорошо видеть как крупную, так и мелкую сетку, как показано на изображениях ниже.

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

   

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

   Чтобы быстро проверить текущие единицы измерения, посмотрите на координаты и шаг сетки в строке состояния.

   

Редактирование контура платы

Main pages: Определение контура платы

По умолчанию размеры контура платы составляют 6 x 4 дюйма. В этом учебном примере вы измените размеры платы на 30 x 30 мм.

1. Выберите подходящий шаг сетки привязки. В процессе проектирования сетку часто приходится менять: например, при размещении компонентов можно использовать крупную сетку, а при трассировке — более мелкую. Выберите команду View » Grids » Set Global Snap Grid в главном меню и введите 5 в поле открывшегося диалогового окна Snap Grid, затем нажмите OK, чтобы закрыть его.

   

2. Уменьшите масштаб так, чтобы плата отображалась целиком, включая ее края.

3. Контур платы изменяется в режиме планирования платы. Выберите команду View » Board Planning Mode в главном меню, чтобы перейти в этот режим (сочетание клавиш: 1). Вид рабочей области изменится, и область платы будет отображаться зеленым цветом.

   

4. В режиме планирования платы редактор печатных плат предоставляет несколько команд для изменения контура платы. Для простого квадрата или прямоугольника удобнее отредактировать существующий контур. Шаг крупной видимой сетки составляет 25 мм (в 5 раз больше шага сетки привязки), а мелкой — 5 мм; их можно использовать в качестве ориентира.

   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 стороны контура, приведет к выходу из режима редактирования контура платы.

   3. Чтобы получить нужные размеры, можно сдвинуть верхнюю сторону вниз, а правую — влево. Чтобы сдвинуть верхнюю сторону вниз, наведите на нее курсор (но не на маркер). Когда курсор примет вид двунаправленной стрелки, нажмите и удерживайте кнопку мыши, затем перетащите сторону в новое положение так, чтобы координата Y курсора в строке состояния составляла 30mm, как показано в видео ниже.

   4. Повторите эти действия для правой стороны, сдвинув ее влево так, чтобы координата X курсора в строке состояния составляла 30mm.

   5. Щелкните в любом месте рабочей области, чтобы выйти из режима редактирования контура платы.

5. Выберите команду View » 2D Layout Mode в главном меню, чтобы вернуться в режим 2D-компоновки (сочетание клавиш: 2).

6. Теперь, когда контур задан, можно установить шаг сетки (View » Grids » Set Global Snap Grid), подходящий для размещения компонентов, например 1 мм.

7. Сохраните документ печатной платы локально: щелкните правой кнопкой мыши его запись на панели Projects и выберите Save в контекстном меню.

Размеры платы определены, единицы измерения, начало координат и сетка настроены.

Настройка свойств объектов печатной платы по умолчанию

При размещении объекта в рабочей области редактора печатных плат Altium Designer определяет его форму и свойства на основе следующих настроек:

• An applicable design rule — если для объекта задано применимое правило, его свойства определяются этим правилом. Например, при смене слоя во время интерактивной трассировки автоматически добавляется переходное отверстие, размер которого и диаметр отверстия берутся из применимого правила проектирования Routing Via Style.

• Default settings — если соответствующего правила проектирования нет или оно неприменимо, свойства объекта определяются настройками по умолчанию, заданными на странице PCB Editor – Defaults диалогового окна Preferences. Например, при выполнении команды Place » Via Altium Designer не знает, будет ли это переходное отверстие входить в состав цепи, поэтому предлагает переходное отверстие с размерами, заданными в настройках по умолчанию.

В рамках этого учебного примера вы настроите свойства по умолчанию для позиционных обозначений и комментариев компонентов. Эти свойства будут применены к соответствующим текстовым строкам компонентов при размещении компонентов на печатной плате.

1. Нажмите кнопку  в верхней части рабочей области, чтобы открыть диалоговое окно Preferences, затем разверните категорию PCB Editor в дереве слева и выберите в ней пункт Defaults, чтобы открыть страницу PCB Editor – Defaults.

   

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

   • Для параметра Autoposition установлено значение Left-Above. Это положение по умолчанию, которое занимает строка при повороте компонента. Строку можно переместить интерактивно в любой момент проектирования.

   • Для Text Height установлено значение 1.5mm.

   • Для параметра Font Type установлено значение TrueType, а для Font — Arial.

   

3. Выберите Comment в Primitive List и убедитесь, что комментарий скрыт (кнопка справа от поля Value отображается как ). Это стандартная настройка по умолчанию. При необходимости строки комментариев компонентов можно выборочно отображать в процессе проектирования.

   

4. Нажмите OK, чтобы сохранить изменения и закрыть диалоговое окно Preferences.

Передача проекта из редактора схем в редактор печатных плат

Main page: Синхронизация схем и печатной платы

Проект передается напрямую между редактором схем и редактором печатных плат; промежуточный файл списка цепей не создается. Для этого выберите команду Design » Update PCB Document <PCBDocumentName> в главном меню редактора схем. При выполнении этой команды создается набор извещений об изменениях (Engineering Change Orders, ECO), которые:

• Содержат список всех компонентов, используемых в проекте, и посадочных мест, необходимых для каждого из них. При выполнении ECO Altium Designer пытается найти каждое посадочное место и разместить его в рабочей области редактора печатных плат.

• Создается список всех цепей (соединенных выводов компонентов). При выполнении ECO Altium Designer добавляет каждую цепь на печатную плату, а затем пытается добавить выводы, принадлежащие каждой цепи. Если добавить вывод не удается, возникает ошибка. Чаще всего это происходит, если посадочное место не найдено или его контактные площадки не соответствуют выводам условного обозначения.

• Затем передаются дополнительные данные проекта, например классы цепей и компонентов.

Иными словами, для каждого изменения, которое необходимо внести в печатную плату, чтобы она соответствовала схеме, создается ECO.

1. Нажмите вкладку документа схемы в верхней части рабочей области, чтобы сделать его активным.

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 успешно пройдут проверку, рядом с каждым изменением в столбце Status – Check появится зеленая галочка.

   

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

4. Если все изменения прошли проверку, нажмите кнопку , чтобы передать изменения в редактор печатных плат. По мере выполнения изменений в столбце Status – Done диалогового окна будут появляться галочки.

   

5. После выполнения всех изменений за диалоговым окном Engineering Change Order откроется печатная плата. Теперь диалоговое окно можно закрыть.

6. Компоненты находятся за пределами платы и готовы к размещению. Также обратите внимание, что контактные площадки компонентов, принадлежащие одной цепи, соединены между собой линиями связи. 

   

Прежде чем приступать к размещению компонентов, необходимо выполнить несколько действий, например настроить сетку размещения и слои.

Настройка отображения слоев

Main page: Вид печатной платы

Плата отображается сверху, то есть вы смотрите на нее вдоль оси Z. Редактор печатных плат — это многослойная среда проектирования; объекты, размещенные на сигнальных слоях, при изготовлении платы становятся медными элементами, строки на слоях маркировки наносятся на поверхность платы методом шелкографии, а примечания на механических слоях становятся указаниями на сборочном чертеже, который вы выводите на печать.

При проектировании вы смотрите сверху на этот набор слоев, размещая компоненты на верхней и нижней сторонах платы (Top Layer / Bottom Layer), а другие объекты проекта — на слоях меди, маркировки, маски и механических слоях. Параметры отображения слоев и дополнительные слои настраиваются на панели View Configuration.

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

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

   

3. Чтобы уменьшить визуальную загруженность при размещении компонентов 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 на вкладке View Options панели убедитесь, что параметры Pad Nets и Pad Numbers включены.

   

Настройка стека слоев платы

Main page: Определение стека слоев

Физические слои печатной платы (сигнальные слои, слои сплошной металлизации и диэлектрические слои), а также другие параметры ее физической структуры, такие как типы переходных отверстий и профили импеданса, настраиваются в диспетчере стека слоев (Layer Stack Manager).

Печатная плата в этом руководстве представляет собой простой проект, который можно развести на двухсторонней плате со сквозными переходными отверстиями.

1. Откройте Layer Stack Manager. Для этого выберите команду Design » Layer Stack Manager в главном меню редактора печатных плат. Для новой платы стек по умолчанию включает диэлектрический сердечник, два слоя меди, а также верхний и нижний слои паяльной маски и маркировки (шелкографии).

   

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

   

3. Чтобы назначить материал определенному слою (или паре 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. Откройте вкладку Via Types в нижней части редактора стека слоев и убедитесь, что тип Thru 1:2 определен.

   

5. Сохраните изменения, внесенные в редакторе стека слоев, выбрав команду File » Save to PCB в главном меню.

6. Закройте редактор стека слоев: щелкните правой кнопкой мыши его вкладку в верхней части рабочей области и выберите команду Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup] в контекстном меню.

Настройка сетки привязки

Main page: Работа с сетками и направляющими

Следующий шаг — выбрать подходящую сетку для размещения компонентов. Все объекты размещаются в рабочей области печатной платы с привязкой к текущей сетке.

1. Если панель Properties еще не отображается, откройте ее, нажав кнопку  в правом нижнем углу рабочей области и выбрав Properties в открывшемся меню. На панели отображаются свойства выбранного объекта, а если ни один объект не выбран — свойства документа печатной платы.

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

   

3. В диалоговом окне Cartesian Grid Editor:

   1. Убедитесь, что в поле Step X задано значение 1mm. Поскольку поля X и Y связаны, задавать значение Step Y не требуется.

   2. Щелкните образец цвета 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 задать ей более темный оттенок, чем текущий цвет мелкой сетки. Это позволит легче различать мелкую и крупную сетки.

   4. Убедитесь, что для Multiplier задано значение 5x Grid Step. Благодаря этому сетка будет видна при меньшем масштабе отображения.

   

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

   

5. Сохраните документ печатной платы локально: щелкните правой кнопкой мыши его запись на панели Projects и выберите Save в контекстном меню.