Làm việc với các lớp cơ khí

Ngay cả bảng mạch đơn giản nhất cũng cần có các chi tiết thiết kế ngoài các đường dẫn và điểm tiếp xúc dùng để triển khai mạch. Đó có thể là kích thước bảng mạch hoặc chi tiết gia công, có thể là khu vực bố trí linh kiện, hoặc có thể là các mô hình 3D của linh kiện. Trong Altium Designer, loại thông tin bổ sung này được thể hiện chi tiết trên các Lớp Cơ khí.

Lớp Cơ khí và Cặp Lớp Linh kiện

Nếu thông tin được đưa vào một lớp cơ khí không liên quan đến một mặt cụ thể của bảng mạch, ví dụ như các ghi chú gia công mô tả thứ tự các lớp, thì một individual mechanical layer sẽ được thêm vào.

Nếu thông tin được yêu cầu trên cả hai mặt của bảng mạch, ví dụ như các khu vực xung quanh linh kiện, thì hai lớp cơ khí sẽ được chỉ định: một lớp chứa chi tiết khu vực xung quanh khi linh kiện được đặt ở mặt trên của bảng mạch; lớp cơ khí còn lại chứa hình ảnh phản chiếu của cùng chi tiết khu vực đó khi linh kiện được lật sang mặt dưới của bảng mạch. Trong trường hợp này, một cặp lớp cơ khí được thêm vào dưới dạng Component Layer Pair. Khi các lớp cơ khí được thêm vào dưới dạng Cặp Lớp Linh kiện, chúng sẽ được hiển thị trong Component Layer Pairs phần của View Configuration bảng điều khiển, như minh họa bên dưới. Phía dưới đó là các Mechanical Layers.

Một số Cặp Lớp Thành Phần do người dùng định nghĩa đã được thêm vào.

Thêm các lớp cơ khí vào thiết kế

Các lớp cơ khí được thêm, chỉnh sửa và xóa trong bảng "View Configuration", như minh họa bên dưới. Tính hiển thị và màu sắc của chúng cũng được cấu hình trong bảng này. Sử dụng nút " " ở góc dưới bên phải không gian thiết kế, sau đó chọn View Configuration, hoặc nhấn L phím tắt để hiển thị bảng điều khiển.

Nhấp chuột phải vào bất kỳ đâu trong Layers khu vực của bảng điều khiển để hiển thị menu ngữ cảnh, cung cấp các lệnh để Add Component Layer Pair (một cặp lớp cơ khí) và Add Mechanical Layer (một lớp cơ khí riêng lẻ).

Các lớp cơ khí riêng lẻ hoặc cặp lớp cơ khí được thêm vào thông qua View Configuration menu chuột phải của bảng điều khiển.

Thêm một lớp cơ khí riêng lẻ

Khi bạn chọn lệnh Add Mechanical Layer lệnh từ View Configuration menu ngữ cảnh nhấp chuột phải trên bảng điều khiển để thêm một lớp cơ khí riêng lẻ, hộp thoại Edit Layer hộp thoại sẽ mở ra. 

Cấu hình lớp cơ khí mới.

Hộp thoại Chỉnh sửa Lớp
Layer Name	Có thể là tên lớp do người dùng định nghĩa hoặc do hệ thống gán nếu chọn một loại lớp được định nghĩa sẵn trong Layer Type danh sách thả xuống. Nếu một Loại lớp được định nghĩa sẵn được chọn và sau đó tên do người dùng định nghĩa được nhập vào trường này, Loại lớp được gán sẽ xuất hiện trong ngoặc đơn bên cạnh tên do người dùng định nghĩa trên View Configuration bảng điều khiển.
Layer Number	Số của lớp cơ khí đang được cấu hình; số lớp tiếp theo có sẵn sẽ được đề xuất. Nếu chọn một số khác mà số đó đã được sử dụng, biểu tượng cảnh báo sẽ xuất hiện (). Cần gán một số lớp chưa được sử dụng để tiếp tục.
Layer Type	Loại lớp có thể được hủy gán (N/A), hoặc bạn có thể chọn một loại từ danh sách. Các Loại Lớp có sẵn được mô tả bên dưới.

Thêm một cặp lớp thành phần

Khi bạn chọn lệnh Add Component Layer Pair lệnh từ View Configuration menu ngữ cảnh nhấp chuột phải trên bảng điều khiển, hộp thoại Edit Layers Pair hộp thoại sẽ mở ra. 

Hộp thoại Chỉnh sửa cặp lớp
Layer Name	Có thể là tên lớp do người dùng định nghĩa hoặc do hệ thống gán nếu chọn một loại lớp được định nghĩa sẵn trong Layer Type danh sách thả xuống. Nếu một Loại Lớp được định nghĩa sẵn được chọn và sau đó người dùng nhập tên do người dùng định nghĩa vào trường này, Loại Lớp được gán sẽ xuất hiện trong ngoặc đơn bên cạnh tên do người dùng định nghĩa trên View Configuration bảng điều khiển.
Layer Number	Số của các lớp cơ khí đang được cấu hình, các số lớp tiếp theo có sẵn sẽ được đề xuất. Nếu chọn một số khác mà số đó đã được sử dụng, biểu tượng cảnh báo sẽ xuất hiện (). Cần phải gán một số lớp chưa được sử dụng để tiếp tục.
Layer Type	Loại lớp có thể được hủy gán (N/A), hoặc bạn có thể chọn một loại từ danh sách. Các Loại Lớp có sẵn được mô tả bên dưới.

Available Component Layer Pair Types

Assembly	Được sử dụng để vẽ/chi tiết hóa dữ liệu lắp ráp cho thành phần. Lớp này có thể được bao gồm trong Chế độ xem lắp ráp bảng của Draftsman, và sau đó có thể được chọn làm Geometry Source cho các thành phần trong hộp thoại Draftsman Component Display Properties . Tìm hiểu thêm về Draftsman.
Coating	Được sử dụng để xác định các khu vực của linh kiện cần có lớp phủ bảo vệ.
Component Center	Được sử dụng để chỉ ra tâm của linh kiện, cung cấp tham chiếu trực quan về vị trí được sử dụng bởi máy đặt linh kiện, trong tài liệu lắp ráp.
Component Outline	Được sử dụng để xác định đường viền của thân linh kiện, thể hiện khu vực mà linh kiện chiếm trên bảng mạch.
Courtyard	Được sử dụng để xác định không gian đặt linh kiện cần thiết. Thông thường, Courtyard sẽ phác thảo đường viền của linh kiện và các pad, kèm theo vùng đệm khoảng cách phù hợp (đường viền màu xanh lá cây là Courtyard). Tìm hiểu thêm về Tạo Dấu Chân Tùy Chỉnh. Hình dạng được định nghĩa trên lớp Courtyard cũng được sử dụng để chọn linh kiện, xác định khu vực linh kiện và phát hiện va chạm khi linh kiện không bao gồm Thân 3D.
Designator	Sử dụng lớp này để đặt .Designator chuỗi đặc biệt. Cặp lớp này sau đó có thể được đưa vào các bản vẽ lắp ráp yêu cầu hiển thị ký hiệu linh kiện. Tìm hiểu thêm về chuỗi đặc biệt.
Dimensions	Được sử dụng để xác định chi tiết kích thước cần thiết cho các thành phần.
Glue Points	Được sử dụng để xác định các điểm dán của thành phần.
Gold Plating	Được sử dụng để xác định các yêu cầu mạ vàng chọn lọc cho linh kiện.
Value	Sử dụng lớp này để đặt .Comment chuỗi đặc biệt. Cặp lớp này sau đó có thể được đưa vào các bản vẽ lắp ráp yêu cầu hiển thị giá trị linh kiện. Tìm hiểu thêm về chuỗi đặc biệt.
3D Body	Sử dụng lớp này cho mô hình cơ khí 3D của linh kiện. Tìm hiểu thêm về việc đặt Thân 3D.
Die	Sử dụng lớp này cho các pad chip và thân 3D của chip khi tạo linh kiện Chip-on-Board. Tìm hiểu thêm vềhàn dây.
Wire Bonding	Sử dụng lớp này cho dây hàn khi tạo linh kiện Chip-on-Board hoặc trực tiếp trong tài liệu PCB. Tìm hiểu thêm vềhàn dây.

Lợi ích của việc gán loại lớp

Một phương pháp phổ biến để quản lý việc sử dụng lớp cơ khí là gán một số lớp chuyên dụng cho từng chức năng lớp cơ khí cần thiết. Phương pháp này yêu cầu tất cả các nhà thiết kế phải tuân thủ cùng một sơ đồ gán lớp và đánh số. Điều này cũng có thể gây ra khó khăn khi các linh kiện được lấy từ các nguồn khác không tuân theo cùng một sơ đồ gán lớp và đánh số. Nếu đã sử dụng một hệ thống khác, các đối tượng thiết kế phải được di chuyển từ lớp cơ khí hiện tại sang lớp cơ khí được chỉ định cho chức năng đó.

Vấn đề này được giải quyết bằng cách gán một Layer Type thuộc tính. Khi một linh kiện được đặt từ thư viện vào trình chỉnh sửa PCB, hoặc được sao chép từ thư viện này sang thư viện khác, hoặc được tạo bởi IPC Footprint Wizard, các gán loại lớp hiện có sẽ được tự động khớp, bất kể số lớp cơ khí nào được gán cho các Loại Lớp đó. Các đối tượng sẽ được di chuyển đến các lớp chính xác theo Loại Lớp của chúng. Nếu phần mềm không thể khớp theo Loại Lớp, nó sẽ chuyển sang khớp theo Số Lớp.

Đối với cả các lớp cơ khí riêng lẻ và Cặp lớp thành phần, bạn có thể chọn Loại lớp từ danh sách các loại được định nghĩa sẵn. Các hình ảnh dưới đây hiển thị danh sách các Loại lớp có sẵn. Bạn có thể truy cập các hộp thoại được hiển thị bên dưới bằng cách nhấp chuột phải vào một lớp riêng lẻ, sau đó chọn Edit Layer hoặc Add Component Layer trong menu.

Chọn Loại lớp từ danh sách các loại được định nghĩa sẵn; các lớp cơ khí riêng lẻ được hiển thị ở bên trái; các Cặp lớp thành phần ở bên phải.

Đặt tên cho các lớp khi đã gán Loại lớp

Khi Loại lớp được gán, thuộc tính Tên lớp của lớp đó sẽ tự động được thay đổi thành tên giống với Loại lớp. Nếu cần, bạn có thể ghi đè thuộc tính này bằng cách nhập tên do người dùng định nghĩa. Khi một lớp có tên do người dùng định nghĩa và được gán Loại lớp, cả hai đều được hiển thị với Loại lớp được đặt trong ngoặc đơn, như minh họa bên dưới cho Cặp lớp GP (Gold Plating).

Loại lớp được sử dụng để đặt tên cho lớp, điều này có thể được ghi đè nếu cần.

Loại lớp Đường dẫn Công cụ

Có một trường hợp ngoại lệ đối với quy tắc đặt tên vừa được mô tả khi gán Loại lớp – tên do người dùng định nghĩa không được phép khi Layer Type được đặt thành Route Tool Path. Lý do là các phiên bản cũ của phần mềm sử dụng tên lớp Đường dẫn Công cụ Định tuyến để xác định lớp chứa thông tin đường dẫn (còn được gọi là rout thông tin). Việc sửa tên của lớp này đảm bảo rằng thiết kế sẽ tiếp tục hoạt động chính xác trong phiên bản cũ hơn.

Loại lớp Đường dẫn công cụ định tuyến được sử dụng để chỉ lớp chứa thông tin định tuyến cơ khí. Cách tiếp cận điển hình khi sử dụng lớp này là đặt các đường dẫn và cung tròn xung quanh mép ngoài của hình dạng bảng mạch để xác định đường dẫn gia công và chiều rộng. Các phần đặc được giữ lại để cố định bảng mạch trong tấm panel, sau đó một loạt lỗ nhỏ được đặt xuyên qua mỗi phần đặc để tạo các lỗ đục (thường được gọi là "mouse-bites"), cho phép bảng mạch được tách ra khỏi tấm panel sau khi quá trình lắp ráp hoàn tất.

Khi bảng mạch được hiển thị ở chế độ 3D, các đối tượng được phát hiện trên lớp Route Tool Path sẽ được hiển thị dưới dạng rãnh đã được định tuyến trên bảng mạch, như minh họa bên dưới.

Các đối tượng được phát hiện trên lớp Đường dẫn dụng cụ được sử dụng để hiển thị bảng mạch đã được gia công, trong chế độ hiển thị 3D.

Sử dụng các hình cơ bản Đường thẳng/Vòng cung từ hộp thoại Hình dạng bảng mạch để vẽ theo đường viền bên ngoài hình dạng bảng mạch bằng các đường dẫn và vòng cung (như minh họa bên dưới). Kích hoạt tùy chọn Route Tool Outline tùy chọn trong hộp thoại để các đối tượng được đặt bên ngoài hình dạng bảng mạch thay vì được căn giữa dọc theo cạnh của nó. Một số nhà thiết kế thích thêm thông tin sản xuất khi họ sử dụng tính năng Mảng bảng mạch nhúng để tạo bảng lắp ráp, thay vì đưa chi tiết này vào tệp bảng mạch thực tế.

Tìm hiểu thêm về việc chia bảng mạch thành các bảng con bằng cách sử dụng Mảng bảng mạch nhúng

Xác định Loại Lớp trong Trình chỉnh sửa Thư viện PCB

Nếu một lớp cơ khí hoặc cặp lớp linh kiện được định nghĩa trong thư viện PCB đã được gán Loại Lớp, thì lớp cơ khí / cặp lớp đó sẽ tự động được tạo trên PCB khi đặt một linh kiện sử dụng các lớp đó. Nếu PCB đã có lớp cơ khí / cặp lớp thuộc Loại Lớp đó, nội dung của các lớp đó sẽ được ánh xạ tương ứng.

Nếu có thể, nên chỉnh sửa thư viện nguồn và gán Loại lớp. Khi đặt (hoặc sao chép) dấu chân linh kiện từ thư viện, các lớp cơ khí và Cặp lớp linh kiện thuộc các Loại lớp đó sẽ tự động được tạo trong bảng mạch đích (hoặc thư viện) nếu chúng chưa tồn tại. Nếu các Loại lớp đó đã tồn tại trong bảng mạch đích (hoặc thư viện), nội dung lớp sẽ tự động được ánh xạ sang lớp chính xác.

Tìm hiểu thêm vềXử lý các yêu cầu đặc biệt dành riêng cho lớp trong trình chỉnh sửa thư viện PCB

Làm việc với các lớp cơ khí

Các lớp cơ khí được thêm, chỉnh sửa, xóa và hiển thị thông qua View Configuration bảng điều khiển trong trình chỉnh sửa PCB. Chúng không được hiển thị hoặc chỉnh sửa trong Layer Stack Manager.

Hiển thị

Cấu hình tính hiển thị của các lớp trong View Configuration bảng điều khiển, và lưu các bộ lớp thường dùng dưới dạng Bộ lớp do người dùng định nghĩa.

Controlling layer visibility	Nhấp vào biểu tượng hiển thị () bên cạnh tên lớp để bật hoặc tắt hiển thị lớp cơ khí đó. Ngoài ra, bạn có thể nhấp để chọn tên lớp rồi nhấn phím Spacebar (thao tác này sẽ bật/tắt hiển thị cả hai lớp trong một Cặp lớp thành phần).
Include in Single Layer Mode	Các lớp cơ khí có một tính năng hiển thị bổ sung; chúng có thể được thiết lập để vẫn hiển thị khi chế độ hiển thị ở Chế độ Lớp Đơn. Giữ Ctrl trong khi nhấp vào biểu tượng hiển thị của một lớp cơ khí để kích hoạt Display in Single Layer Mode tính năng này – biểu tượng hiển thị sẽ thay đổi để cho biết lớp này đã bật tính năng này (). Ctrl+Click lần thứ hai để tắt chế độ này. Chế độ Lớp Đơn là một tính năng điều khiển hiển thị tiện lợi, trong đó tất cả các lớp khác đều bị ẩn ngoại trừ lớp đang hoạt động (lớp hiện tại). Nhấn Shift+S trong không gian thiết kế để chuyển qua các Chế độ Lớp Đơn đã được bật. Khi màn hình ở chế độ lớp đơn, các lớp không hoạt động có thể được ẩn hoàn toàn, đặt thành màu xám hoặc đặt thành đơn sắc. Tìm hiểu thêm về Chế độ Lớp Đơn.
Include in 3D View Mode	Các lớp cơ khí cũng có thể được bao gồm trong hiển thị 3D, khi Cài đặt 3D cho phép tùy chọn Colors - By Layer tùy chọn này. Kích hoạt tùy chọn này trong View Options tab của View Configuration khi bảng mạch đang hiển thị ở chế độ Xem 3D. Các lớp cơ khí hiện được cấu hình để hiển thị sẽ được bao gồm ().

Chỉnh sửa và Xóa

Để chỉnh sửa cài đặt của cặp lớp thành phần hoặc lớp cơ khí hiện có, hãy nhấp đúp trực tiếp vào mục tương ứng trên View Configuration bảng điều khiển (hoặc nhấp chuột phải vào mục mong muốn và chọn Edit Layer từ menu ngữ cảnh). Thực hiện các thay đổi trong Edit Layers Pair / Edit Layer theo yêu cầu. Tính hiển thị và màu sắc của các lớp cơ khí được cấu hình trực tiếp trong View Configuration bảng điều khiển.

Để xóa một lớp, bạn có thể nhấp chuột phải vào lớp mong muốn và chọn Delete Layer. Tùy thuộc vào cách lớp đó đang được sử dụng, sẽ có ba kết quả:

Xuất và Nhập

Cấu trúc của các lớp cơ khí và các cặp lớp thành phần được thêm vào PCB có thể được sao chép sang một PCB khác bằng cách xuất bộ đó thành một tệp từ tài liệu PCB nguồn, sau đó nhập tệp đó vào tài liệu PCB đích.

Xuất / Nhập các lớp

• Trong tài liệu PCB nguồn nơi cấu trúc cần thiết của các lớp cơ khí và cặp lớp linh kiện đã được thêm vào, hãy sử dụng lệnh Tools » Export Mechanical Layers từ menu chính. Sử dụng Export Mechanical Layers hộp thoại hiện ra để định nghĩa tên và thư mục cho *.stackup tệp sẽ chứa dữ liệu về cấu trúc lớp cơ khí.

• Trong tài liệu PCB đích, hãy sử dụng Tools » Import Mechanical Layers lệnh từ menu chính và sử dụng Import Mechanical Layers hộp thoại hiện ra để chọn tệp đã lưu *.stackup tệp đã lưu. Cấu trúc đã thêm của các lớp cơ khí và các cặp lớp linh kiện có thể được xem trong View Configuration bảng điều khiển.

Sao chép / Dán nội dung lớp

Lưu ý rằng các lệnh Nhập/Xuất chỉ chuyển cấu trúc của các lớp cơ khí và cặp lớp thành phần, chứ không chuyển nội dung của các lớp này.

Để sao chép nội dung của:

• Một lớp cơ khí đơn lẻ, hãy sử dụng lệnh Edit » Select » All on Layer khi lớp cần thiết là lớp đang hoạt động trong PCB nguồn, sau đó sử dụng quy trình sao chép/dán tiêu chuẩn để sao chép dữ liệu đó vào PCB đích.

• Nhiều lớp cơ khí, hãy cấu hình tính hiển thị của lớp trong View Configuration bảng điều khiển để chỉ hiển thị các lớp cơ khí cần thiết, sau đó kéo một hình chữ nhật chọn chạm (từ phải sang trái) bao quanh tất cả các nguyên tố cần thiết trong PCB nguồn, sau đó sử dụng quy trình sao chép/dán tiêu chuẩn để sao chép dữ liệu đó vào PCB đích.

Cài đặt Trình bày và Đầu ra

Các lớp cơ khí thường được sử dụng để cung cấp thông tin chi tiết cần được bao gồm trong bản in hoặc đầu ra sản xuất được tạo ra. Điều này có thể bao gồm các mẫu bản vẽ, hướng dẫn sản xuất, hướng dẫn lắp ráp, v.v. Nếu cần, việc này có thể được thực hiện trực tiếp trong trình chỉnh sửa PCB.

Thông tin tài liệu sản xuất bảng mạch có thể được bao gồm trên các lớp cơ khí, nếu cần thiết.

Ngoài ra, các tác vụ tài liệu này có thể được thực hiện trong Draftsman, một môi trường chỉnh sửa đồ họa tiên tiến và linh hoạt để tạo tài liệu sản xuất thiết kế bảng mạch. Được trang bị bộ công cụ vẽ chuyên dụng, hệ thống vẽ Draftsman cung cấp phương pháp tương tác để kết hợp các bản vẽ gia công và lắp ráp với các mẫu tùy chỉnh, chú thích, kích thước, chú giải và ghi chú.

Tìm hiểu thêm về Draftsman

Trình bày và cài đặt trang

Hình ảnh trên cho thấy nền trắng vừa khít với các đối tượng bản vẽ được đặt để thể hiện mẫu trang. Điều này được tạo ra bằng cách thêm một lớp cơ khí với Layer Type được đặt thành Sheet, sau đó được sử dụng để xác định đường viền ngoài của mẫu bản vẽ tài liệu.

Kích thước của nền trắng này được xác định bởi Sheet Settings, có thể tùy chỉnh trong Properties bảng điều khiển khi không có đối tượng nào được chọn trong vùng chỉnh sửa. Các X/Y giá trị của góc dưới bên trái của trang, và Width và Height có thể được cấu hình thủ công. Ngoài ra, khi Get Size From Sheet Layer tùy chọn này được bật, nền của trang tính sẽ được tính toán tự động dựa trên hình chữ nhật bao quanh tập hợp các đối tượng được đặt trên Sheet Lớp cơ khí kiểu Layer-Type.

Kích thước nền trang tính có thể được xác định tự động dựa trên các đối tượng được đặt trên lớp Sheet Layer-type.

Màu sắc và độ hiển thị của nền trang được cấu hình trong System Colors phần của View Configuration bảng điều khiển. Nhấp vào nút màu để thay đổi màu của Sheet Line và Area Color. Chuyển sang chế độ " " / " " để hiển thị hoặc ẩn bản vẽ.

Bao gồm các lớp cơ khí trong đầu ra

Các lớp cơ khí được sử dụng cho nhiều tác vụ khác nhau, cung cấp thông tin chi tiết được sử dụng trong quá trình thiết kế bảng mạch, sản xuất, lắp ráp và lập tài liệu sản phẩm. Để đáp ứng tất cả các yêu cầu này, các lớp cơ khí có thể được loại trừ hoặc bao gồm trong tất cả các hình thức tạo đầu ra dựa trên lớp, bao gồm in ấn và tạo tệp đầu ra.

Kết quả in

Bất kỳ lớp nào có trong thiết kế đều có thể được bao gồm trong thông số kỹ thuật của bản in PCB, bao gồm cả các lớp cơ khí. Bản in được cấu hình bằng cách thêm các lớp cần thiết và thiết lập thứ tự của chúng trong hộp thoại Print hộp thoại.

Có thể tạo ra các bản vẽ gia công và lắp ráp chi tiết cao bằng cách đặt các đối tượng trên các lớp cơ khí.

Tìm hiểu thêm về Chuẩn bị đầu ra PCB dựa trên bản in 2D

Các định dạng đầu ra được tạo

Tất cả các đầu ra dạng sản xuất, chẳng hạn như Gerber và ODB++, đều cho phép bao gồm các lớp cơ khí dưới dạng đầu ra Layer to Plot, hoặc có thể được thêm vào như một chi tiết cho mỗi lớp được vẽ. Đầu ra được tạo khi trình tạo đầu ra đã được cấu hình được chạy, chẳng hạn như sử dụng trình tạo đầu ra ODB trong tệp Cấu hình công việc đầu ra (*.OutJob).

Các lớp cơ khí có thể được vẽ, hoặc có thể được thêm vào tất cả các bản vẽ nếu cần.

Tìm hiểu thêm vềChuẩn bị thiết kế của bạn cho quá trình sản xuất