Làm việc với Mẫu Pad Via

Cùng với các đối tượng đường mạch, pad và via là những thành phần cơ bản của mọi thiết kế bo mạch. Mỗi pad và via có thể được cấu hình thành một đối tượng tùy chỉnh trong hoặc sau khi đặt.

 
Pad và via trong 3D

Để nâng cao khả năng tái sử dụng thiết kế và quản lý pad, via trong thiết kế PCB, Altium Designer còn hỗ trợ: tự động tạo mẫu pad và via; thư viện mẫu pad và via; cùng một số bảng quản lý pad và via liên quan.

Khái niệm mẫu pad và via có thể được tập hợp trong một thư viện tương tự như thư viện footprint PCB, nhưng đơn giản hơn đôi chút. Thư viện mẫu pad và via không lưu các pad và via thực tế, mà lưu những định nghĩa được cấu hình sẵn để áp dụng cho một đối tượng pad hoặc via khi đặt. Các thư viện mẫu pad và via đã lưu có thể được nạp và sử dụng để đặt các đối tượng pad và via được định nghĩa sẵn trong bất kỳ thiết kế PCB hoặc footprint PCB nào.

Như đã đề cập, các mẫu hiện có có thể được lưu vào thư viện mẫu pad và via, và có thể tạo thêm mẫu mới. Các mẫu trong những thư viện này được cung cấp để sử dụng thông qua bảng PCB Pad Via Templates. Các mẫu cục bộ cũng được liệt kê trong bảng, khiến bảng này trở thành nơi tập trung để làm việc với các thư viện mẫu pad và via.

Bảng PCB Pad Via Templates

Bảng PCB Pad Via Templates là một bảng chuyên dụng, liệt kê cả các mẫu pad/via được lưu trong tài liệu PCB hiện tại (cục bộ) lẫn các mẫu có sẵn từ những thư viện pad và via đã được cài đặt hoặc đưa vào dự án thiết kế hiện tại (thư viện khả dụng).

Nhấp vào nút ở góc dưới bên phải của không gian thiết kế, rồi chọn PCB Pad Via Templates để mở bảng.

Bảng này có hai chức năng: truy cập các mẫu cục bộ và các mẫu trong thư viện.

Hai khái niệm thư viện được trình bày trong bảng có thể được tóm tắt như sau:

• Available Pad/Via Template Libraries – các thư viện pad và via đã được nạp hoặc cài đặt (các tập hợp mẫu pad/via được lưu dưới dạng tệp). Vùng này của bảng liệt kê các mẫu có trong thư viện pad và via đang được chọn.
• Local Pad & Via Library – thuật ngữ chung chỉ các mẫu pad/via được sử dụng trong thiết kế bo mạch hiện tại, bao gồm cả những mẫu được lấy hoặc thêm từ một thư viện pad và via. Vùng này của bảng liệt kê các mẫu áp dụng cho pad/via trong thiết kế bo mạch hiện tại.

Thư viện pad & via cục bộ

Các mục được liệt kê trong vùng Local Pad & Via Library ở phần dưới của bảng đại diện cho những cấu hình pad/via (mẫu) được sử dụng và lưu trong thiết kế bo mạch hiện tại. Bản xem trước của mẫu được chọn hiển thị ở cuối vùng này.

Các mẫu được liệt kê ở đây là những mẫu pad và via được lưu trong tệp PCB, chứ không nằm trong một “thư viện” được định nghĩa riêng. Có thể tái sử dụng mẫu được chọn trong bo mạch hiện tại dưới dạng một đối tượng pad hoặc via mới bằng cách kéo mẫu đó vào bố trí mạch, hoặc chọn Place từ menu ngữ cảnh khi nhấp chuột phải trong bảng.

Đặt một đối tượng từ mẫu pad cục bộ.

Các thư viện tệp mẫu pad & via khả dụng

Vùng phía trên của bảng, Available Pad/Via template Libraries, được dùng để làm việc với các thư viện tệp mẫu pad và via.

Có thể đặt một mẫu từ thư viện được chọn vào PCB bằng cách kéo từ bảng hoặc sử dụng menu ngữ cảnh khi nhấp chuột phải. Vì pad/via được đặt từ một thư viện tệp mẫu bên ngoài, các thuộc tính của nó không thể chỉnh sửa trong PCB, như thể hiện trong hình ảnh bảng Properties ở phía bên phải bên dưới. Để chỉnh sửa thuộc tính của pad/via lấy từ thư viện, phải hủy liên kết mẫu của nó; xem thêm trong phần Hủy liên kết mẫu khỏi thư viện.

 
Các mẫu trong thư viện pad và via đang hoạt động, trong ví dụ này là Preferred.PvLib. Thuộc tính của đối tượng được đặt từ mẫu pad đã chọn được hiển thị trong hình thứ hai. Lưu ý rằng không thể chỉnh sửa các thuộc tính vật lý, chẳng hạn như hình dạng pad và kích thước lỗ.

Danh sách thả xuống ở đầu bảng được dùng để chọn thư viện khả dụng đang hoạt động; trong hình bên dưới, đó là ExampleViaLib.PvLib. Nút  được dùng để mở hộp thoại Available Libraries, nơi có thể thêm và xóa các tệp thư viện mẫu. Các thư viện khả dụng được trình bày bên dưới. Sử dụng trường Filter để chỉ hiển thị những mẫu có Name bắt đầu bằng chuỗi đó.

Sử dụng trường Filter để lọc nhanh danh sách mẫu.

Thiết lập thư viện mẫu pad và via để sử dụng

Thuật ngữ Available Libraries chỉ các thư viện mẫu pad và via có mẫu sẵn sàng để sử dụng trong thiết kế bo mạch hiện tại. Các thư viện này bao gồm thư viện mẫu đã được thêm vào dự án hiện tại và thư viện mẫu đã được cài đặt trong Altium Designer. Cả hai loại đều có thể được xem và quản lý trong hộp thoại Available Libraries; nhấp vào nút  ở đầu bảng PCB Pad Via Templates để mở hộp thoại.

Cài đặt một thư viện pad và via bên ngoài, hoặc sử dụng thẻ Project để thêm một thư viện hiện có vào dự án hiện tại.

• Thẻ Project của hộp thoại liệt kê tất cả các tệp PvLib được đưa vào dự án và cũng có các nút để thêm hoặc xóa thư viện khỏi dự án.
• Thẻ Installed liệt kê tất cả các thư viện mẫu pad và via hiện có trong bản cài đặt Altium Designer này, do đó có thể được sử dụng trong mọi dự án thiết kế PCB. Lưu ý rằng với thư viện đã cài đặt, bạn có thể kiểm soát việc thư viện có sẵn để sử dụng hay không bằng cách bật/tắt tùy chọn Activated tương ứng. Nhờ đó, bạn không phải liên tục xóa rồi thêm lại thư viện.

Sử dụng mẫu trong thiết kế

Các mẫu được liệt kê trong bảng PCB Pad Via Templates có thể được sử dụng trong thiết kế bo mạch hiện tại theo những cách sau:

• Đặt – đặt trực tiếp pad hoặc via từ mẫu cục bộ hoặc mẫu trong thư viện thông qua bảng.
• Chọn trong danh sách thả xuống Template – trong bảng Properties khi pad hoặc via được chọn. Sử dụng cách này để chuyển các pad hoặc via được chọn sang sử dụng một mẫu khác.
• Làm ràng buộc của quy tắc – có thể chọn một mẫu pad và via làm ràng buộc trong quy tắc thiết kế Routing Via Style (hiển thị bên dưới).
• Làm phạm vi áp dụng của quy tắc – có thể sử dụng các từ khóa truy vấn sau khi xác định phạm vi áp dụng của một quy tắc thiết kế (ví dụ: quy tắc thiết kế Testpoint Style):
  • IsLinkedToPadViaTemplate(TemplateName : String) : Boolean/Boolean_String (ví dụ: IsLinkedToPadViaTemplate('r75_140'))
  • PadViaLibraryTemplate : string (ví dụ: PadViaLibraryTemplate = 'r75_140')
  • PadViaLinkedToTemplate : Boolean_String (ví dụ: PadViaLinkedToTemplate = 'True')
• Đối với khâu via/che chắn bằng via – chọn Via Template cần thiết trong hộp thoại Add Stitching to Net hoặc hộp thoại Add Shielding to Net.

Sử dụng mẫu via trong quy tắc thiết kế Routing Via Style hoặc khi thêm via khâu vào một net.

Mẫu Pad Via và cách đặt tên

Với mỗi Pad hoặc Via có cấu hình riêng được đặt vào thiết kế bo mạch, một mẫu Pad/Via sẽ được tự động tạo, đặt tên và lưu trong tệp bo mạch. Mẫu lưu cấu hình cơ bản của Pad/Via, bao gồm kích thước, hình dạng, loại padstack, thông tin lớp kem hàn/mặt nạ hàn và lỗ, v.v. Cấu hình được tự động đặt tên theo các tiêu chuẩn IPC (cụ thể là quy ước đặt tên Padstack IPC-7251/7351). Mỗi Pad và Via được sử dụng trong thiết kế đều tham chiếu đến mẫu của nó; bạn có thể thấy điều này trong bảng Properties, như minh họa bên dưới.

Hệ thống đặt tên IPC dựa trên hệ mét, trong đó một đơn vị tương đương với một phần trăm milimét (10^-5 mét, 10µm). Vì vậy, chẳng hạn, mẫu cho một pad tròn 1,5mm có lỗ 0,8mm được đặt tên là c150h80 – trong đó c biểu thị hình tròn và h là tiền tố cho kích thước lỗ. Pad có tên r155_125 là pad gắn bề mặt hình chữ nhật, kích thước 1,55mm x 1,25mm; còn pad có tên s160h100 là pad xuyên lỗ hình vuông, kích thước 1,6mm, có lỗ 1,0mm. Tên của các mẫu pad có hình dạng tùy chỉnh có tiền tố u. Các tổ hợp chữ cái/số nguyên bổ sung được thêm vào để thể hiện các thuộc tính lớp kem hàn/mặt nạ hàn đã chỉ định.

Để quan sát cách hoạt động này, hãy kiểm tra thuộc tính của một Pad hoặc Via hiện có trong bảng Properties tương ứng bằng cách nhấp đúp vào đối tượng hoặc chọn đối tượng rồi chọn Properties từ menu ngữ cảnh khi nhấp chuột phải.

Tên mẫu Pad hoặc Via được tự động tạo, hiển thị trong bảng Properties.

Định vị Pad hoặc Via trong không gian thiết kế PCB

Mỗi khi một Pad hoặc Via có kích thước riêng được đặt vào thiết kế PCB bằng menu Place hoặc Active Bar, một mẫu Pad/Via mới sẽ được tự động tạo trong tệp bo mạch. Các mẫu này được gọi là mẫu <Local>. Đối với PCB hiện tại, bạn có thể xem danh sách tất cả các mẫu Pad và Via được sử dụng trong bảng PCB khi bảng được đặt ở chế độ Pad & Via Templates.

Bảng PCB ở chế độ Pad & Via Templates

Chế độ Pad & Via Templates cung cấp khả năng kiểm soát nâng cao đối với các mẫu Pad và Via được sử dụng trong tài liệu PCB hiện tại. Ở chế độ này, bảng được chia thành ba phần:

• Library Name
• Templates
• Pads/Vias

Tên thư viện

Danh sách này hiển thị các phiên bản mẫu Pad & Via trong thiết kế dưới dạng tập hợp các thư viện ảo và thư viện vật lý. Các mục này lọc các mẫu có trong danh sách ở phần dưới của bảng và được sắp xếp như sau:

• All – hiển thị tất cả các mẫu Pad và Via, bao gồm cả các mẫu được sử dụng từ thư viện Pad & Via.
• Pads – hiển thị tất cả các Pad, cả cục bộ lẫn từ thư viện.
• Vias – hiển thị tất cả các Via, cả cục bộ lẫn từ thư viện.
• Local – hiển thị tất cả các mẫu Pad và Via được áp dụng cho bo mạch, ngoại trừ các mẫu được thêm từ thư viện Pad Via.
• Pad & Via Libraries – chỉ hiển thị các mẫu Pad và Via đã được áp dụng từ thư viện Pad Via được chọn.

Mẫu

Vùng này cung cấp danh sách tất cả các mẫu Pad/Via được sử dụng trong thiết kế PCB hiện tại. Các cột bao gồm Library Name nguồn của mẫu (cục bộ hoặc tên thư viện Pad Via) và số lượng đối tượng Pad/Via sử dụng mỗi mẫu (Count).

Bạn có thể lưu bao nhiêu mẫu trong danh sách tùy ý vào một thư viện Pad Via riêng. Để thực hiện, chọn nhiều mẫu bằng các thao tác Shift+Click và Ctrl+Click thông thường rồi nhấp nút Save as Library. Thư viện sẽ được tự động thêm vào dự án và có thể được lưu với tên tệp *.PvLib mong muốn bằng lệnh File » Save As từ bảng Projects. Để tìm hiểu thêm về cách tạo thư viện mẫu Pad Via, hãy tham khảo trang Tạo và chỉnh sửa thư viện mẫu Pad Via.

Phần Templates cũng cho phép đặt một mẫu từ thư viện Pad Via vào thiết kế PCB bằng nút Place. Chọn thư viện Pad Via mong muốn trong phần Library Name ở phía trên bảng để bật khả năng này.

Pad/Via

Vùng này của bảng hiển thị từng đối tượng Pad/Via sử dụng mẫu được chọn trong phần Templates phía trên.

Khi từng đối tượng Pad/Via được chọn, đối tượng đó sẽ được tô sáng trong không gian thiết kế, theo các tùy chọn tô sáng, thu phóng và lựa chọn tiêu chuẩn nằm ở phía trên bảng PCB. Sau đó, bạn có thể chỉnh sửa các Pad hoặc Via đã chọn để sử dụng một mẫu khác trong bảng Properties bằng cách chọn mẫu cần thiết trong danh sách thả xuống Template.

Mỗi đối tượng được liệt kê trong vùng này đều đi kèm một ô chỉ báo Changed. Ô này sẽ được đánh dấu khi mẫu nguồn trong thư viện được liên kết khác với mẫu đang được sử dụng cho Pad hoặc Via cục bộ, tức là khi thư viện Pad Via nguồn đã được cập nhật. Ô chỉ báo Changed cũng sẽ được đánh dấu nếu loại padstack của Pad/Via cục bộ bị thay đổi, chẳng hạn khi một Pad được thay đổi cục bộ từ đa lớp sang một lớp.

Trong mọi trường hợp, phiên bản cục bộ của Pad hoặc Via có thể được cập nhật (hoặc khôi phục) về mẫu hiện tại trong thư viện Pad Via nguồn bằng nút trên bảng PCB Pad Via Templates Update.

Các tác vụ chỉnh sửa và quản lý mẫu Pad/Via

Phần này trình bày các tình huống khác nhau mà bạn cần chỉnh sửa mẫu Pad hoặc Via.

Áp dụng mẫu khác cho các Pad/Via hiện có

Sẽ có lúc bạn muốn áp dụng một mẫu khác cho các Pad hoặc Via hiện có (chẳng hạn khi bạn muốn giảm số loại Via khác nhau được dùng trong thiết kế). Trong trường hợp này, hãy dùng chế độ Pad & Via Templates của bảng PCB để tìm và chọn các Pad/Via cần thay đổi. Sau đó, bạn có thể chỉnh sửa các Pad hoặc Via đã chọn để sử dụng mẫu khác trong bảng Properties bằng cách chọn mẫu cần dùng trong danh sách thả xuống Template.

Một mẫu khác đang được áp dụng.

Ngắt liên kết mẫu khỏi thư viện

Không thể chỉnh sửa thuộc tính của Pad/Via đang sử dụng mẫu từ thư viện mẫu dạng tệp, vì nếu làm vậy, đối tượng cục bộ sẽ không còn khớp với mẫu thư viện được tham chiếu. Để chỉnh sửa một Pad hoặc Via tham chiếu đến mẫu thư viện, bạn phải ngắt liên kết mẫu đó.

Nhấp vào nút để ngắt liên kết mẫu. Khi bạn nhấp vào nút này, một bản sao của mẫu sẽ được tạo trong thư viện cục bộ, và các đối tượng Pad/Via đã chọn sẽ tham chiếu đến mẫu cục bộ đó. Lưu ý rằng nếu nút bị mờ, điều này cho biết mẫu đã là mẫu cục bộ.

Nhấp để ngắt liên kết mẫu khỏi thư viện dạng tệp. Mẫu được sao chép vào thư viện cục bộ và bản sao này sẽ được sử dụng.

Thêm mẫu thư viện vào thư viện cục bộ

Nếu cần, bạn có thể thêm một mẫu thư viện vào thư viện cục bộ. Để thực hiện, hãy nhấp chuột phải vào tên mẫu và chọn Add to Internal Library từ menu ngữ cảnh, hoặc kéo mẫu từ vùng Pad/Via Library của bảng rồi thả vào một vùng trống trong vùng Local Pad & Via Library.

Thêm mẫu Pad/Via vào thư viện cục bộ bằng menu chuột phải hoặc thao tác kéo và thả.

Có thể xóa các mẫu thư viện Pad/Via không được sử dụng khỏi thư viện cục bộ bằng cách nhấp vào nút Removed Unused Pad/Via.

Thao tác này tương đương với việc đặt một pad/via lấy từ mẫu trong Pad Via Library rồi xóa nó khỏi bo mạch, qua đó ghi nhận mẫu đó là có sẵn trong thư viện cục bộ. Để replace một mẫu cục bộ, thay vì thêm mẫu vào danh sách cục bộ, hãy xem phần Thay thế mẫu cục bộ bên dưới.

Cập nhật từ Pad Via Library

Nếu mẫu Pad/Via đã được cập nhật trong thư viện và mẫu đó đã được sử dụng trong thiết kế bo mạch, hãy nhấp vào nút Update trong bảng PCB Pad Via Templates để cập nhật mẫu Pad/Via trong thiết kế. Bản cập nhật sẽ tự động được áp dụng cho tất cả các đối tượng Pad/Via sử dụng mẫu đó trên bo mạch.

Pad/Via sử dụng mẫu đã được cập nhật trong thư viện có thể được cập nhật trong thiết kế PCB bằng nút Update trong bảng PCB Pad Via Templates.

Khi bắt đầu cập nhật, hộp thoại Update Pads/Vias on Board sẽ mở ra, liệt kê chi tiết các thay đổi được phát hiện sẽ được áp dụng.

Các mẫu Pad/Via được phát hiện có khác biệt so với phiên bản trong thư viện nguồn có thể được cập nhật từ thư viện vào thiết kế PCB.

Hộp thoại cung cấp ba tùy chọn để kiểm soát quá trình cập nhật:

• Update locked objects – buộc cập nhật mẫu của đối tượng Pad/Via, bất kể trạng thái khóa của đối tượng.
• Update free objects – chỉ cập nhật các mẫu Pad/Via áp dụng cho Pad và Via tự do.
• Update component objects – chỉ cập nhật các mẫu Pad/Via áp dụng cho Pad và Via được sử dụng trong linh kiện.

Cách thức đồng bộ hóa này được thiết lập bằng thuộc tính Library của pad và via, hiển thị trong bảng Properties khi xem thuộc tính của pad hoặc via được chọn tương ứng. Dấu hiệu cho biết có khác biệt giữa phiên bản cục bộ của mẫu và mẫu nguồn được hiển thị trong cột Changed thuộc vùng Pads/Vias trong chế độ Pad & Via Templates của bảng PCB.

Vùng phía dưới của hộp thoại liệt kê các Pad/Via cần cập nhật. Thông tin về từng đối tượng được liệt kê, bao gồm Type, Description, Library, Template và Action. Ngoài ra, bạn có thể chọn đánh dấu từng Pad/Via là Locked và/hoặc In Component. Khi được bật, các tùy chọn này khiến đối tượng chịu sự kiểm soát của các thiết lập ở vùng phía trên của hộp thoại.

Thay thế mẫu cục bộ

Một mẫu Pad/Via từ thư viện cũng có thể replace một mẫu cục bộ, qua đó cập nhật các Pad hoặc Via trên bo mạch sử dụng mẫu cục bộ đó.

Để thực hiện, hãy kéo mẫu thư viện mong muốn từ vùng Pad/Via Library của bảng sang vùng Local Pad & Via Library của bảng, nhưng trong trường hợp này, hãy thả mẫu thư viện on top of mục mẫu cục bộ hiện có. Tất cả các pad/via tự do hoặc thuộc linh kiện sử dụng mẫu đó sẽ được cập nhật theo kiểu của mẫu thư viện mới.

Trong ảnh động bên dưới, lưu ý rằng các Pad của linh kiện C1 và C2 thay đổi hình dạng thực tế sang kiểu do mẫu thư viện được “thả” vào xác định – từ r110_100 sang s120.

Thả mẫu thư viện lên một mục mẫu cục bộ để thay thế mẫu cho tất cả các đối tượng sử dụng mẫu đó trong thiết kế.

Xóa Pad/Via không được sử dụng

Vì tên mẫu được liệt kê trong thư viện cục bộ được tạo từ các Pad và Via trong bố trí PCB hiện tại, nếu tất cả các đối tượng có cùng một cấu hình pad/via cục bộ đã bị xóa khỏi bo mạch, mẫu tương ứng cũng sẽ bị xóa khỏi danh sách cục bộ.

Tuy nhiên, nếu một Pad hoặc Via đã đặt được lấy từ Pad Via Library, mẫu của nó sẽ vẫn được giữ trong danh sách cục bộ khi tất cả các đối tượng pad/via đó đã bị xóa khỏi bo mạch. Các mẫu Pad Via Library không còn cần thiết có thể được xóa khỏi bản ghi “cơ sở dữ liệu” cục bộ bằng nút Remove Unused Pad/Via. Hộp thoại Update Templates from Library sẽ mở ra, cho phép bạn chọn các mẫu pad và via cần xóa khỏi Pad & Via Library cục bộ. Sử dụng nút Templates  hoặc menu chuột phải để chọn/bỏ chọn tất cả các mẫu trong danh sách hoặc đảo ngược lựa chọn.

Hộp thoại Update Templates from Library