Lập kế hoạch vùng cứng & vùng mềm dẻo - Chế độ nâng cao

Bạn vừa mở một PCB và đang tự hỏi liệu nó đang dùng chế độ rigid-flex tiêu chuẩn hay chế độ rigid-flex nâng cao?

Bạn có thể mở Layer Stack Manager để kiểm tra. Hoặc, chuyển sang Board Planning Mode (phím tắt 1) và nhìn vào Active Bar:

	Chế độ Standard Rigid-Flex
	Chế độ Advanced Rigid-Flex

Đặt một Board Region

Board Region là một đối tượng đa giác được đặt bằng các kỹ thuật đặt đối tượng đa giác tiêu chuẩn. Hình dạng bo mạch phải được xác định chính xác, vì vậy điều quan trọng là các vùng cấu thành bo mạch phải được tạo đúng như yêu cầu. Video bên dưới minh họa cách tạo Board Regions bằng cách căn các cạnh của chúng theo các đường guide trong không gian thiết kế đã được đặt trước. Ưu điểm của kỹ thuật này là vị trí của các design space guide có thể được xác định rất chính xác bằng cách chỉnh sửa tọa độ của chúng trong panel Properties.

Các workspace guide được định nghĩa sẵn được dùng làm tham chiếu để đặt các Board Region.

Board Regions được đặt và chỉnh sửa trong Board Planning Mode:

1. Chọn View » Board Planning Mode (hoặc nhấn phím tắt 1) để vào Board Planning Mode. Board Region mặc định hiện có sẽ hiển thị dưới dạng hình chữ nhật màu xanh lá.
2. Chọn Place » Board Region để đặt một vùng mới (hoặc nhấp nút trên Active Bar).
3. Đưa con trỏ đến vị trí mong muốn và nhấp để neo đỉnh bắt đầu cho Board Region. Board Region là một đối tượng đa giác, giống như Region hoặc Polygon, và có cùng quy trình đặt (và chỉnh sửa).
4. Di chuyển con trỏ để chuẩn bị đặt đỉnh thứ hai. Hành vi mặc định là đặt 2 cạnh với mỗi lần nhấp, với hình dạng góc do người dùng xác định nằm giữa chúng; nhấn Spacebar để chuyển đổi hướng góc. Tham khảo phần Placement Modes bên dưới để biết thêm chi tiết về cách thay đổi các chế độ góc.
5. Tiếp tục di chuyển chuột và nhấp để đặt các đỉnh, tạo ra các cạnh cần thiết nhằm xác định hình dạng tổng thể của Board Region.
6. Sau khi đặt đỉnh cuối cùng, nhấp chuột phải hoặc nhấn Esc để đóng và hoàn tất việc xác định hình dạng bo mạch. Không cần phải đóng hình dạng bo mạch theo cách thủ công vì phần mềm sẽ tự động hoàn thiện hình dạng bằng cách nối điểm cuối cùng vừa đặt trở lại điểm bắt đầu.
7. Mỗi Board Region được đặt tên để nhận diện duy nhất. Nhập tên phù hợp vào trường Name trong chế độ Board Region của panel Properties (Board Region phải được chọn trong không gian thiết kế thì các thuộc tính của nó mới hiển thị trên panel).
8. Mỗi Board Region phải được gán một layer stack. Khi một Board Region mới được tạo, nó sẽ được gán layer stack mặc định có tên là Board Layer Stack. Gán Layer stack cần thiết trong chế độ Board Region của panel Properties. Các layer stack được định nghĩa và đặt tên trong Layer Stack Manager.
9. Nếu PCB cuối cùng yêu cầu nhiều Board Region, hãy tiếp tục định nghĩa thêm các vùng khác.

Ngoài ra, bạn có thể nhấn phím Tab để tạm dừng việc đặt và truy cập chế độ Board Region của panel Properties , tại đó các thuộc tính của vùng có thể được thay đổi ngay trong lúc thao tác. Nhấp vào lớp phủ nút tạm dừng trong không gian thiết kế () để tiếp tục đặt.

Placement Modes

Khi xác định lại hình dạng bo mạch, có năm chế độ góc khả dụng, trong đó bốn chế độ cũng có các chế độ phụ về hướng góc. Trong quá trình xác định lại:

• Nhấn Shift+Spacebar để lần lượt chuyển qua năm chế độ góc khả dụng.
• Nhấn Spacebar để chuyển đổi giữa hai chế độ phụ về hướng góc.
• Khi đang ở một trong các chế độ góc cung tròn, giữ phím  để thu nhỏ hoặc phím để tăng kích thước cung. Giữ phím Shift trong khi nhấn để tăng tốc việc thay đổi kích thước cung.
• Nhấn phím tắt 1 để chuyển đổi giữa việc đặt hai cạnh mỗi lần nhấp, hoặc một cạnh mỗi lần nhấp. Ở chế độ thứ hai, cạnh nét đứt được gọi là đoạn look-ahead (như hiển thị trong hình cuối cùng của bộ hình bên dưới).
• Nhấn phím Backspace để xóa đỉnh cuối cùng.

 
 
 
Nhấn Shift+Spacebar để lần lượt chuyển qua năm chế độ góc khả dụng, nhấn phím tắt 1 để chuyển đổi giữa việc đặt hai cạnh hoặc một cạnh.

Board Region Properties

Chế độ Board Region của panel Properties.

Actions

Các điều khiển này được dùng để thêm hoặc xóa coverlay khỏi Board Region hiện tại. Để bật các nút Add và Remove Coverlay , Board Region phải được gán một Layer Stack có bật tùy chọn Is Flex và có các lớp Coverlay trong tập lớp của nó. 

• Add Coverlay - Thêm các polygon coverlay được tạo tự động vào Board Region đang chọn.
• Remove Coverlay - Xóa các polygon coverlay được tạo tự động và được định nghĩa thủ công khỏi Board Region đang chọn.

► Tìm hiểu thêm về Việc bao gồm Coverlay trên một Flex Region của một thiết kế Rigid-Flex

Location

Biểu tượng ở bên phải vùng này phải hiển thị là (đã mở khóa) thì mới có thể truy cập các trường vị trí. Chuyển đổi biểu tượng khóa/mở khóa để thay đổi trạng thái khóa của nó.

• (X/Y) - tọa độ vị trí X và Y của đỉnh đầu tiên được đặt khi Board Region được tạo, tương đối so với gốc hiện tại của không gian thiết kế. Chỉnh sửa để thay đổi vị trí X hoặc Y của Board Region. Giá trị có thể được nhập theo hệ mét hoặc hệ imperial; hãy bao gồm đơn vị khi nhập một giá trị có đơn vị khác với đơn vị mặc định hiện tại.

Properties

• Name - tên do người dùng đặt cho Board Region này. Việc đặt tên cho từng Board Region sẽ hữu ích khi có nhiều vùng trong thiết kế.
• Layer Stack - chỉ định Layer Stack nào được gán cho Board Region này. Danh sách thả xuống sẽ bao gồm tất cả các Layer Stack (substack) được định nghĩa trong Layer Stack Manager.
• Color - nhấp để mở bảng màu nhằm đặt/thay đổi màu của (các) Board Region được chọn. Lưu ý rằng thay đổi màu sẽ được áp dụng cho tất cả các board region dùng chung Layer stack với Board Region đang chọn.
• Priority - giá trị Priority được dùng để xác định Board Region nào được render sau cùng. Hãy dùng thiết lập này khi thiết kế bo mạch có vùng flex nằm trong một board cutout thuộc vùng rigid - vùng flex phải có giá trị Priority cao hơn vùng rigid bao quanh (và board cutout phải bao quanh theo biên dạng của vùng flex-nằm-trong-cutout).
• 3D Locked - chọn ô này để cố định Board Region này khi gập bo mạch ở chế độ xem 3D. Chỉ một Board Region rigid có thể được khóa.

Outline Vertices

Vùng này được dùng để chỉnh sửa từng đỉnh của đối tượng Board Region hiện đang được chọn. Bạn có thể thay đổi vị trí các đỉnh hiện có, thêm đỉnh mới hoặc xóa chúng khi cần. Các liên kết cung giữa các điểm đỉnh có thể được xác định, và cũng hỗ trợ xuất thông tin đỉnh ra tệp định dạng CSV cũng như nhập từ tệp CSV (thông qua menu nhấp phải).

• Vertices Grid - liệt kê tất cả các điểm đỉnh hiện đang được xác định cho Board Region theo các mục sau:
  • Index - chỉ số được gán cho đỉnh (không thể chỉnh sửa).
  • X - tọa độ X (theo chiều ngang) của đỉnh. Nhấp để chỉnh sửa.
  • Y - tọa độ Y (theo chiều dọc) của đỉnh. Nhấp để chỉnh sửa.

  • Arc Angle (Neg = CW) - góc của cung được vẽ để nối điểm đỉnh này với điểm kế tiếp. Mặc định, các kết nối là các cạnh đường thẳng và trường này sẽ để trống. Nhấp để chỉnh sửa rồi nhập góc cung theo yêu cầu. Nhập giá trị dương sẽ tạo ra cung vẽ ngược chiều kim đồng hồ. Để vẽ cung theo chiều kim đồng hồ, nhập giá trị âm.

    Các cạnh đường thẳng được dùng để nối từ điểm đỉnh này sang điểm đỉnh tiếp theo. Nếu bạn muốn dùng liên kết cung thay thế, hãy nhập giá trị cho Arc Angle cần thiết. Giá trị được nhập trong trường gắn với điểm đỉnh nguồn, với cung đi từ đỉnh này đến đỉnh kế tiếp bên dưới trong danh sách.
• Add - nhấp để thêm một điểm đỉnh mới. Đỉnh mới sẽ được thêm bên dưới mục đỉnh hiện đang được chọn và ban đầu sẽ có cùng tọa độ X,Y như mục đang được chọn. Nhấp để xóa đỉnh hiện đang được chọn.

Tạo một Board Region từ 3D Body

Board Region cũng có thể được tạo từ các đối tượng 3D Body bằng cách dùng lệnh Create Board Region from 3D Body khi ở chế độ 3D. Quy trình như sau:

1. Đảm bảo rằng bạn đang xem bo mạch ở chế độ 3D (dùng phím tắt 3 để chuyển nhanh sang chế độ này nếu chưa).
2. Chọn lệnh Design » Board Shape » Create Board Region from 3D body từ menu chính.
3. Đặt con trỏ lên mô hình 3D mà bạn muốn dùng để tạo board region cho PCB và nhấp, hoặc nhấn Enter. Mô hình sẽ trở nên trong suốt.
4. Di chuyển con trỏ trên mô hình 3D để tìm một mặt. Khi phát hiện một bề mặt phẳng dưới con trỏ, bề mặt đó sẽ trở nên đục với viền xanh lam mảnh.
5. Khi đã tìm được mặt phù hợp, nhấp hoặc nhấn Enter - board region mới sẽ được tạo ra (thay thế board region đã được xác định trước đó trong không gian thiết kế).
6. Hộp thoại Board Outline Creation Successful sẽ xuất hiện để xác nhận việc tạo thành công. Hộp thoại này cho phép bạn ẩn phần mô hình và loại nó khỏi kiểm tra DRC. Nó cũng cung cấp các tùy chọn để điều chỉnh chiều cao mô hình nhằm căn mặt đó với bề mặt trên, bề mặt dưới, hoặc không điều chỉnh vị trí.

Tạo một Board Cutout Region

Để tạo một phần cắt rỗng bên trong bo mạch, hãy đặt một Board Cutout Region (Place » Define Board Cutout, hoặc nhấp nút trên Active Bar). Board Cutout cũng là một đối tượng đa giác, nên có cùng quy trình đặt như chính Board Region. Các hình bên dưới cho thấy một Board Region với hai Board Cutout, các phần này sẽ trở thành lỗ trên bo mạch khi được chế tạo.

Một Board Cutout được đặt trên Board Region sẽ trở thành một lỗ trên bo mạch hoàn thiện.

Cắt biên dạng bo mạch thành các vùng

Bạn có thể chia một Board Region hiện có thành hai vùng bằng cách cắt nó. Việc này được thực hiện khi PCB editor đang ở chế độ Board Planning Mode.

Bo mạch đã được chia thành ba Board Region bằng lệnh Slice Region.

Để cắt một Board Region:

1. Chọn View » Board Planning Mode (hoặc nhấn phím tắt 1) để vào Board Planning Mode.
2. Chọn Design » Slice Board Region (hoặc nhấp nút  trên Active Bar) để vào chế độ Slice Board Region.
3. Khi bạn chọn lệnh này, bạn sẽ ở chế độ cắt, tương tự như chế độ đặt track. Bắt đầu từ bên ngoài vùng cần cắt, nhấp để neo một chuỗi điểm đỉnh xác định đường cắt. Khi xác định đường cắt, nhấn Shift+Spacebar để chuyển qua các chế độ góc; nhấn Spacebar để chuyển đổi giữa chế độ góc Start và End và dùng phím Backspace để xóa góc vừa đặt cuối cùng. Đặt điểm cuối của đường cắt vượt ra ngoài cạnh của Board Region. Khi hoàn tất việc xác định đường cắt, nhấp phải hoặc nhấn Esc để kết thúc lệnh.

4. Một hộp thoại xác nhận sẽ mở ra, cho biết số lượng polygon (region) bị chia bởi thao tác của bạn và số lượng polygon (region) sẽ được tạo ra. Nhấp Yes để xác nhận việc tạo chúng.

   

Tạo Board Region từ các đối tượng đã chọn

Tùy theo hình dạng bo mạch của bạn, việc xây dựng hình dạng bằng cách tạo nhiều Board Region có thể hiệu quả hơn. Như đã đề cập ở trên, các vùng này có thể được đặt tương tác hoặc được tạo bằng cách lần theo biên dạng được xác định từ các đối tượng track và arc. Video bên dưới minh họa việc xác định ba Board Region từ các đối tượng đã chọn. Trong video, bạn sẽ thấy cùng một đối tượng được dùng để xác định các cạnh liền kề nơi các vùng tiếp xúc nhau, bảo đảm các vùng này được đặt đúng vị trí tuyệt đối.

Một cách tiếp cận phổ biến là xác định biên dạng của các vùng bằng tracks và arcs, sau đó tạo các Board Region từ các biên dạng đã chọn.

Chuyển đổi giữa các phần tử vẽ 2D và đối tượng định nghĩa board

Một cách phổ biến để xác định Board Shape và các Board Region cần có trong hình dạng đó là nhập bản vẽ từ một gói mechanical CAD. Ví dụ, bạn có thể nhập chi tiết cơ khí trong tệp DWG, từ đó có một tập hợp các đường thẳng (tracks) trên một mechanical layer dùng để xác định: hình dạng bo mạch, các vùng bên trong hình dạng đó, và đối với thiết kế rigid-flex, các đường xác định vị trí các bend line trong các vùng mềm dẻo.

Phần mềm bao gồm một số lệnh giúp tạo các đối tượng định nghĩa board (Region, Cutout, Bend Line) từ các phần tử vẽ 2D, đồng thời cũng có các lệnh tương ứng để chuyển các đối tượng định nghĩa board trở lại thành phần tử vẽ.

Lưu ý:

• Các lệnh cho cả hai chiều chuyển đổi đều có trong menu con Tools » Convert của chế độ View tương ứng (ngoại trừ lệnh Create Board Region from Selected Objects, nằm trong menu con Design » Board Shape).
• Để chuyển các phần tử vẽ 2D thành các đối tượng định nghĩa board, hãy chuyển chế độ xem sang 2D Layout Mode.
  • Các phần tử phải được chọn trước khi chạy lệnh.
  • Các phần tử phải tạo thành một hình khép kín để tạo Region hoặc Cutout. Hãy xem hộp cảnh báo bên dưới để biết thêm về các yêu cầu của hình dạng này.
• Để chuyển các đối tượng định nghĩa board thành các đối tượng vẽ 2D, hãy chuyển chế độ xem sang Board Planning Mode.
  • Các lệnh này không yêu cầu đối tượng phải được chọn trước, nhưng sẽ tác động lên đối tượng đang được chọn nếu đã có một đối tượng được chọn.
  • Nếu có nhiều Board Region, Region sẽ biến mất khi được bung thành các phần tử cơ bản. Nếu chỉ có một Board Region, các phần tử cơ bản sẽ được tạo ra và Board Region đã chọn vẫn sẽ được giữ lại (luôn phải có ít nhất một Board Region).
  • Các đối tượng vẽ 2D được tạo trên mechanical layer Board Shape. Nếu trong bo mạch chưa có layer thuộc Layer Type này, một mechanical layer sẽ được thêm vào với Layer Type được đặt là Board Shape. Tìm hiểu thêm về Mechanical Layers and Layer Types.
  • Mặc dù không có lệnh thực sự nào để nhóm lại một đối tượng đã bung, bạn có thể dùng lệnh Undo để thực hiện việc này.

Chỉnh sửa các Board Region

Khi PCB được cấu hình để sử dụng chế độ rigid-flex tiêu chuẩn, vị trí nơi hai vùng kề nhau gặp nhau được xác định bằng một đường phân tách màu xanh có thể di chuyển. Cách tiếp cận này không được sử dụng trong chế độ rigid-flex nâng cao; thay vào đó, mỗi vùng là một hình đa giác khép kín riêng biệt. Với tư cách là một hình đa giác, mỗi vùng có thể được điều chỉnh theo yêu cầu bằng các kỹ thuật chỉnh sửa hình đa giác tiêu chuẩn. Lưu ý rằng không phải tất cả các lệnh chỉnh sửa đa giác đều khả dụng để sửa đổi một Board Region, bao gồm các lệnh thêm và trừ đa giác.

Những điểm cần nhớ khi chỉnh sửa một đối tượng đa giác:

• Khi bạn nhấp và kéo trên một đỉnh hoặc cạnh đa giác, sẽ có 3 chế độ đổi hình dạng khả dụng: trượt, bẻ gãy và uốn cong - nhấn Shift+Spacebar để chuyển qua lại giữa các chế độ trong khi đang kéo. Chế độ hiện tại được hiển thị trên thanh Trạng thái và trong phần hiển thị Heads-Up.
• Hành vi bắt dính của con trỏ được điều khiển bởi các thiết lập bắt dính con trỏ hiện tại, bao gồm Snap Grid hiện tại, các Object khả dụng để bắt dính, sự hiện diện của Workspace Guides và các thiết lập Axes Snapping - hãy sử dụng các tính năng này để giúp bạn đạt được hình dạng mong muốn. Tìm hiểu thêm về Tìm hiểu hành vi Snap.

Gán Layer Stack và chỉnh sửa tên Board Region

Related page: Xác định Layer Stack

Khi một bo mạch mới được tạo, nó sẽ có một vùng duy nhất, có tên là Default Layer Stack Region. Vùng này sẽ được gán layer stack mặc định có tên Board Layer Stack.

Khi bạn chia hình dạng bo mạch thành nhiều vùng, mỗi vùng mới cũng được gán layer stack mặc định. Sau khi các layer stack cần thiết đã được xác định trong Layer Stack Manager, mỗi vùng có thể được gán stack tương ứng và cũng có thể được đặt một tên có ý nghĩa.

Để gán một layer stack và đặt tên cho một vùng:

1. Chọn View » Board Planning Mode hoặc nhấn phím tắt 1 để vào Board Planning Mode.
2. Nhấp vào tab Multi-Layer ở dưới cùng của vùng làm việc để đặt nó làm lớp đang hoạt động (nếu tab lớp không hiển thị, nhấn L để mở bảng View Configuration và bật nó lên).
3. Nhấp đúp vào Board Region để mở hộp thoại Board Region, hoặc nhấp một lần vào Board Region và mở bảng Properties. Nếu không thể chọn vùng và mở hộp thoại, hãy bảo đảm rằng Selection Filter không loại trừ Regions.
4. Gán Layer Stack bằng cách chọn stack cần thiết từ danh sách thả xuống Layer stack.
5. Chỉnh sửa Name theo yêu cầu.

Tên và Layer Stack được gán của Board Region được hiển thị tại tâm hình học của vùng đó. (Flex) cũng được hiển thị khi stack được gán được cấu hình là mềm dẻo.