Tạo và cấu hình tài liệu PCB

Bây giờ bạn đã sẵn sàng để tạo một bảng mạch in (PCB).

Thêm tài liệu PCB vào dự án

Trước khi chuyển thiết kế từ trình soạn thảo sơ đồ mạch sang trình soạn thảo PCB, bạn cần tạo một PCB trống, sau đó đặt tên và lưu nó như một phần của dự án.

1. Nhấp chuột phải vào mục dự án trong Projects bảng điều khiển rồi chọn lệnh Add New to Project » PCB lệnh từ menu ngữ cảnh. Một tài liệu PCB mới sẽ mở ra và một mục tương ứng sẽ xuất hiện, được liên kết với dự án trong Projects bảng điều khiển dưới mục Source Documents mục.

   ❯ ❮ IDJavaScript: Tutorial_AddNewPCB_AD25_4

2. Nhấp chuột phải vào mục tài liệu PCB trong Projects bảng điều khiển và chọn Save As lệnh. Cửa sổ Save As Hộp thoại sẽ mở ra, sẵn sàng để lưu tài liệu tại cùng vị trí với tệp dự án. Nhập tên Multivibrator vào File name và nhấp vào Save nút.

3. Việc thêm PCB đã thay đổi dự án, vì vậy hãy lưu dự án tại máy bằng cách nhấp chuột phải vào mục dự án trong Projects bảng điều khiển và chọn Save.

Trước khi chuyển thiết kế từ trình soạn thảo Sơ đồ, chúng ta cũng sẽ thay đổi một số thuộc tính của PCB mới.

Đặt điểm gốc và đơn vị đo lường

Main page: Làm việc với hệ thống khóa con trỏ

Trình chỉnh sửa PCB có hai gốc tọa độ: gốc tọa độ tuyệt đối, nằm ở góc dưới bên trái của không gian thiết kế, và gốc tọa độ tương đối do người dùng định nghĩa, được sử dụng để xác định vị trí hiện tại trong không gian thiết kế. Tọa độ của các đối tượng trong tài liệu PCB được xác định tương đối so với gốc tọa độ tương đối. Các tọa độ hiển thị trên Thanh trạng thái cũng tương đối so với gốc tọa độ này. Một phương pháp phổ biến là đặt gốc tọa độ tương đối tại góc dưới cùng bên trái của hình dạng bảng mạch.

1. Phóng to góc dưới cùng bên trái của hình dạng bảng mạch hiện tại để dễ dàng nhìn thấy cả lưới thô và lưới mịn như thể hiện trong các hình ảnh bên dưới.

2. Để thiết lập điểm gốc tương đối, hãy chọn lệnh Edit » Origin » Set lệnh từ menu chính, sau đó di chuyển con trỏ đến góc dưới cùng bên trái của hình dạng bảng mạch và nhấp chuột.

   

3. Chọn lệnh View » Toggle Units từ menu chính để chuyển đổi đơn vị đo lường của tài liệu PCB từ mil sang milimét.

   Xem tọa độ và lưới trên Thanh trạng thái để nhanh chóng kiểm tra đơn vị đo lường hiện đang được sử dụng.

   

Chỉnh sửa hình dạng bảng mạch

Main pages: Xác định hình dạng bảng mạch

Hình dạng bảng mạch mặc định là 6 x 4 inch. Trong hướng dẫn này, bạn sẽ thay đổi kích thước bảng mạch thành 30 x 30 mm.

1. Chọn một lưới bám phù hợp. Trong quá trình thiết kế, việc thay đổi lưới là khá phổ biến; ví dụ, bạn có thể sử dụng lưới thô khi đặt linh kiện và lưới mịn hơn khi định tuyến. Chọn lệnh View » Grids » Set Global Snap Grid lệnh từ menu chính và nhập 5 vào trường của Snap Grid hộp thoại vừa mở ra, sau đó nhấp vào OK để đóng hộp thoại.

   

2. Thu nhỏ để hiển thị toàn bộ bảng mạch, bao gồm cả các cạnh của nó.

3. Việc thay đổi hình dạng bảng được thực hiện trong chế độ lập kế hoạch bảng. Chọn lệnh View » Board Planning Mode lệnh từ menu chính để chuyển sang chế độ này (phím tắt: 1). Màn hình sẽ thay đổi và khu vực bảng mạch giờ đây sẽ được hiển thị bằng màu xanh lá cây.

   

4. Khi ở chế độ lập kế hoạch bảng mạch, trình chỉnh sửa PCB cung cấp một số lệnh để thay đổi hình dạng bảng mạch. Đối với hình vuông hoặc hình chữ nhật đơn giản, việc chỉnh sửa hình dạng bảng mạch hiện có sẽ hiệu quả hơn. Lưới hiển thị thô là 25 mm (gấp 5 lần lưới bám), và lưới hiển thị mịn là 5 mm; các lưới này có thể được sử dụng làm hướng dẫn.

   1. Chọn Design » Edit Board Shape từ menu chính.

   2. Các điểm điều chỉnh sẽ xuất hiện tại mỗi góc và giữa mỗi cạnh, như được thể hiện trong video bên dưới.

      Lưu ý rằng việc nhấp vào bất kỳ vị trí nào khác ngoài điểm điều chỉnh hoặc cạnh của hình dạng sẽ khiến bạn thoát khỏi chế độ chỉnh sửa hình dạng bảng mạch.

   3. Bạn có thể trượt cạnh trên xuống và trượt cạnh phải sang trái để tạo kích thước chính xác. Để kéo cạnh trên xuống, hãy đặt con trỏ chuột lên cạnh đó (nhưng không đặt lên điểm điều chỉnh). Khi con trỏ chuột chuyển thành mũi tên hai đầu, hãy nhấp và giữ, sau đó kéo cạnh đến vị trí mới sao cho vị trí con trỏ theo trục Y 30mm trên Thanh trạng thái, như được hiển thị trong video bên dưới.

   4. Lặp lại quy trình này để di chuyển cạnh bên phải vào trong, định vị nó khi vị trí con trỏ X nằm 30mm trên Thanh trạng thái.

   5. Nhấp vào bất kỳ đâu trong không gian thiết kế để thoát khỏi chế độ chỉnh sửa hình dạng bảng.

5. Chọn lệnh View » 2D Layout Mode lệnh từ menu chính để quay lại Chế độ bố cục 2D (phím tắt: 2).

6. Sau khi hình dạng đã được xác định, bạn có thể thiết lập lưới (View » Grids » Set Global Snap Grid) thành một giá trị phù hợp để bố trí linh kiện, ví dụ: 1 mm.

7. Lưu tài liệu PCB vào máy tính bằng cách nhấp chuột phải vào mục tương ứng trong Projects bảng điều khiển và chọn Save từ menu ngữ cảnh.

Kích thước bảng đã được xác định, và các đơn vị, điểm gốc và lưới đã được thiết lập.

Cấu hình các giá trị mặc định của đối tượng PCB

Khi bạn đặt một đối tượng vào không gian thiết kế của trình chỉnh sửa PCB, Altium Designer sẽ xác định hình dạng và thuộc tính của đối tượng dựa trên:

• An applicable design rule – nếu có quy tắc nào được định nghĩa áp dụng cho đối tượng đó, các thuộc tính của đối tượng sẽ được xác định từ quy tắc đó. Ví dụ: trong quá trình thay đổi lớp khi bạn đang định tuyến tương tác, một lỗ via sẽ tự động được thêm vào với các thuộc tính về kích thước và kích thước lỗ được lấy từ quy tắc thiết kế Routing Via Style áp dụng.

• Default settings – nếu không tồn tại quy tắc thiết kế áp dụng hoặc quy tắc đó không áp dụng, các thuộc tính của đối tượng sẽ được xác định từ các cài đặt mặc định được cấu hình trong trang “PCB Editor – Defaults”của Preferences hộp thoại. Ví dụ: nếu bạn chạy lệnh Place » Via lệnh này, Altium Designer sẽ không biết liệu via đó có thuộc về một mạng (net) hay không, do đó nó sẽ hiển thị một via với kích thước được định nghĩa trong các thiết lập mặc định.

Trong hướng dẫn này, bạn sẽ cấu hình các thuộc tính mặc định của ký hiệu linh kiện và chú thích. Các thuộc tính này sẽ được áp dụng cho các chuỗi ký hiệu linh kiện khi các linh kiện được đặt trên PCB.

1. Nhấp vào nút “ ” ở phía trên cùng của không gian thiết kế để mở Preferences hộp thoại, sau đó mở rộng PCB Editor thể loại trong cây bên trái và chọn Defaults mục trong danh mục này để mở PCB Editor – Defaults trang.

   

2. Chọn Designator trong Primitive List để hiển thị các thuộc tính mặc định của đối tượng này. Xác nhận rằng các tùy chọn đã được thiết lập như sau:

   • Tùy Autoposition được đặt thành Left-Above. Đây là vị trí mặc định mà chuỗi này được giữ khi thành phần được xoay. Chuỗi này có thể được di chuyển lại một cách tương tác bất cứ lúc nào trong quá trình thiết kế.

   • Giá trị Text Height giá trị được đặt thành 1.5mm.

   • Tùy chọn Font Type tùy chọn được đặt thành TrueType, và Font được đặt thành Arial.

   

3. Chọn Comment trong Primitive List và xác nhận rằng chế độ hiển thị chú thích được đặt thành ẩn (nút ở bên phải của Value trường được hiển thị dưới dạng ). Đây là cài đặt mặc định phổ biến. Các chuỗi bình luận của thành phần có thể được hiển thị có chọn lọc trong quá trình thiết kế nếu cần thiết.

   

4. Nhấp OK để lưu các thay đổi và đóng Preferences hộp thoại.

Chuyển thiết kế từ phần vẽ sơ đồ sang bố trí PCB

Main page: Giữ cho sơ đồ mạch và PCB đồng bộ

Thiết kế được chuyển trực tiếp giữa trình chỉnh sửa sơ đồ mạch và trình chỉnh sửa PCB; không có tệp danh sách mạch trung gian nào được tạo ra. Việc này có thể thực hiện bằng cách chọn lệnh Design » Update PCB Document  từ menu chính của trình soạn thảo sơ đồ mạch. Khi bạn chạy lệnh này, một bộ Lệnh Thay Đổi Kỹ Thuật (ECO) sẽ được tạo ra, với các chức năng sau:

• Liệt kê tất cả các linh kiện được sử dụng trong thiết kế và footprint cần thiết cho từng linh kiện. Khi các ECO được thực thi, Altium Designer sẽ cố gắng xác định vị trí của từng footprint và đặt chúng vào không gian thiết kế PCB.

• Một danh sách tất cả các mạng (các chân linh kiện được kết nối) sẽ được tạo ra. Khi các ECO được thực thi, Altium Designer sẽ thêm từng mạng vào PCB và sau đó cố gắng thêm các chân thuộc về từng mạng đó. Nếu không thể thêm một chân nào đó, sẽ xảy ra lỗi. Điều này thường xảy ra nhất khi không tìm thấy footprint hoặc các pad trên footprint không khớp với các chân trên biểu tượng.

• Sau đó, dữ liệu thiết kế bổ sung sẽ được chuyển, chẳng hạn như các lớp mạng và linh kiện.

Nói cách khác, một ECO được tạo ra cho mỗi thay đổi cần thực hiện trên PCB để nó khớp với sơ đồ mạch.

1. Nhấp vào tab tài liệu sơ đồ ở phía trên không gian thiết kế để biến nó thành tài liệu đang hoạt động.

2. Chọn lệnh Design » Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc từ menu chính để mở Engineering Change Order hộp thoại.

   

3. Nhấp vào nút "" ở góc dưới bên trái của hộp thoại. Nếu tất cả các thay đổi đều được xác nhận, một dấu tích màu xanh lá cây sẽ xuất hiện bên cạnh mỗi thay đổi trong Status – Check cột của hộp thoại.

   

   Nếu các thay đổi không được xác nhận, hãy đóng hộp thoại, kiểm tra Messages bảng điều khiển và khắc phục mọi lỗi.

4. Nếu tất cả các thay đổi đều được xác nhận, hãy nhấp vào nút “” để gửi các thay đổi đến trình chỉnh sửa PCB. Khi mỗi thay đổi được thực hiện, một dấu tích sẽ xuất hiện trong Status – Done cột của hộp thoại.

   

5. Khi tất cả các thay đổi đã được hoàn tất, bản vẽ PCB sẽ mở ra phía sau Engineering Change Order hộp thoại. Bây giờ bạn có thể đóng hộp thoại.

6. Các linh kiện được đặt bên ngoài bảng mạch và sẵn sàng để bố trí. Ngoài ra, hãy lưu ý rằng các pad linh kiện thuộc cùng một mạng được kết nối với nhau bằng các đường kết nối. 

   

Có một vài bước cần hoàn thành trước khi bắt đầu quá trình bố trí linh kiện, chẳng hạn như cấu hình lưới bố trí và các lớp.

Cấu hình hiển thị các lớp

Main page: Góc nhìn của bạn về PCB

Góc nhìn của bạn về bảng mạch là góc nhìn từ trên cao, tức là nhìn xuống trục Z vào bên trong bảng mạch từ phía trên. Trình chỉnh sửa PCB là một môi trường thiết kế theo lớp; các đối tượng bạn đặt trên các lớp tín hiệu sẽ trở thành đồng khi bảng mạch được sản xuất, các chuỗi ký tự bạn đặt trên các lớp phủ sẽ được in lụa lên bề mặt bảng mạch, và các ghi chú bạn đặt trên các lớp cơ khí sẽ trở thành hướng dẫn trên bản vẽ lắp ráp mà bạn in ra.

Bạn thiết kế bảng mạch bằng cách nhìn xuống chồng các lớp này, đặt các linh kiện lên mặt trên và mặt dưới của bảng mạch (Top Layer / Bottom Layer), và các đối tượng thiết kế khác trên các lớp đồng, lớp phủ, lớp mặt nạ và lớp cơ khí khi bạn xây dựng thiết kế. Các thuộc tính hiển thị lớp và các lớp khác được cấu hình trong View Configuration bảng điều khiển.

1. Mở View Configuration . Để thực hiện việc này, hãy nhấp vào nút " " ở góc dưới bên phải của không gian thiết kế và chọn View Configuration từ menu.

2. Trong Layers khu vực của tab Layers and Colors , hãy xác nhận rằng Top Layer và Bottom Layer tầng tín hiệu có hiển thị hay không (thanh điều khiển hiển thị ở bên trái các mục tầng được hiển thị dưới dạng ).

   

3. Để giảm bớt sự "lộn xộn" về mặt hình ảnh trong quá trình bố trí và định tuyến, hãy tắt hiển thị các Component Layer Pairs (trừ các Overlay các lớp), Mechanical Layers, và Drill Guide và Drill Drawing các lớp.

   

4. Trong Additional Options khu vực của tab View Options , hãy xác nhận rằng Pad Nets và Pad Numbers đã được bật.

   

Cấu hình cấu trúc lớp bảng mạch

Main page: Xác định cấu trúc lớp

Các lớp vật lý của PCB (lớp tín hiệu, lớp phẳng và lớp điện môi) cùng các khía cạnh khác liên quan đến cấu trúc vật lý của PCB như các loại lỗ via và cấu hình trở kháng, được cấu hình trong Trình quản lý cấu trúc lớp.

PCB trong hướng dẫn này là một thiết kế đơn giản có thể được định tuyến dưới dạng bảng mạch hai mặt với các lỗ vias xuyên lỗ.

1. Mở Trình quản lý cấu trúc lớp. Để thực hiện việc này, hãy chọn lệnh Design » Layer Stack Manager từ menu chính của trình chỉnh sửa PCB. Đối với một bảng mạch mới, cấu trúc lớp mặc định bao gồm một lõi điện môi, hai lớp đồng, cùng các lớp mặt nạ hàn trên và dưới và lớp phủ (in lụa).

   

2. Để đơn giản hóa việc quản lý các lớp, hãy đảm bảo rằng tùy chọn Stack Symmetry tùy chọn này đã được bật trong Board khu vực của Properties (nếu bảng điều khiển không hiển thị, hãy nhấp vào nút “ ” ở góc dưới bên phải của không gian thiết kế và chọn Properties từ menu). Khi tùy chọn này được bật, các lớp sẽ được thêm vào theo các cặp phù hợp, được căn giữa xung quanh lớp điện môi ở giữa.

   

3. Để sử dụng một vật liệu cho một lớp cụ thể (hoặc một cặp lớp nếu tính năng đối xứng được bật), hãy nhấp vào nút “ ” trong Material ô tương ứng với lớp cần thiết để mở Select Material hộp thoại.

   

   Chọn vật liệu lớp như sau:

   • Các lớp mặt nạ hàn (Top Solder và Bottom Solder) – SM-001

   • Lớp tín hiệu (Top Layer và Bottom Layer) – CF-004

   • Lớp điện môi (Dielectric 1) – Core-043

   

4. Nhấp vào Via Types ở phía dưới của Trình quản lý chồng lớp và xác nhận rằng đã có một Thru 1:2 loại nào đó đã được định nghĩa.

   

5. Lưu các thay đổi đã thực hiện trong Trình quản lý chồng lớp bằng cách chọn lệnh File » Save to PCB lệnh từ menu chính.

6. Đóng Trình quản lý chồng lớp bằng cách nhấp chuột phải vào tab của nó ở phía trên không gian thiết kế và chọn Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup] lệnh từ menu ngữ cảnh.

Cấu hình lưới Snap

Main page: Làm việc với lưới và đường dẫn hướng

Bước tiếp theo là chọn một lưới phù hợp để đặt các thành phần. Tất cả các đối tượng đều được đặt trong không gian thiết kế PCB trên lưới căn chỉnh hiện tại.

1. Nếu Properties bảng điều khiển chưa hiển thị, hãy hiển thị nó bằng cách nhấp vào nút “ ” ở góc dưới bên phải của không gian thiết kế và chọn Properties từ menu hiện ra. Bảng điều khiển hiển thị các thuộc tính của đối tượng đã chọn, hoặc nếu không có đối tượng nào được chọn, nó sẽ hiển thị các thuộc tính của tài liệu PCB.

2. Trong Grid Manager phần của tab General , hãy chọn mục Global Board Snap Grid mục và nhấp vào nút " ". Cửa sổ Cartesian Grid Editor Hộp thoại sẽ mở ra.

   

3. Trong Cartesian Grid Editor hộp thoại:

   1. Hãy đảm bảo rằng Step X trường này có giá trị 1mm. Vì các trường X và Y được liên kết với nhau, nên không cần phải định nghĩa Step Y giá trị.

   2. Nhấp vào mẫu màu của Fine lưới và chọn một màu nhạt hơn bằng cách sử dụng Choose Color hộp thoại hiện ra (ví dụ: chọn màu ở hàng 34 trên Basic tab – ).

   3. Đối với Coarse lưới, hãy chọn Lines từ danh sách thả xuống và nhấp vào Darker để tự động đặt màu của nó thành một sắc thái đậm hơn so với màu của lưới mịn hiện tại. Điều này sẽ giúp phân biệt dễ dàng hơn giữa lưới mịn và lưới thô.

   4. Đảm bảo rằng Multiplier được đặt thành 5x Grid Step. Điều này sẽ giúp lưới hiển thị ở các mức thu phóng thấp hơn.

   

4. Nhấp OK để đóng hộp thoại. Hiển thị lưới sẽ được cập nhật trong không gian thiết kế. 

   

5. Lưu tài liệu PCB vào máy tính bằng cách nhấp chuột phải vào mục tương ứng trong Projects bảng điều khiển và chọn Save từ menu ngữ cảnh.