Сарафанов А.В. Компьютерные технологии в приборостроении

Подождите немного. Документ загружается.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -51-

Продолжение табл. 3.2

1 2 3

Plane

(слои питания

и заземления)

Polygon Connect

Style (стиль соеди-

нения выводов с по-

лигоном)

Определение стиля соединения выводов ком-

понента с металлизированным полигоном: не-

посредственное (сплошное) соединение, со-

единение с тепловым барьером и отсутствие

соединения. Определение физических разме-

ров контактных площадок и переходных от-

верстий, используемых в качестве контроль-

ных точек

Testpoint

(контрольные

точки)

Testpoint Style (стиль

контрольных точек)

Определение физических размеров контактных

площадок и переходных отверстий, используемых

в качестве контрольных точек

Testpoint Usage (ис-

пользование кон-

трольных точек)

Служит для определения цепей, требующих

добавления контрольных точек

Manufacturing

(производство)

Minimum Annular

Ring (минимальный

размер контактной

площадки)

Определяет минимально допустимый размер

кольца контактной площадки, который измеря-

ется радиально от края отверстия контактной

площадки до ее кромки

Acute Angle (ограни-

чение на размер ост-

рых углов)

Определяет минимально допустимый угол из-

лома проводников. Наличие острых углов мо-

жет стать проблемой при производстве платы,

так как при травлении в точке излома может

возникнуть разрыв

Manufacturing

(производство)

Hole Size (диаметр

отверстий)

Определяет минимально и максимально допус-

тимые значения диаметра отверстий

Layer Pairs (пары

слоев)

Проверяет соответствие используемых пар

слоев парам слоев для сверления, которые оп-

ределяются контактными площадками

и переходными отверстиями

High Speed

(для высокоско-

ростных плат)

Parallel Segments

(ограничение на длину

параллельных сегмен-

тов)

Определяет длину параллельных сегментов

двух проводников в зависимости от заданного

расстояния между этими сегментами

Length (ограничение

длины проводника)

Определяет минимальную и максимальную

длину проводника

Matched Net Lengths

(длины согласован-

ных цепей)

Определяет меру разницы длин цепей

Daisy Chain Stub

Length (ограничение

на длину шлейфа)

Определяет максимально допустимую длину

шлейфа для цепей с топологией в виде цепочки

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -52-

Окончание табл. 3.2

1 2 3

Plasement

(учитываемые

при размеще-

нии)

Vias Under SMD

(переходные отвер-

стия под SMD-

элементами)

Устанавливает возможность размещения пере-

ходных отверстий во время автоматической трас-

сировки под контактными площадками для уст-

ройств, использующих технологию поверхност-

ного монтажа

Maximum Via Count

(максимальное чис-

ло переходных от-

верстий)

Определяет максимально допустимое количест-

во переходных отверстий

Room Definition (об-

ласти размещения)

Определяет прямоугольную область Room, в ко-

торой либо разрешено, либо запрещено разме-

щать некоторый набор объектов

Component Clearance

(расстояние между

компонентами)

Устанавливает минимально допустимое рас-

стояние между компонентами

Component Сrientation

(ориентация компо-

нентов)

Определяет допустимую ориентацию компонен-

тов

Permitted Layers (раз-

решенные слои)

Определяет, на каких слоях могут быть разме-

щены компоненты программой Cluster Placer

Nets to Ignore

(игнорирование це-

пей)

Определяет, какие цепи должны быть проигно-

рированы процедурой Cluster Placer при выпол-

нении операции автоматического размещения

В редактор передается с принципиальной схемы, созданной в

PCB Project, следующая информация:

• топологическое посадочное место компонентов Footprint, информа-

ция о котором берется из подключенных библиотек;

• электрические связи (цепи) между ЭРЭ;

• имена цепей.

В к

ачестве исходных данных студентом используется файл-проект, по-

лученный в рамках выполнения лабораторной ра

боты № 5.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Запустить программу Altium Designer.

2. Открыть проект, созданный в рамках предыдущей лабораторной ра-

боте: File > Open Project > «Рабочая директория» > «Усилитель НЧ.PrjPcb».

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -53-

3. В закладке Files в меню New From template выполнить команду РCB

Board Wizard (рис. 3.15

). В открывшемся диалоговом окне PCB Board Wizard

по этапам задать основные параметры будущей ПП.

4. В экране приветствия активизировать кнопку Next.

5. Выбрать единицу измерения будущей ПП – метрическую или дюй-

мовую (установив «флажок» в соответствующей позиции), активизировать

кнопку Next.

6. Выбрать профиль будущей ПП – шаблон или произвольный. Вы-

брать Custom (нестандартные габариты ПП), активизировать кнопку Next.

Рис. 3.15. Вызов мастера создания листа PCB

7. Задать детально параметры будущей ПП (рис. 3.16

). Задать следую-

щие параметры для рассматриваемого примера:

• форма ПП прямоугольная (Rectangular);

• габариты: ширина (Width) – 50 мм, высота (Height) – 70 мм;

• слой для линий измерения (Mechanical Layer 1);

• ширина линии границы платы – 0,1 мм (Boundary Track Width);

• ширина линии размеров – 0,1 мм (Dimension Line Width);

• минимальное расстояние до края платы – 2 мм (Keep Out Distance

From Board Edge).

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -54-

Рис. 3.16. Установка геометрических параметров ПП

Активировать (установив «флажок» в соответствующей позиции) строку

легенды Legend String; остальные опции выключить. Активизировать кнопку

Next.

8. Задать количество сигнальных слоев Signal Layer и внутренних слоев

питания Power Planes. Задать следующие параметры для рассматриваемого

примера: Signal Layer – 2, Power Planes – 0. Активизировать кнопку Next.

9. Выбрать тип переходных отверстий Thru-hole Vias – сквозные. Акти-

визировать кнопку Next.

10. Выбрать технологию монтажа компонентов (поверхностный или

монтаж в отверстия) и стиль трассиров

ки (рис. 3.17

). Выбрать опцию «Мон-

таж в отверстия» (Thru-hole components) и допустимое число проводников

между смежными контактными площадками, равное Two Track. Активизиро-

вать кнопку Next.

Рис. 3.17. Выбор технологии и стиля

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -55-

11. Задать минимально допустимые размеры объектов на печатной пла-

те, которые будут преобразованы мастером в правила проектирования

(рис. 3.18

• минимальную ширину проводника – 0,5 мм (Track Size);

• диаметр площадки переходного отверстия (Via Width);

• диаметр переходного отверстия (Via Hole Size);

• зазор между проводниками (Clearance).

Активизировать кнопку Next.

Рис. 3.18. Выбор размеров элементов печатного рисунка

12. Завершающее диалоговое окно сообщает, что создание заготовки

платы завершено. Активизировать кнопку Finish.

Интерфейс программы автоматически переключится в редактор печат-

ных плат. Откроется новый документ с именем по умолчанию PCB1.PcbDoc

со всеми настройками, сделанными в PCB Wizard (рис. 3.19

). Документ со-

держит белый лист чертежа платы и заготовку платы – черный прямоуголь-

ник с сеткой.

Рис. 3.19. Интерфейс PCB1. PcbDoc

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -56-

13. Добавить документ в проект, если он открылся как свободный до-

кумент Free Documents. Для этого необходимо щелкнуть левой кнопкой ма-

нипулятора «мышь» на проекте и, держа ее нажатой, перенести контур доку-

мента в проект (рис. 3.20

Рис. 3.20. Добавление в проект свободного документа

14. Сохранить лист ПП, щелкнув по иконке правой кнопкой манипуля-

тора «мышь». В появившемся меню выбрать команду Save As (рис. 3.21

В стандартном окне проводника Windows указать путь хранения доку-

мента (в ту же папку, где и проект) и присвоить ему имя «Усилитель НЧ»,

затем активизировать кнопку «Сохранить».

Рис. 3.21. Сохранение документа PcbDoc

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -57-

15. Передать проектную информацию из редактора схем в редактор пе-

чатных плат.

16. Активировать документ «Усилитель НЧ SchDoc», выполнив двой-

ной щелчок левой кнопкой манипулятора «мышь» на иконке листа принци-

пиальной схемы в дереве проекта.

17. В редакторе принципиальных схем выполнить команду меню

Design > Update PCB Document «Усилитель НЧ PcbDoc», откроется диалоговое

окно Engineering Change Order (рис. 3.22

Рис. 3.22. Окно Engineering Change Order

18. Активизировать кнопку Validate Changes (принять изменения).

В левой части окна столбца Status в позиции Check напротив каждой записи

появится зеленый значок с галочкой. Система проверяет наличие посадочных

мест для всех компонентов и связей. При обнаружении ошибок выдается

значок ошибки, в этом случае следует исправить ошибки и повторить проце-

дуры, описанные в п. 16

и 15 данной лабораторной работы.

19. Активизировать кнопку Execute Changes, система начнет переда-

вать информацию в редактор печатных плат. По мере ее выполнения напро-

тив каждой записи в правой части столбца Status в позиции Done будет появ-

ляться зеленый значок с галочкой, сигнализирующий об успешной операции.

20. Активизировать кнопу Close. После чего система переключится в

редактор печатных плат, на чертеж

е ПП добавятся все компоненты принци-

пиальной схемы в виде внешних контуров и связей между ними (рис. 3.23

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -58-

Рис. 3.23. Результат передачи проектной информации в редактор печатных плат

из редактора принципиальных схем

21. Выполнить команду меню Design > Options. В результате

откроется диалоговое окно Board Options (рис. 3.24

). Затем необходимо за-

дать следующие значения:

• Snap X, Snap Y (координатная сетка) – 0,1 мм;

• Component X и Component Y (сетка перемещения компонентов) –

0,1 мм;

• Electrical Grid (электрическая сетка) – 0,025 мм;

• Visible Grid (две видимые сетки) –1 и 10 мм.

22. Отключить отображения белого листа в редакторе (оставить только ПП),

для чего необходимо выключить опцию Display Sheet.

23. Сохранить настройки, нажав кнопку OK.

Рис. 3.24. Окно Board Options

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -59-

24. Совместить видимую сетку с границами платы. Для этого необхо-

димо:

• выполнить команду меню Edit > Origin > Set (выбор точки начала ко-

ординат). В результате указатель манипулятора «мышь» примет вид крести-

ка;

• совместить крестик с левым нижним углом платы, подбирая масштаб

нажатиями клавиши Page Up или Page Down. Затем активизировать левую

кнопку манипулятора «мышь».

25. Выполнить команду View > Fit Document (полное отображение ПП в

окне редактора).

26. Настроить слои ПП [13

27. Выполнить команду меню Design > Board Layers. В результате от-

кроется диалоговое окно Board Layers and Color (рис. 3.25

28. Активировать рабочие слои (по умолчанию включены все), которые

необходимы для нашего примера:

• сигнальные слои – Top Layer (со стороны монтажа), Bottom Layer (со

стороны пайки);

• специальные слои – Keep-Out Layer (контур платы), Drill Drawing

(слой отверстий), Multi-Layer (контактные площадки), Top Overlay (марки-

ровка со стороны монтажа);

• механические слои – Mechanical 1 (слой вспомогательной информа-

ции).

Рис. 3.25. Настройка отображения рабочих слоев проекта ПП

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Лабораторная работа № 6 Формирование проекта печатной платы в редакторе печатных плат PCB Layout Editor



Компьютерные технологии в приборостроении. Лаб. практикум -60-

29. Настроить параметр толщины печатной платы.

30. Выполнить команду меню Design > Layer Stack Manager. В результате

откроется диалоговое окно Layer Stack Manager, при помощи которого осуще-

ствляется настройка конфигурации диэлектрических и проводящих слоев (рис.

3.26).

31. Выбрать параметр Core (центральный диэлектрик), щелкнуть по

надписи два раза левой кнопкой манипулятора «мышь», откроется диалого-

вое окно Dielectric Properties (рис. 3.26

32. Параметр Thickness (толщина) задать равным 1,63 мм, остальные

параметры оставить по умолчанию. Для сохранения введенного значения

активизировать кнопку ОК.

33. Другие параметры в окне Layer Stack Manager (для нашего приме-

ра) оставить по умолчанию. Сохранить изменения, нажав кнопку ОК.

Рис. 3.26. Окно Layer Stack Manager

34. Определить параметры проектирования ПП (см. табл. 3.2

), выпол-

нив команду меню Design > Rules. В результате откроется диалоговое окно

PCB Rules and Constraints Editor (рис. 3.27

), в нашем примере изменим толь-

ко ширину проводников, цепей питания и общую цепь GND.

35. В диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor в списке кате-

горий выбрать двойным щелчком левой кнопкой манипулятора «мышь»

Routing. В результате откроется список правил.

36. Выбрать тип правил Width (ширина проводников), в дереве выпадет

только одно правило Width.

37. Щелкнуть на нем оди

н раз левой кнопкой манипулятора

«мышь». В правой части окна появится описание данного правила (рис. 3.28

созданное мастером PCB Wizard.