Многослойные платы в altium

Многослойные платы в altium

text-align:center;line-height:normal">
"За статью проголосовало 0 человек"

text-align:center;line-height:normal">
РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ В СИСТЕМЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ALTIUM DESIGNER

text-align:right;line-height:normal">
Якушев Игорь Юрьевич

text-align:right;line-height:normal">
инженер-стажер в NVision Group, студент I курса магистратуры, Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, РФ, г. Новосибирск

Марамзин Валерий Валентинович

background:">
научный руководитель, ведущий инженер-конструктор технического отдела в NVision Group, преподаватель, Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, РФ, г. Новосибирск

1.0cm;line-height:150%;background:">

1.0cm;line-height:150%;background:">
В настоящее время существует различное множество сред разработки печатных плат, которые облегчают создание даже очень сложных (многослойных) плат. К подобным средам разработки можно отнести такие программные комплексы как Allegro Cadence, Altium Designer, Mentor Graphics и другие.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
При разработке печатных плат была выбрана среда разработки Altium Designer [1] по следующим причинам: дешевизна, работа с многослойными платами и схемами любой сложности, стандартные библиотеки готовых компонент и другие возможности, позволяющие более эффективно разрабатывать печатные платы.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Altium Designer — это мощный редактор с возможностью автоматической разводки платы по принципиальной схеме. Возможности настройки рабочего интерфейса начинаются с изменений цветовых характеристик рабочего поля и заканчиваются настройкой правил при разводке печатных плат. Altium Designer позволяет создавать библиотеки компонент как для принципиальных схем, так и для редактора печатных плат.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
В качестве примера печатной платы рассмотрено устройство беспроводной связи. На рисунках 1 и 2 приведены соответственно верхний и нижний слой печатной платы, а также отображены размеры платы, указанные в миллиметрах.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
В большинстве случаев разрабатываемые устройства обычно небольших размеров, поэтому в устройствах используются SMD-компоненты — компоненты для поверхностного монтажа, как и данном примере. Печатная плата, рассматриваемая в примере, выполняется из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, на поверхности которого находится токопроводящий слой из медной фольги, путём удаления ненужных участков фольги химическим травлением.

text-align:center;line-height:150%">

Рисунок 1. Верхний слой печатной платы

text-align:center;line-height:150%">

Рисунок 2. Нижний слой печатной платы

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Сплошные участки (полигоны) на верхнем и нижнем слое соединены с общим проводом — используются в качестве заземляющей шины. Это необходимо по следующим причинам:

· Общий провод наиболее часто используется в схеме, поэтому для упрощения проектирования печатной платы необходимо создавать полигоны заземления на верхнем и нижнем слое

· Благодаря полигонам происходит экранирование платы от внешних источников помех

· Происходит механическое увеличение прочности платы

· Происходит увеличение распределенной емкости в цепях схемы, за счет которой подавляется излучаемый шум

На рисунке 3 приведена 3D-модель разработанной печатной платы (отображение сверху), к которой прикреплены 3D-модели электронных компонент. 3D-модели могут быть разработаны в средах, подобных программному комплексу SolidWorks. Разработанные 3D-модели сохраняются в файле с расширением *.step, который предназначен для загрузки в редактор печатных плат Altium Designer. 3D-модели, использованные для отображения в разрабатываемых устройствах, не обязательно создавать самостоятельно — существуют различные ресурсы с подобным открытым или закрытым контентом. Например, к таким ресурсам можно отнести ресурс 3D ContentCentral [2], на котором расположены 3D-модели большинства стандартных элементов. Данный ресурс позволяет просмотреть вид 3D-элемента, а также в некоторых случаях настроить этот элемент необходимым образом.

3D-модель печатной платы позволяет просмотреть, как будет выглядеть разрабатываемое устройство, а также позволяет устранить ошибки, обнаруженные при просмотре модели.

Для создания печатной платы необходимо экспортировать создаваемый проект в файлы, загружаемые в станок печатных плат, например, Gerber-файлы.

text-align:center;line-height:150%">

text-align:center;line-height:normal">
Рисунок 3. 3D-модель печатной платы

Система проектирования Altium Designer имеет широчайшие возможности разработки печатных плат, благодаря которым значительно снижаются ошибки разработчиков, т.е. благодаря данной системе проектирования готовая печатная плата имеет минимум ошибок, тем самым затрачивается минимальное время на изготовление печатной платы.

margin-left:1.0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-indent:-1.0cm;
line-height:150%">
Список литературы

Самый простой способ для создания плат, имеющих не сложный контур, является использование мастера печатных плат (PCB Board Wizard). Он позволяет пошагово выбирать настройки необходимые для создания платы. На любом этапе можно использовать кнопку «Back» (Назад), чтобы проверить или изменить предыдущие страницы мастера. Чтобы создать новую печатную плату с помощью мастера PCB, необходимо выполнить следующие действия:

Читайте также:  Samsung galaxy a6 рейтинг

1. Открыть PCB Board Wizard с помощью команда PCB Board Wizard в панели File (см. Рис.1). Если эта опция не отображается на экране, необходимо закрыть некоторые из вышерасположенных разделов, нажав на значок со стрелкой.

Рис.1. Запуск PCB Board Wizard

2. Мастер плата PCB начинается с вводной страницы, в которой говориться, что

Этот мастер поможет вам создать и настроить новую печатную плату и необходимо выполнить несколько простых шагов, что бы задать необходимые параметры. Нажмите«Next» (Далее), чтобы продолжить.

3. Установите единицы измерения Metric . Altium Designer одинаково хорошо работает как с метрической, так и с дюймовой системой мер, причем заложенная точность на два порядка выше, чем в системе P-CAD, а переключение системы единиц может быть выполнено в любой момент работы над проектом. Нажмем кнопку Next

4. На третьей странице мастера позволяет выбрать из списка существующих шаблонов стандартных промышленных печатных. В данном примере мы зададим собственные размеры платы, для чего выбираем из списка Custom (пустой бланк) и нажимаем «Next».

5. Так как в предыдущем меню из списка было выбрано Custom в четвертом окне нужно задать форму и размеры будущей платы (см. Рис.2)

Рис. 2. Определение формы и размеров будущей платы

В левой части данного окна выбирается форма и размеры бедующей платы (см. Рис. 2). В правой части данного окна выбирается слой на котором будет размещаться контур платы (DimensionLayer). Задается толщина линий прорисовки границы платы (Boundary Track Width) и размеров (Dimension Line Width), а также отступ от края платы (KeepoutDistanceFromBoardEdge).

6. На следующем шаге необходимо указать количество сигнальных слоев, а также внутренних слоев питания и заземления. В нашем случае будет только два сигнальных слоя, поэтому в поле Signal Layers следует ввести число 2, а в поле Power Planes — число 0. Для продолжения нажмем кнопку Next.

7. Далее следует определить тип переходных отверстий. Так как мы проектируем простую двухстороннюю плату, то выберем тип Thruhole Vias only(сквозные переходные отверстия).

Рис. 3. Тип переходных отверстий

Заметим, что система Altium Designer позволяет использовать на многослойных платах слепые и глухие переходные отверстия, в том числе и по технологии Microvia. Для использования слепых и глухих переходов в текущем окне следует выбрать опцию BlindandBurierViasonly.

8. В следующем окне необходимо выбрать преобладающую технологию монтажа компонентов (поверхностный или монтаж в отверстия).

Рис. 4 Выбор технологии монтажа

При выборе опции Through-hole components (преобладает монтаж в отверстия) ниже указывается допустимое число проводников между смежными контактными площадками. Если была выбрана опция Surface-mount components (преобладает поверхностный монтаж), ниже указывается разрешено или нет двустороннее размещение SMD-компонентов (см. Рис.4).

9. В следующем окне можно настроить некоторые параметры, которые в дальнейшем будут преобразованы в правила проектирования.

Рис.5. Окно ввода правил проектирования

Все задаваемые размеры, для наглядности, отображаются рисунками справа от значения (см. Рис.5). Здесь задаются минимально допустимые:

  • ширина проводника (Track Size)
  • диаметр площадки переходного отверстия (Via Width)
  • диаметр переходного отверстия (Via Hole Size)
  • зазор между проводниками (Clearance).

Оставим эти значения заданными по умолчанию. Нажмем кнопку Next.

10. Последнее диалоговое окно сообщает, что создание заготовки платы завершено. Нажимаем кнопку «Finish» и редактор печатных плат покажет новый файл PCB с именем PCB1.PcbDoc и базовым количеством настроек.

11. В рабочей области по умолчанию будет отображаться белый лист с пустой платой (черная область с сеткой). Что бы отключить отображение белого листа необходимо зайти Design » Board Options и в диалоговом окне снять галочку напротив пункта Display Sheet.

Читайте также:  Лучшие наушники в пределах 1000

12. Для отображения платы, во всю рабочую область, можно использовать функцию View » FitBoard [горячие клавиши: V> F]. После чего плата будет максимально приближена в границе рабочей области.

Кажется, что существует бесконечное множество возможных размеров и форм плат. Если вы когда-либо работали в компании, где разрабатывают платы только по нескольким стандартным форм-факторам, вы можете и не осознавать, насколько эти размеры и формы могут быть разнообразными: круглые платы, квадратные платы, платы с вырезами, платы с нестандартными углами и платы со множеством углов и контуров.

Список всех возможных форм и размеров плат может быть бесконечным, и вы должны быть готовы к созданию любой из них.

К счастью, средства проектирования плат обычно включают в себя инструменты черчения, необходимые для создания любого контура платы, который может понадобиться. Средства проектирования от Altium также подходят для этой задачи, и здесь есть множество инструментов и настроек, которые помогут вам в этом. Здесь мы рассмотрим базовые способы создания и изменения размеров платы в Altium Designer.

Начало работы

Сперва необходимо понять, какие размеры и форма платы необходимы. Мы не будет тратить время на это здесь, поскольку это, как правило, диктуется требованиями к конструкции и принятыми на предприятии стандартами. Вы должны быть знакомы с различными технологиями печатных плат, так как от этого напрямую зависит то, как вы, в конечном итоге, создадите контур платы.

Некоторую полезную информацию о технологиях изготовления печатных плат вы можете найти в этом документе от Altium.

Затем необходима пустая печатная плата в проекте Altium Designer, с которой вы сможете работать. Для этого выберите команду File » New » PCB, как показано на изображении ниже. Вы можете задать название этой платы, и в этой статье она была названа “Test”. Когда плата создана в проекте, вы готовы начать работать с контуром платы.

Создание новой платы в Altium Designer

Создание простого контура платы

При создании нового документа платы в Altium Designer по умолчанию появляется прямоугольная плата размером 6×4 дюйма. Зачастую вы можете просто использовать этот контур платы и изменить его в соответствии с вашими требованиями, как мы сделаем это здесь. Первым шагом зададим начало координат с помощью команды Edit » Origin » Set, как видно в левой части изображения ниже.

Определение начала координат нового документа платы

Теперь щелкните мышью, чтобы задать начало координат. В правой части изображения выше вы видите, что мы задали начало координат в левом нижнем углу платы.

Затем зададим сетку. Для этого вы можете воспользоваться сочетанием клавиш Ctrl+Shift+G или перейти в редактор сеток через свойства платы. Помимо определения значения и единиц измерения сетки вы можете также можете найти множество полезных функций в редакторе сеток.

Для работы с контуром платы в Altium Designer сначала необходимо перейти в режим Board Planning Mode. В Altium Designer доступны три режима для работы с конструкцией платы:

  1. Board Planning Mode (Режим планирования платы)
  2. 2D Layout Mode (2D-режим отображения)
  3. 3D Layout Mode (3D-режим отображения)

Вы можете перейти в режим планирования платы через главное меню, как показано на изображении ниже, либо щелкнув мышью в области платы и нажав клавишу 1. При переходе в Board Planning Mode плата станет зеленой, как показано ниже.

Переход в режим планирования платы в Altium Designer

Теперь вы готовы изменить размеры существующего контура платы. Для этого используйте команду Design » Edit Board Shape главного меню. После запуска этой команды вы увидите ручки редактирования на контуре платы. Вы можете изменить размер и форму платы, перетащив мышью одну из этих ручек или одну из сторон платы.

Читайте также:  Как найти последнее местоположение выключенного телефона

Перемещение угла при редактировании контура платы

Как видно на изображении выше, мы зажали мышь на верхнем левом углу контура платы и перетащили его правее и ниже. После того, как мышь отпущена, это станет новым положением угла контура платы. По окончании перемещения углов и сторон платы в необходимые положения щелкните вне контура платы, чтобы выйти из режима редактирования.

Изменение размеров платы в Altium Designer и другие расширенные функции

Итак, мы показали простое редактирование существующего контура платы по умолчанию, но в Altium Designer существует намного больше возможностей. В предыдущем разделе мы использовали меню Design, чтобы запустить команду Edit Board Shape. Здесь же находятся другие команды для редактирования платы, которые вы также можете увидеть на изображении ниже. Помните, что эти команды доступны только в режиме Board Planning Mode (где плата отображается зеленым цветом).

Меню Design в Altium Designer

Как видите, в этом меню доступно несколько вариантов работы с контуром платы. Вы можете переопределить его, отредактировать или переместить. Сначала посмотрим на переопределение контура платы.

Если существующий контур платы вам совершенно не подходит, вы можете использовать команду Redefine Board Shape, чтобы создать новый контур с нуля. Это позволит начертить новый контур, щелкая мышью для размещения вершин контура платы, как видно в верхней части изображения ниже. В нижней части этого изображения показан результат выполнения команды.

Использование команды Redefine Board Shape для создания нового контура платы

Еще одной полезной возможностью является изменение существующего контура с помощью команды Modify Board Shape. В левой части изображения ниже вы видите, как эта команда позволяет создать выемку в контуре платы. В правой части этого изображения виден финальный контур платы с выемкой.

Использование команды Modify Board Shape для создания выемки в плате

Помимо изменения контура платы с помощью этих команд, вы также можете добавлять вырезы. Для этого необходимо выйти из режима редактирования платы в обычный 2D-режим с помощью меню View или клавиши 2. После этого перейдите в меню Design и выберите команду Board Shape » Define Board Cutout. Щелчками мыши определите вершины выреза, как это показано на верхней части изображения ниже, затем нажмите правую кнопку мыши, чтобы завершить вырез, как показано на нижней части изображения.

Добавление выреза платы в Altium Designer

В Altium Designer в процессе создания форм контура и выреза платы доступно пять режимов углов:

  1. 45 градусов
  2. 45 градусов с дугой
  3. 90 градусов
  4. 90 градусов с дугой
  5. Любой угол

Для переключения между этими режимами используйте сочетание клавиш Shift+Пробел и клавишу Пробел – для переключения направления угла. Размер дуги отображается в нижней части окна, и вы можете увеличивать или уменьшать этот размер, зажав клавишу “.” или “,”. Для увеличения скорости изменения дуги зажмите клавишу Shift вместе с “.” или “,”.

Работа с дугами может быть несколько непривычной, но здесь главное попрактиковаться. И не забывайте, что при размещении неудачного сегмента вы можете использовать клавишу Backspace для удаления последней размещенной вершины.

Следующий этап

Перед размещением компонентов всё ещё необходимо сделать некоторые вещи: перенести данные со схемы на плату, настроить структуру платы и видимость слоев, задать правила проектирования. После этого вы можете приступать непосредственно к конструированию платы.

Может быть бесконечное множество различных форм и размеров плат. К счастью, Altium Designer оснащен отличными инструментами конструирования печатных плат различных форм. Если вы еще не использовали Altium Designer и хотите узнать больше, поговорите с экспертом Altium сегодня.

Об авторе

PCB Design Tools for Electronics Design and DFM. Information for EDA Leaders.

Ссылка на основную публикацию
Мегафон опции за рубежом
Всем абонентам мобильной связи известно, что оплата услуг в роуминге достаточно высокая. Кроме того, нужно платить за входящие звонки. И...
Люстра с пультом управления светодиодная инструкция
Идея установить и подключить люстру с пультом замечательна тем, что хозяева квартиры получают возможность управлять освещением, не привязываясь к выключателю....
Ля рош позе скидки
12 актуальных предложений март 2020 Сэкономьте 10% с промокодом при покупке более 3000 рублей Приобретите в интернет-магазине La Roche Posay...
Мегафон отправить деньги с телефона на телефон
Каждый клиент компании Мегафон при необходимости может со своего счёта пополнить баланс близкого, который также пользуется услугами данного оператора. Для...
Adblock detector