طراحی آبجکت‌های یک داکیومنت PCB

نمای گرافیکی طراحی آبجکت‌‌های PCB

تصویرهای نشان داده شده در قسمت پایین، طراحی آبجکت‌های PCB را ارائه می‌دهد.

• می‌توانید یک Reuse Block یا یک Snippet، در صورت وجود، در داکیومنت PCB قرار دهید.
• برخی از آبجکت‌ها در Place menu و یا Active Bar قرار نمیگیرند. بهعنوان مثال، دکارتی و polar grids از قسمت پنل Properties برای برد تعریف میشوند (بدون اینکه آبجکتی انتخاب شده باشد).
• شکل برد، خطوط split و bending (در بالا نشان داده نشده) نیز از قسمت Board Planning Mode، تعریف میشوند.
• آبجکت Text را میتوان در دو حالت تعریف کرد: رشته یا Text Frame. در نظر داشته باشید که بارکد، یک آبجکت طراحی جداگانه نیست، بلکه نمایش/حالت یک آبجکت متنی قرار داده شده است.

 

نمایش طراحی آبجکت‌‌های کلیدی PCB

با نگاهی به تصاویر زیر می‌توانید انواع طراحی آبجکت‌‌های یک برد واقعی را ببینید.

یک مقدمه برای هر آبجکت به‌همراه اطلاعات دقیق در این مقاله ارائه شده است. توجه داشته باشید که تمرکز در درجه اول روی آبجکت‌هایی است که هنگام طراحی برد خود به‌طور منظم از آنها استفاده می‌کنید.

Component

فوت‌پرینت کامپوننت، فضا و نقاط اتصال مورد نیاز برای نصب قطعات را روی برد مدارچاپی مشخص می‌کند. این گروه از آبجکت‌ها از مجموعه اولیه و ساده تشکیل شده؛ مانند پدها، خطوط و Arcs و همچنین سایر آبجکت‌های طراحی.

پدها نقاط اتصال و نصب پین‌های کامپوننت را فراهم می‌کنند. طرح‌های اضافی، مانند خطوط و arc‌ها، اغلب برای تعریف outline کامپوننت روی overlay layer (silkscreen) گنجانده می‌شود.

 

Component Designator & Comment

فیلدهای Designator و Comment پارامترهای child آبجکت‌های یک کامپوننت PCB هستند. designator برای شناسایی منحصربه‌فرد هر کامپوننت قرار داده شده است تا آن را از سایر کامپوننت‌‌های موجود در سند PCB متمایز کند.

از comment برای افزودن اطلاعات اضافی به یک کامپوننت قرار داده شده استفاده می‌شود. comment و  designator، هر دو پس از قرار دادن parent component object پیکربندی می‌شوند.

این دو، آبجکت‌های طراحی نیستند که بتوان مستقیم از آنها استفاده کرد.

۳D Body

یک آبجکت ۳D Body به‌صورت محفظه‌ای استفاده می‌شود که در آن یک مدل سه‌بعدی عمومی با فرمت استاندارد، شامل مدل‌های STEP، SOLIDWORKS و Parasolid است که می‌تواند شکل سه‌بعدی قطعاتی را که روی PCB مونتاژ شده، نشان دهد.

هنگامی که ویرایشگر به حالت نمایش سه‌بعدی تغییر می‌کند، شکل سه‌بعدی قطعات نمایش داده می‌شود.

اگر کامپوننت فیزیکی با استفاده از به‌صورت یک آبجکت با بدنه سه‌بعدی تعریف شده باشد، در این صورت بررسی ترخیص قطعات سه‌بعدی می‌تواند انجام شود.

Track

سگمنت Track یک خط مستقیم با عرض مشخص شده است. trackها روی لایه سیگنال قرار می‌گیرند تا اتصالات الکتریکی یا مسیریابی بین پدهای کامپوننت را ایجاد کنند.

trackها همچنین در طراحی گروهی آبجکت‌ها مانند dimensions استفاده می‌شوند.

Pad

پدها برای تثبیت کامپوننت روی برد و ایجاد نقاط اتصال از پین‌های کامپوننت تا مسیریابی روی برد استفاده می‌شوند.

یک پد می‌تواند روی یک لایه به‌عنوان پد سطحی برای قطعات SMD باشد یا می‌تواند یک پد سه‌بعدی از طریق حفره باشد که دارای بدنه بشکه‌ای در سطح Z (عمودی) با یک ناحیه flat در هر لایه مس (به‌صورت افقی) باشد.

بدنه بشکه‌ای شکل پد، زمانی تشکیل می‌شود که برد در حین ساخت سوراخ شده و روکش شده باشد.

در صفحات X و Y، یک پد می‌تواند یکی از شکل‌های از پیش تعریف‌شده را داشته باشد (به‌عنوان مثال، گرد، هشت ضلعی، مستطیل) یا می‌توانید شکل پد سفارشی خود را بسازید.

پدها را می‌توان به‌صورت جداگانه به‌عنوان free pad در طراحی استفاده کرد، یا به‌طور معمول، در ویرایشگر PCB Library، جایی که با دیگر موارد اولیه در فوت‌پرینت کامپوننت‌ها ترکیب شده است، استفاده شوند.

 

• بیشتر بخوانید: برد مدارچاپی جدیدی که در آب حل می‌شود

 

Via

از via برای ایجاد یک اتصال الکتریکی عمودی بین دو یا چند لایه الکتریکی PCB استفاده می‌شود.

Viaها آبجکت‌های سه‌بعدی هستند و بدنه‌ای بشکه‌ای در صفحه Z (عمودی) با یک حلقه به‌صورت flat در هر لایه (افقی) مس دارند.

بدنه بشکه‌ای شکل، زمانی تشکیل می‌شود که برد در حین ساخت سوراخ شده و روکش ‌شود. در صفحات X و Y ،viaها دایره‌ای هستند، مانند پدهای گرد (دایره‌ای).

تفاوت کلیدی بین via و pad در این است که viaها علاوه بر اینکه می‌تواند تمام لایه‌های برد (بالا به پایین) را بپوشاند، می‌تواند از یک لایه سطحی به یک لایه داخلی یا بین دو لایه داخلی نیز بچرخد.

Polygon Pour

Polygon pour برای ایجاد یک ناحیه solid یا hatched  (lattice) روی یک لایه PCB، با استفاده از آبجکت‌های ناحیه یا ترکیبی از آبجکت‌های track و arc استفاده می‌شود.

Ploygon pour که به آن copper pour نیز گفته می‌شود، شبیه به یک ناحیه است با این تفاوت که می‌تواند ناحیه‌ای با شکل نامنظم از برد را پر کند، زیرا به‌طور خودکار در اطراف آبجکت‌های موجود ریخته شده و فقط به آبجکت‌هایی که در همان net که Polygon pour است متصل می‌شود.

روی یک لایه سیگنال، می‌توانید یک Ploygon pour، از نوع solid قرار دهید تا ناحیه‌ای را برای حمل جریان‌های منبع تغذیه بزرگ یا به‌عنوان ناحیه متصل به زمین برای ایجاد محافظ الکترومغناطیسی تعریف کنید.

Hatched polygon pours معمولاً برای گراند کردن در طرح‌های آنالوگ استفاده می‌شود.

Region

region، که به‌عنوان solid region نیز شناخته می‌شود، یک آبجکت چندضلعی است که می‌توان آن را بر روی یک لایه سیگنال قرار داد تا ناحیه‌ای از مس solid را تعیین کند تا از آن برای ایجاد محافظ یا حمل جریان‌های بزرگ استفاده شود.

نواحی مثبت را می‌توان با trackها یا قطعات arc ترکیب کرد تا به یک net متصل شد.

در ویرایشگر PCB Library، می‌توان از regionها برای ایجاد شکل‌های پد سفارشی روی لایه‌های مسی یا ماسک ویژه روی solder و paste mask استفاده کرد.

در لایه‌های غیر الکتریکی، می‌توان از region برای تعریف اشکال سفارشی برای کارهایی مانند لوگو استفاده کرد.

هنگامی که یک ناحیه به‌عنوان نگاتیو قرار می‌گیرد، می‌تواند یک بریدگی (یک فضای خالی) در polygon pour ایجاد کند.

Keepout

Keepout در طراحی PCB یک ناحیه یا محیطی است که توسط کاربر تعریف می‌شود (با استفاده از آبجکت‌های Keepout Arc ،Fill ،Region و Track) در چیدمان که اجسام مسی نمی‌توانند آن را قطع کنند.

معمولاً برای کنترل region مورد استفاده، اقداماتی چون قرار دادن خودکار مس، مانند polygon pour و مسیریابی تعاملی، گنجانده شده است.

یک نگهدارنده همچنین یک مکان نامعتبر را هنگام قرار دادن دستی آبجکت‌های مسی را نشان می‌دهد.

Keepoutها برای تعیین نواحی غیرقابل مسیریابی برد (مانند مناطق حساس الکتریکی یا ولتاژ بالا)، مکان‌های مسی در معرض خاص مانند نقاط آزمایشی یا مناطق ناسازگار مکانیکی (مانند سوراخ‌های نصب یا گوشه‌های PCB) ایده‌آل هستند.

Text

یک آبجکت متنی، یک رشته تک خطی یا قاب متنی چندخطی را روی لایه انتخاب‌شده در انواع سبک‌ها و قالب‌های نمایش ازجمله استانداردهای بارکد، قرار می‌دهد.

متن تعریف‌شده توسط کاربر می‌تواند نوع خاصی از رشته باشد که برای نمایش اطلاعات برد یا سیستم یا مقدار پارامترهای کاربر بر روی برد استفاده شده باشد.

قاب متن یک ناحیه مستطیلی قابل تغییر است که می‌تواند شامل چندین خط متن بوده و از طرفی می‌توان آن را به‌طور خودکار wrap و برش داد تا آن را در محدوده قاب نگه داشت.

 

Barcode

این نرم‌افزار توانایی قرار دادن نمادهای بارکد را مستقیماً بر روی PCB در هر لایه‌ای فراهم می‌کند و به بارکدها اجازه می‌دهد تا به‌راحتی روی PCB به‌صورت بخشی از فرآیند تولید چاپ شوند.

بارکدها معمولاً برای برچسب‌گذاری و شناسایی PCBها استفاده می‌شوند که می‌توان برای این کار استفاده کرد.

یک بارکد در یک سند PCB به‌عنوان یک آبجکت متنی قرار می‌گیرد که نوع قلم آن بر روی BarCode تنظیم می‌شود.

بارکد ISO code 39 (استاندارد وزارت دفاع ایالات متحده) و code 128 (استاندارد شناسایی تجارت جهانی) پشتیبانی می‌شود.

Room

Room ناحیه‌ای است که به قرار دادن کامپوننت کمک می‌کند.

Roomهای مستطیلی یا چندضلعی را می‌توان بر روی لایه‌های بالایی یا پایینی برد و یا می‌توان آن‌ها را در اطراف کامپوننت‌های طراحی قرار داد (به‌طور خودکار آنها را به Room مرتبط کرد).

از طرف دیگر، Roomهای متعامد، غیر تعامد و مستطیلی‌شکل ممکن است به‌طور خودکار بر اساس کامپوننت‌های انتخاب‌شده در فضای طراحی ایجاد شوند.

 

Comment

comment یک یادداشت اضافه‌شده توسط کاربر است که به یک نقطه، آبجکت یا ناحیه خاص (در صورت لزوم) به سند پشتیبانی‌شده اختصاص داده می‌شود و ممکن است توسط سایر کاربران ریپلای شود.

کامنت، همکاری بین کاربران را بدون تغییر داده‌های به اشتراک گذاشته‌شده ارتقا می‌دهد، زیرا کامنت‌ها توسط Workspace متصل مستقل از داده‌ها ذخیره می‌شوند.

کامنت‌ها به‌طور مستقیم در فضای طراحی اصلی با استفاده از یک پنجره در ارتباط با پنل کامنت‌ها و وظایف (اشتراک Altium Designer Pro/Enterprise) یا پنل کامنت‌ها (Altium Designer Standard Subscription) پست شده، به آنها پاسخ داده و مدیریت می‌شوند.

Tuning Object (Pattern)

ویژگی‌های The Interactive Length Tuning و Interactive Diff Pair Length Tuning، ابزاری پویا برای بهینه‌سازی و کنترل طول‌های net یا differential pair، با اجازه دادن به الگوهای تنظیم دامنه متغیر، با توجه به فضای موجود، قوانین و موانع موجود در طراحی را برای شما به ارمغان می‌آورد.

پس از قرار دادن یک الگوی تنظیم (Accordion, Sawtooth, Trombone) آن الگو به یک آبجکت قابل انتخاب تبدیل می‌شود که می‌توان آن را تغییر داد.

Dimension

طراحی آبجکت‌ Dimension از یک یا چند رشته و سگمنت track تشکیل شده است.

انواع مختلفی از آبجکت‌ها، ابعادی برای برآورد نیازهای طراحی مختلف پشتیبانی می‌شوند که هر کدام سطح بالایی از سفارشی‌سازی arrow و textرا ارائه می‌دهند.

ظنگام اندازه‌گیری یک آبجکت، anchor point در دسترس شما قرار می‌گیرد که محل اتصال را برجسته می‌کند.

dimension’s value  (در صورت وجود) به‌طور خودکار با جابه‌جایی نقاط شروع یا پایان آن بروز می‌شود. به همین ترتیب، اگر موقعیت یک آبجکت که نقطه مرجع متصل‌شدۀ آن تغییر کند، به‌روز می‌شود.

Embedded Board Array

یک Embedded board array یک آبجکت طراحی است که شما آن را در فضای طراحی PCB قرار داده و به یک فایل برد موجود پیوند می‌دهید.

با قرار دادن چندین Embedded board array، می‌توانید یک پنل ساخت از بردهای مختلف ایجاد کنید، یا همان برد را به‌صورت پله‌ای قرار دهید.

اطلاعات stack layer، ابعاد، V-groove و مسیر را نیز می‌توان به این “پنل تولید” PCB اضافه کرد.

Embadded board array مورد استفاده برای پنل تولیدی، باید بر روی یک سند PCB جداگانه در پروژه PCB موجود یا جایگزین قرار گیرد.

این سند باید به‌عنوان “Hub” ساخت سایر اسناد PCB که حاوی طرح‌های واقعی هستند در نظر گرفته شود.