Definition und Verwendung mehrerer Raster

Ein typisches PCB-Layout besteht aus elektrischen, elektromechanischen und mechanischen Objekttypen, die jeweils spezifische Rasteranforderungen haben. Beispielsweise können das Verlegen von Leiterbahnen, elektronische Bauteile, Testpunkte und mechanische Gehäuse jeweils unterschiedliche Rasterschritte und Größenanforderungen haben, ebenso wie unterschiedliche Maßeinheiten oder einen unterschiedlichen Versatz vom Referenzursprung der Platine. Polar- (kreisförmige) Raster können ebenfalls erforderlich sein, um Spuren oder Komponenten entlang eines Bogens zu platzieren. Folglich adressiert ein einzelnes Raster allein oft nicht ausreichend all diese Anforderungen.

DAS STANDARDRASTER

Das einzige standardmäßig aktivierte Raster in einem neuen Printed Circuit Board-Dokument ist das Standardraster. Es beinhaltet ein grundlegendes, aber flexibles System. Die Maßeinheit kann zwischen imperialen und metrischen Einheiten umgeschaltet werden, indem man die Q Tastenkombination verwendet. Der Einrastabstand des Cursors wird auf einen benutzerdefinierten Wert gesetzt, indem man das Menü über die G Tastenkombination jederzeit aufruft.

Ein feines Raster wird angezeigt, das direkt mit der aktuellen Fangrastereinstellung zusammenhängt. Ebenso bezieht sich das Definieren und Verwenden mehrerer PCB-Raster auf ein vom Benutzer definiertes Vielfaches: typischerweise das 2-, 5- oder 10-fache des Fangrasters. Wenn sich also die Schrittgröße des Fangschritts ändert, ändert sich das feine Raster um genau denselben Betrag, und das grobe Fangraster ändert sich um einen Vielfachen Betrag.

Es ist möglich, sich ausschließlich auf dieses Standardraster in allen Aspekten der Bauteilplatzierung, Leiterbahnenverlegung und der Platzierung mechanischer oder spezieller Objekte zu verlassen. Dies würde jedoch häufige Änderungen der Schrittgröße, sowie eine Änderung der Maßeinheit und möglicherweise sogar Änderungen des Platinenursprungsorts erfordern, um alle erforderlichen Raster zu erreichen. Hier können mehrere Raster helfen, diesen komplizierten und manuellen Prozess zu lösen.

VERSCHIEDENE RASTERANFORDERUNGEN

Das Platzieren von Komponenten auf einem spezifischen Raster kann den Prozess der Bauteilplatzierung und -ausrichtung beschleunigen. Es kann auch helfen, eine optimale Komponentendichte zu erreichen. Da die meisten Komponenten-Fußabdrücke in Millimetern definiert sind, können ein oder mehrere dedizierte, vom Benutzer definierte metrische Raster festgelegt werden, um die Bauteilplatzierung zu erleichtern. Solche Raster können so spezifiziert werden, dass sie nur im Bauteilplatzierungsmodus aktiv sind und beim Verlegen von Leiterbahnen deaktiviert und unsichtbar bleiben.

Die Platzierung von In-Circuit-Testpunkten wird üblicherweise auf einem imperialen Raster von 100 mils benötigt. Während keine anderen Objekte dieses Typs von PCB-Layout-Raster erfordern, kann ein spezielles Testpunktraster ausschließlich für das Platzieren von Testpunkten als freie Pads oder Testpunktkomponenten definiert werden. Falls erforderlich, kann dieses Raster vom Referenzursprungspunkt der Platine versetzt definiert werden. Dieses spezielle Raster erleichtert das Platzieren oder Überprüfen des Testpunkts genau auf dem für die Testvorrichtungsherstellung erforderlichen Raster. Wenn nicht benötigt, kann das spezielle Testpunktraster deaktiviert werden.

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Abbildung 1 In-Circuit-Testpunkte auf einem 100 mil Raster

Feinpitch-Pads können schwer zu verlegen sein, wenn sie nicht auf einem feineren Raster als dem typischen Routing-Snap-Schritt ausgerichtet sind. Zum Beispiel wird ein großes, mehrere hundert Pins umfassendes BGA auf einem 0,8 mm Pad-Raster, das mit mehreren Geräten auf demselben Pad-Raster verbunden ist, viel einfacher zu verlegen sein, wenn die Pads auf einem 0,4 mm Raster ausgerichtet sind. Alle mit den Feinpitch-Pads verbundenen Leiterbahnen können schnell und ordentlich auf dem einrastenden Raster platziert werden. Wenn nicht mehr benötigt, kann das spezielle Feinpitch-Pad-Raster deaktiviert werden.

Elektromechanische Komponenten wie Schalter, Buchsen oder Kartensteckplätze müssen genau mit dem mechanischen Gehäuse der Platine ausgerichtet sein. Eine solche Ausrichtung kann ein Raster erfordern, das sich von dem der Komponentenplatzierung, der Leiterbahnführung oder der Platzierung von Testpunkten unterscheidet. Das Raster kann sogar einen anderen Versatz benötigen, relativ zum Ursprung der Platine, um korrekt mit dem mechanischen Gehäuse auszurichten. Ein dediziertes Raster kann auf jede Schrittgröße, vertikale oder horizontale Entfernung über den Umriss der Platine hinaus oder jeden Versatz relativ zum Ursprung der Platine definiert werden. Wenn nicht benötigt, kann dieses gedruckte Schaltungsnetz leicht deaktiviert werden.

Manchmal müssen Komponenten oder Leiterbahnführungen entlang eines Bogens platziert werden. Die Drehung einer Komponente kann normalerweise auf jeden Winkel eingestellt werden. Die präzise Ausrichtung mehrerer Komponenten, die entlang eines Bogens platziert werden, oder die Platzierung von Bogenleiterbahnen kann jedoch auf einem standardmäßigen kartesischen (90-Grad) Raster extrem schwierig sein. Hier kann ein dediziertes Polar-Raster äußerst wertvoll sein. Es ermöglicht die einfache Platzierung von Komponenten oder die Leiterbahnführung entlang eines benutzerdefinierten Winkel- und Radialschritts. Wie alle benutzerdefinierten Komponentenraster kann das dedizierte Polar-Raster bei Bedarf leicht deaktiviert oder aktiviert werden.

Abbildung 2 Komponenten und Bögen, die auf einem 15-Grad-Winkelschritt und 0,5 mm Radialschritt platziert sind

GRID-MANAGER

Das Definieren mehrerer benutzerdefinierter Leiterplatten-Grids ist einfach, wenn Sie den Altium Designer Grid Manager verwenden. Hier können verschiedene Grids hinzugefügt werden, egal ob kartesisch oder polar. Die Einzelheiten, wie Schrittgröße, Maßeinheit, Ursprung und Bereich jedes benutzerdefinierten Grids, können vom Benutzer in einem Grid-Editor-Dialog festgelegt werden. Auch die Farbe und der Linientyp jedes Grids werden in diesem Dialog definiert. Überlappende Grids können als Prioritätsreihenfolge festgelegt oder nach Funktion (Nicht-Komponente und/oder Komponente) aktiviert oder deaktiviert werden.

Abbildung 3: Der Grid-Manager

Sobald die Grids definiert sind, ermöglicht der Grid-Manager dem Benutzer, zu steuern, welches benutzerdefinierte Grid zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv oder inaktiv ist. Diese Steuerungen ermöglichen es dem Benutzer, sich auf spezifische Platzierungs- oder Routingaufgaben zu konzentrieren und das passende Grid für jede Aufgabe auszuwählen. Beispielsweise kann beim Platzieren oder Überprüfen von Testpunkten das Testpunkt-Grid aktiviert und priorisiert werden, sodass es das aktive Grid ist. Oder alle benutzerdefinierten Grids können deaktiviert werden, sodass das Standardgrid für allgemeines Routing auf dem regulären Grid verwendet werden kann.

LEITFÄDEN UND EINRASTPUNKTE

Snap Guides und Snap Points können sehr hilfreich für die Ausrichtung durch Einrasten sein. Diese Objekte werden vom Benutzer relativ zu einem X/Y-Koordinatenpunkt angegeben und im PCB-Editor als Richtlinien oder Punkte zur visuellen Referenz oder zum Einrasten angezeigt. Snap Guides und Snap Points können jederzeit aktiviert oder deaktiviert werden.

Abbildung 4: Der Snap Guide Manager

Snap Guides sind sehr nützlich, um die Mittellinie auf Ihrer Leiterplatte oder eine andere kritische Richtlinie zu markieren. Ein vertikaler Snap Guide wird relativ zu einer spezifischen X-Koordinate gesetzt und erstreckt sich unendlich in Y-Richtung. Ähnlich wird der horizontale Snap Guide relativ zu einer spezifischen Y-Koordinate gesetzt und erstreckt sich unendlich in X-Richtung.

Snap Guides werden plus oder minus 45 Grad relativ zu einer X- und Y-Koordinate gesetzt und erstrecken sich unendlich. Snap Points werden relativ zu einer X- und Y-Koordinate gesetzt, um eine visuelle Markierung für den Punkt zu bieten, zusammen mit der Ausrichtung durch Einrasten. Snap Points sind großartig, um eine oder mehrere kritische Off-Grid-Positionen zu identifizieren, ohne ein dediziertes Raster definieren zu müssen.

SCHLUSSFOLGERUNG

Leiterbahnenrouting, elektromechanische Komponenten, Testpunkte und mechanische Gehäuse können jeweils unterschiedliche Rasterabstände, Größen und Formanforderungen haben. Sie können unterschiedliche Maßeinheiten haben oder einen anderen Versatz vom Referenzursprung der Platine aufweisen. Benutzerdefinierte Raster, Richtlinien und Fangpunkte, die vom Benutzer definiert und verwaltet werden, ermöglichen eine effizientere Platzierung und Ausrichtung dieser verschiedenen Objekttypen. Die Möglichkeit, ein dediziertes Raster für einen spezifischen Zweck anzupassen, ermöglicht es dem Benutzer, Objekte mit großer Präzision im Kontext mehrerer einzigartiger Rasteranforderungen zu platzieren und auszurichten.