Definizione e utilizzo di griglie multiple

Un tipico layout di un PCB consiste in tipi di oggetti elettrici, elettromeccanici e meccanici, ognuno con specifiche esigenze di griglia. Ad esempio, il routing delle tracce, i componenti elettronici, i punti di test e le custodie meccaniche possono avere ciascuno un diverso passo e dimensione della griglia, così come una diversa unità di misura o un diverso offset dall'origine di riferimento della scheda. Potrebbero essere necessarie anche griglie polari (circolari) per posizionare tracce o componenti lungo un arco. Di conseguenza, una singola griglia spesso non è sufficiente per soddisfare tutte queste esigenze.

LA GRIGLIA PREDEFINITA

La singola griglia predefinita è l'unica griglia che è abilitata in un nuovo documento di Scheda a Circuito Stampato. Contiene un sistema di base ma flessibile. L'unità di misura può essere commutata tra unità imperiali e metriche, usando il tasto di scelta rapida Q . La distanza di aggancio del cursore è impostata su un valore definito dall'utente, utilizzando il menu disponibile premendo il tasto di scelta rapida G in qualsiasi momento.

Viene visualizzata una griglia fine che si correla direttamente all'impostazione corrente della griglia di aggancio. Allo stesso modo, definire e utilizzare più griglie pcb si riferisce a un multiplo definito dall'utente: tipicamente 2, 5 o 10 volte la griglia di aggancio. Quindi, man mano che la dimensione del passo di aggancio cambia, la griglia fine cambia della stessa esatta quantità, e la griglia di aggancio grossolana cambia di un importo multiplo.

È possibile affidarsi esclusivamente a questa griglia predefinita in tutti gli aspetti del posizionamento dei componenti, del tracciamento delle piste e del posizionamento di oggetti meccanici o speciali. Tuttavia, ciò richiederebbe frequenti cambiamenti della dimensione del passo, così come un cambio dell'unità di misura, e possibilmente anche cambiamenti della posizione dell'origine del circuito stampato, per ottenere tutte le griglie richieste. Qui è dove le griglie multiple possono aiutare a risolvere questo processo complicato e manuale.

REQUISITI DI VARIE GRIGLIE

Posizionare componenti su una griglia specifica può aiutare ad accelerare il processo di posizionamento e allineamento dei componenti. Può anche aiutare a raggiungere una densità ottimale dei componenti. Poiché la maggior parte dei footprint dei componenti è definita in millimetri, si possono definire una o più griglie metriche dedicate, definite dall'utente, per accomodare il posizionamento dei componenti. Tali griglie possono essere specificate per essere attive solo quando si è in modalità di posizionamento dei componenti, e per rimanere disabilitate e invisibili durante il tracciamento delle piste.

Il posizionamento dei punti di test in circuito è comunemente richiesto su una griglia imperiale di 100 mils. Mentre nessun altro oggetto può richiedere questo tipo di griglia per il layout del pcb, una griglia dedicata ai punti di test può essere definita specificamente allo scopo di posizionare i punti di test come pad liberi o componenti per il test. Se necessario, questa griglia può essere spostata rispetto al punto di origine di riferimento della scheda quando si definisce la griglia. Questa griglia dedicata facilita il posizionamento o la verifica del punto di test precisamente sulla griglia richiesta per la fabbricazione del dispositivo di test. Quando non necessaria, la griglia dedicata ai punti di test può essere disabilitata.

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Figura 1 Punti di Test In-Circuito su una griglia di 100 mils

I pad a passo fine possono essere difficili da instradare se non sono allineati su una griglia più fine rispetto al tipico passo di aggancio dell'instradamento. Ad esempio, un grande BGA di diverse centinaia di pin su un passo del pad di 0,8 mm, che si collega a più dispositivi sullo stesso passo del pad, sarà molto più facile da instradare se i pad sono allineati su una griglia di 0,4 mm. Tutti gli instradamenti delle tracce associati ai pad a passo fine possono essere posizionati rapidamente e ordinatamente agganciandosi alla griglia. Quando non più necessaria, la griglia dedicata ai pad a passo fine può essere disabilitata.

Componenti elettromeccanici come interruttori, jack o slot per schede devono allinearsi precisamente con l'involucro meccanico della scheda. Tale allineamento può richiedere una griglia diversa da quella utilizzata per il posizionamento dei componenti, il tracciamento delle piste o il posizionamento dei punti di test. La griglia può anche richiedere un offset diverso, rispetto all'origine della scheda, per allinearsi correttamente con l'involucro meccanico. Una griglia dedicata può essere definita con qualsiasi dimensione di passo, distanza verticale o orizzontale oltre il contorno della scheda, o qualsiasi offset rispetto all'origine della scheda. Quando non necessaria, questa griglia per circuiti stampati può essere facilmente disabilitata.

A volte i componenti o il tracciamento delle piste devono essere posizionati lungo un arco. La rotazione di un componente può normalmente essere impostata su qualsiasi angolo. Tuttavia, ottenere un allineamento preciso di più componenti posizionati lungo un arco, o il posizionamento di tracce ad arco, può essere estremamente difficile su una griglia cartesiana (a 90 gradi) predefinita. Qui è dove una griglia Polare dedicata può essere estremamente preziosa. Consente il posizionamento facile di componenti o il tracciamento delle piste lungo un passo angolare e un passo radiale definiti dall'utente. Come tutte le griglie dei componenti personalizzate, la griglia Polare dedicata può essere facilmente disabilitata o abilitata secondo necessità.

Figura 2 Componenti e Archi posizionati su un passo angolare di 15 gradi e un passo radiale di 0,5 mm

GESTORE DELLA GRIGLIA

Definire più griglie personalizzate per schede PCB è semplice utilizzando il Gestore della Griglia di Altium Designer. Qui, è possibile aggiungere diverse griglie, sia cartesiane che polari. I dettagli, come la dimensione del passo, l'unità di misura, l'origine e l'intervallo di ogni griglia personalizzata, possono essere specificati dall'utente in un dialogo dell'editor della griglia. Anche il colore di ogni griglia e il tipo di linea sono definiti in questo dialogo. Le griglie sovrapposte possono essere specificate in un ordine di priorità, oppure possono essere abilitate o disabilitate in base alla funzione (Non Componente e/o Componente).

Figura 3: Il Gestore della Griglia

Una volta definite le griglie, il gestore della griglia consente all'utente di controllare quale griglia personalizzata sia attiva o inattiva in un dato momento. Questi controlli permettono all'utente di concentrarsi su specifici compiti di posizionamento o tracciamento e scegliere la griglia appropriata per ogni compito. Ad esempio, quando si posizionano o si verificano i punti di test, la griglia dei punti di test può essere abilitata e prioritizzata in modo che sia la griglia attiva. Oppure, tutte le griglie personalizzate possono essere disabilitate in modo che la griglia predefinita possa essere utilizzata per il routing generale sulla griglia regolare.

GUIDE E PUNTI DI AGGANCIO

Le Guide Magnetiche e i Punti Magnetici possono essere molto utili per scopi di allineamento magnetico. Questi oggetti sono specificati dall'utente rispetto a una coordinata X/Y e sono visualizzati nell'Editor PCB come linee guida o punti di riferimento visivo o per l'allineamento magnetico. Le Guide Magnetiche e i Punti Magnetici possono essere attivati o disattivati in qualsiasi momento.

Figura 4: Il Gestore delle Guide Magnetiche

Le guide magnetiche sono molto utili per segnare la linea centrale sul tuo PCB, o qualsiasi altra linea guida critica. Una guida magnetica verticale è impostata rispetto a una specifica coordinata X e si estende all'infinito nella direzione Y. Allo stesso modo, la guida magnetica orizzontale è impostata rispetto a una specifica coordinata Y e si estende all'infinito nella direzione X.

Le guide magnetiche sono impostate a più o meno 45 gradi, rispetto a una coordinata X e Y, e si estendono all'infinito. I punti magnetici sono impostati rispetto a una coordinata X e Y per fornire un segno visivo del punto, insieme all'allineamento magnetico. I punti magnetici sono ottimi per identificare una o più località critiche fuori griglia senza dover definire una griglia dedicata.

CONCLUSIONE

Il routing delle tracce, i componenti elettromeccanici, i punti di test e le custodie meccaniche possono avere requisiti di passo della griglia, dimensione e forma diversi. Possono avere unità di misura diverse o un diverso offset dall'origine di riferimento della scheda. Le griglie personalizzate, le linee guida e i punti di aggancio definiti e gestiti dall'utente, consentono una collocazione e un allineamento più efficienti di questi vari tipi di oggetti. La capacità di personalizzare una griglia dedicata per uno scopo specifico consente all'utente di posizionare e allineare gli oggetti con grande precisione nel contesto di molteplici requisiti di griglia unici.