Come creare il footprint di un componente in Altium Designer in 4 passaggi

Quando predisponi il tuo circuito stampato, è fondamentale che tu sappia come creare il footprint per i componenti di progettazione. Alcuni componenti sono abbastanza comuni o vengono forniti in pacchetti standardizzati, cosa che rende i footprint facili da trovare. Tuttavia, in alcuni casi potrebbe essere necessario eseguire la generazione del footprint in autonomia, ed utilizzare quindi le informazioni direttamente dalla scheda tecnica del componente. Se il footprint non è corretto, i pin del componente potrebbero non essere allineati alle piazzole del PCB o la parte potrebbe violare le regole di spazio o spaziatura, comportando una significativa perdita di tempo e costi aggiuntivi.

Quando si progetta un circuito stampato PCB, a volte si può fare affidamento su una parte del programma in grado di fornire un footprint preciso per il componente. Tuttavia, ciò non è sempre possibili, perciò è inevitabile che prima o poi dovrai creare i tuoi footprint. Con alcuni pacchetti software per la progettazione di PCB, questo può diventare un compito difficile che comporta una curva di apprendimento ripida prima di acquisire le competenze adeguate. Tramite Altium Designer^®, generare footprint dei componenti PCB diventa un'operazione rapida grazie ai potenti strumenti CAD. Ecco come creare i footprint per i tuoi componenti di progettazione con Altium.

Come creare il footprint di un componente in Altium Designer

La generazione del footprint di un componente viene effettuata in Altium Footprint Designer seguendo questi 4 passaggi:

1. Crea le piazzole
2. Definisci l'altezza e l'area del componente
3. Aggiungi informazioni sulla serigrafia
4. Salva il footprint

Ecco come creare il footprint di un componente in Altium Designer in 4 semplici passaggi.

Passaggio 1: crea le piazzole

Avrai bisogno della sagoma della piazzola per la parte, che puoi trovare verso la fine della scheda tecnica del componente o nella libreria del database che hai scelto. Per questo esempio, utilizziamo un comune microcontrollore PIC24FJ64GA004. Questo componente è confezionato in una confezione piatta quadrupla sottile in plastica a 44 connessioni.

In Altium Footprint Designer, alla voce File → New (Nuovo) → Library (Libreria) → PCB Library (Libreria PCB). Questa operazione aggiunge al progetto una nuova libreria di impronte PCB per componenti. Dovrai anche aggiungere nuovi componenti al file della libreria PCB. Quando si genera un nuovo file di libreria PCB, la libreria creerà un footprint vuoto per il layout PCB (denominato PCBCOMPONENT_1) per impostazione predefinita.

Il primo passo consiste nell'impostare le unità. Le unità sono elencate nell'angolo in alto a sinistra della finestra. La scheda tecnica della parte ha solo dimensioni in mm. Se le dimensioni indicate sono in mil, nel menu "Visualizza" fai clic su "Toggle Units" (Alterna unità) per la conversione in mm.

Fai clic sull'icona della piazzola sulla barra degli strumenti PCB Lib Placement nella parte superiore della finestra (oppure fai clic su "Pad" (Piazzola) nel menu a discesa "Place" (Luogo) per ottenere una piazzola). Posiziona la piazzola vicino al centro della finestra (lo imposteremo tra un attimo). Ora, fai clic con il pulsante destro del mouse sulla piazzola e scegli "Properties" (Proprietà). Quindi, scorri verso il basso fino a "Size and Shape" (Dimensione e Forma), imposta la forma su "Rectangular" (Rettangolare) e le dimensioni della piazzola (X/Y) su 1,5 mm/0,55 mm. Per impostazione predefinita, la piazzola sarà creata come piazzola con un foro passante placcato. Il foro verrà rimosso una volta selezionato un modello di piazzola a livello singolo.

Dopo aver posizionato una piazzola, ci sono alcune informazioni importanti da inserire nel pannello "Properties" (Proprietà) per ogni piazzola. Anzitutto, dovrai impostare il numero di designazione per ciascuna piazzola; in questo modo collegherai il numero della piazzola al numero di pin corrispondente nel simbolo schematico. Il prossimo punto importante è il layer per questa piazzola. Qui, stiamo lavorando con un componente SMT, quindi dovremmo selezionare "Top Layer" (Layer superiore) dal menu a discesa del layer. Ogni piazzola ha un tipo elettrico (Source, Load o Terminator), un ritardo di propagazione e una lunghezza del pin-package. Tutte e tre le informazioni devono essere disponibili nella scheda tecnica del componente. Questi dati sono molto importanti per le simulazioni che coinvolgono reti collegate a queste piazzole.

Nell'immagine sopra, ho posizionato le prime 6 piazzole sul lato sinistro del componente. Possiamo creare una serie di piazzole per ogni lato del layout copiando e incollando. (Suggerimento: seleziona prima le piazzole, quindi fai clic sull'icona della funzione Copia). Per posizionare, basta fare clic sull'icona della funzione Incolla). Dobbiamo assicurarci che la distanza tra le piazzole sia precisa. Qui, la distanza da centro a centro è di 0,8 mm.

Un modo per farlo è impostare il valore Global Snap to Grid, a cui è possibile accedere dal menu a discesa "View" (Visualizza) alla voce "Grids" (Griglie). Usiamo 0,2 mm, il che significa che ci dovrebbero essere 4 finestre tra i centri verticali. Per assicurarci che le piazzole nel nostro array siano allineate con precisione, selezioniamo l'array, quindi facciamo clic sul menu "Edit" (Modifica) e selezioniamo "Align" (Allinea), quindi "Align Vertical Centers" (Allinea centri verticali).

Assicurati di seguire l'ordine di numerazione pin/pad standard quando assegni i numeri di designazione. Qui, le piazzole sono ordinate in senso antiorario, con la prima piazzola posizionata nell'angolo in alto a sinistra del componente. Successivamente, creiamo la matrice per il lato opposto copiandola e incollandola a 11,4 mm di distanza allo stesso livello verticale. Assicurati di impostare i numeri della piazzola per la nuova matrice.

Ora, dobbiamo creare le matrici delle piazzole superiori e inferiori. Poiché il nostro componente del circuito ha un pacchetto QFP (Quad Flat Package), il numero di pin e le dimensioni per la parte superiore e inferiore sono gli stessi. Possiamo approfittarne per creare facilmente le altre matrici dei pin semplicemente copiando entrambe le matrici del lato sinistro e destro contemporaneamente, incollandole e ruotandole di 90°. Non dimenticare di impostare i numeri delle piazzole nel pannello "Properties" (Proprietà) mentre incolli le nuove piazzole, altrimenti ti ritroverai con designatori duplicati nella progettazione del footprint del componente PCB.

Passaggio 2: definisci l'altezza e l'area del componente PCB

In questo passaggio dobbiamo definire l'altezza e l'area occupata dal componente PCB. È necessario definire anche il tipo di componente. Per accedere a queste informazioni, seleziona la nuova impronta PCB del componente dall'elenco Footprint e fai clic sul pulsante "Edit" (Modifica). Da qui sarai in grado di inserire queste tre informazioni.

Per impostazione predefinita, il tipo di componente sarà impostato su Standard: questo è il valore che vogliamo per questo componente. Altri componenti, come gli elementi meccanici e i componenti non BOM, non saranno standard e dovranno essere assegnati al tipo di componente appropriato. Di seguito trovi un'immagine di questa finestra.

È consigliabile inserire il numero di parte nel campo "Name" (Nome); questo è il valore che verrà visualizzato quando si importa questa libreria dei componenti in un progetto diverso. Inserisci una descrizione utile per il componente nel campo "Description" (Descrizione). Infine, è possibile trovare l'altezza e l'area nelle schede tecniche. Per questo componente, l'altezza del componente è di 2 mm e l'area totale è di 144 mm². Questo valore è riportato nel disegno della confezione qui sotto.

Passaggio 3: aggiungi le informazioni sulla serigrafia

Per questo passaggio, aggiungiamo l'immagine del layer serigrafico e la marcatura PIN 1. Seguiremo il suggerimento della scheda tecnica e indicheremo solo dove devono essere gli angoli. Per creare un angolo, creiamo una linea di 0,08 mm che si ottiene selezionando l'icona della linea sulla barra degli strumenti PCB Lib Placement, duplicandola (copiando e incollando) e collegando le parti. Qui, assicurati che le informazioni della serigrafia siano assegnate al layer corretto. In questo caso, vogliamo posizionarlo sul layer "Top Overlay" (Sovrapposizione superiore). Questa operazione può essere eseguita selezionando le linee della serigrafia dal pannello "Properties" (Proprietà).

Dovrai ruotare una di queste di 90°. A tale scopo, fai clic sul menu a discesa Edit (Modifica), quindi su Move (Sposta) e infine su Rotate Selection (Ruota selezione). Nella finestra di dialogo, imposta l'angolo di rotazione (gradi) su 90. Per la marcatura del primo pin, utilizzeremo un cerchio, che puoi anche selezionare dalla barra degli strumenti PCB Lib Placement. Non è necessario farlo troppo grande, abbiamo solo bisogno che sia visibile. (Suggerimento: se devi aggiungere etichette o numeri di pin, è qui che devi farlo).

Il passaggio finale consiste nel salvare il file della libreria PCB e i file del progetto. È quindi possibile prendere i dati della libreria dello schematico e raggrupparli in una libreria integrata con la progettazione del footprint PCB finita in modo che possa essere utilizzata in un altro progetto.

Passaggio 4: salva il footprint PCB

Il passaggio finale per creare il tuo componente PCB consiste nell'assegnargli un nome e salvarlo in modo da poterlo aggiungere, includendo anche il simbolo schematico. Suggerimento: ti consigliamo di scegliere un nome univoco e memorizzabile, in modo da poterlo individuare facilmente in futuro.

Suggerimenti aggiuntivi per la creazione di footprint per i componenti

I passaggi precedenti illustrano un modo semplice e veloce per creare un footprint per i componenti utilizzando il software Altium Designer. Ecco alcuni suggerimenti che potresti trovare utili.

• Quando apri la finestra PCB, controlla dove è centrata la vista. Puoi determinarlo osservando le dimensioni mentre sposti il cursore. È una buona idea centrare la vista nel punto in cui desideri che si trovi il centro del progetto dell'impronta del componente.
• Se non è attiva, potresti voler rendere visibile la griglia. Questa operazione è utile per visualizzare le distanze. Se necessario, è possibile impostare le dimensioni della griglia facendo clic sull'icona della griglia nel menu in alto.
• Verifica se il pacchetto del componente esiste già nel database delle librerie dei componenti. A tale scopo, fai clic sulla scheda "Panels" (Riquadri) in basso a destra, quindi apri la finestra di dialogo "Libraries" (Librerie). Da qui puoi cercare le librerie di componenti disponibili con le progettazioni dei footprint.
• Se desideri una guida dettagliata che ti aiuti a generare il footprint dei componenti, prova Footprint Wizard (Procedura guidata per il footprint) o IPC Compliant Footprint Wizard (Procedura guidata per il footprint conforme all'IPC). Puoi avviare l'uno o l'altro dal menu a discesa "Tools" (Strumenti).

La generazione del footprint per il tuo circuito stampato può essere un processo complicato. Dimensioni, forma o spaziatura della piazzola errati possono portare a un layout del PCB che non può entrare in produzione e di conseguenza portare a una riprogettazione che aumenterà i tempi e i costi di sviluppo del prodotto. Altium Designer semplifica la creazione rapida delle progettazioni del footprint dei componenti per prevenire questi problemi. Puoi seguire i quattro semplici passaggi precedenti o adottare questo processo utilizzando una delle procedure guidate per i componenti PCB di Altium Designer.

Per ulteriori informazioni su come creare la progettazione del footprint per il tuo PCB, contatta un esperto di progettazione PCB Altium Designer o consulta Altium Designer Resource Hub per ulteriori informazioni.