Definindo e Utilizando Múltiplas Grades

Um layout típico de PCB consiste em tipos de objetos elétricos, eletromecânicos e mecânicos, cada um com requisitos específicos de grade. Por exemplo, o roteamento de trilhas, componentes eletrônicos, pontos de teste e invólucros mecânicos podem ter diferentes passos e tamanhos de grade, bem como diferentes unidades de medida, ou um deslocamento diferente da origem de referência da placa. Grades polares (circulares) também podem ser necessárias para posicionar trilhas ou componentes ao longo de um arco. Consequentemente, uma única grade muitas vezes não aborda adequadamente todos esses requisitos.

A GRADE PADRÃO

A única grade padrão é a única grade que está habilitada em um novo documento de Placa de Circuito Impresso. Ela contém um sistema básico, mas flexível. A unidade de medida pode ser alternada entre unidades imperiais e métricas, usando a tecla de atalho Q . A distância de encaixe do cursor é definida para um valor definido pelo usuário, usando o menu disponível ao pressionar a tecla de atalho G a qualquer momento.

Uma grade fina é exibida, a qual se relaciona diretamente com a configuração atual da grade de encaixe. Da mesma forma, definir e usar múltiplas grades de PCB se relaciona a um múltiplo definido pelo usuário: tipicamente 2, 5 ou 10 vezes a grade de encaixe. Assim, à medida que o passo de encaixe muda de tamanho, a grade fina muda exatamente na mesma quantidade, e a grade de encaixe grosseira muda por um múltiplo da quantidade.

É possível confiar exclusivamente nesta grade padrão em todos os aspectos de colocação de componentes, roteamento de trilhas e colocação de objetos mecânicos ou especiais. No entanto, isso exigiria mudanças frequentes no tamanho do passo, bem como uma mudança na unidade de medida, e possivelmente até mudanças na localização da origem da placa, para alcançar todas as grades necessárias. Aqui é onde múltiplas grades podem ajudar a resolver este processo complicado e manual.

REQUISITOS VARIADOS DE GRADES

Colocar componentes em uma grade específica pode ajudar a acelerar o processo de colocação e alinhamento de componentes. Isso também pode ajudar a alcançar uma densidade ótima de componentes. Como a maioria dos footprints de componentes são definidos em milímetros, uma ou mais grades métricas dedicadas, definidas pelo usuário, podem ser definidas para acomodar a colocação de componentes. Tais grades podem ser especificadas para estar ativas apenas quando no modo de colocação de componentes, e permanecer desativadas e invisíveis enquanto roteiam trilhas.

A colocação de pontos de teste em circuito é comumente exigida em uma grade imperial de 100 mils. Embora nenhum outro objeto possa exigir esse tipo de grade de layout de PCB, uma grade dedicada a pontos de teste pode ser definida especificamente para o propósito de colocar pontos de teste como pads livres ou componentes de ponto de teste. Se necessário, essa grade pode ser deslocada a partir do ponto de origem de referência da placa ao definir a grade. Essa grade dedicada facilita a colocação ou verificação do ponto de teste precisamente na grade exigida para a fabricação do dispositivo de teste. Quando não for necessário, a grade dedicada para pontos de teste pode ser desativada.

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Figura 1 Pontos de Teste em Circuito em uma grade de 100 mils

Pads de passo fino podem ser difíceis de rotear se não estiverem alinhados a uma grade mais fina do que o passo típico de encaixe de roteamento. Por exemplo, um BGA grande, com várias centenas de pinos em um passo de pad de 0,8 mm, conectando-se a múltiplos dispositivos no mesmo passo de pad, será muito mais fácil de rotear se os pads estiverem alinhados em uma grade de 0,4 mm. Todo o roteamento de trilhas associado aos pads de passo fino pode ser colocado de forma rápida e organizada ao encaixar na grade. Quando não for mais necessário, a grade dedicada para pads de passo fino pode ser desativada.

Componentes eletromecânicos como interruptores, jacks ou slots de cartão devem se alinhar precisamente com a caixa mecânica da placa. Tal alinhamento pode requerer uma grade diferente daquela usada para o posicionamento de componentes, roteamento de trilhas ou colocação de pontos de teste. A grade pode até requerer um deslocamento diferente, relativo à origem da placa, para se alinhar adequadamente com a caixa mecânica. Uma grade dedicada pode ser definida para qualquer tamanho de passo, distância vertical ou horizontal além do contorno da placa, ou qualquer deslocamento relativo à origem da placa. Quando não necessário, esta grade de circuito impresso pode ser facilmente desativada.

Às vezes, componentes ou o roteamento de trilhas devem ser colocados ao longo de um arco. A rotação de um componente normalmente pode ser ajustada para qualquer ângulo. No entanto, alcançar um alinhamento preciso de múltiplos componentes colocados ao longo de um arco, ou o posicionamento de trilhas em arco, pode ser extremamente difícil em uma grade cartesiana padrão (90 graus). É aí que uma grade Polar dedicada pode ser extremamente valiosa. Ela permite o posicionamento fácil de componentes ou o roteamento de trilhas ao longo de um passo angular e radial definido pelo usuário. Como todas as grades de componentes personalizadas, a grade Polar dedicada pode ser facilmente desativada ou ativada conforme necessário.

Figura 2 Componentes e Arcos colocados em um passo angular de 15 graus e passo radial de 0,5 mm

GERENCIADOR DE GRADE

Definir múltiplas grades personalizadas para placas de circuito impresso é fácil quando se usa o Gerenciador de Grade do Altium Designer. Aqui, diferentes grades podem ser adicionadas, sejam elas Cartesianas ou Polares. Os detalhes, como tamanho do passo, unidade de medida, origem e alcance de cada grade personalizada, podem ser especificados pelo usuário em um diálogo de editor de grade. A cor de cada grade e o tipo de linha também são definidos neste diálogo. Grades sobrepostas podem ser especificadas como uma ordem de prioridade, ou podem ser ativadas ou desativadas por função (Não Componente e/ou Componente).

Figura 3: O Gerenciador de Grade

Uma vez que as grades estão definidas, o gerenciador de grade permite ao usuário controlar qual grade personalizada está ativa ou inativa a qualquer momento. Esses controles permitem ao usuário focar em tarefas específicas de colocação ou roteamento e escolher a grade apropriada para cada tarefa. Por exemplo, ao colocar ou verificar pontos de teste, a grade de ponto de teste pode ser ativada e priorizada para que seja a grade ativa. Ou, todas as grades personalizadas podem ser desativadas para que a grade padrão possa ser usada para roteamento geral na grade regular.

GUIAS E PONTOS DE FIXAÇÃO

Guias de Ajuste e Pontos de Ajuste podem ser muito úteis para fins de alinhamento por encaixe. Esses objetos são especificados pelo usuário em relação a uma coordenada X/Y e são exibidos no Editor de PCB como linhas guias ou pontos para referência visual ou alinhamento por encaixe. Guias de Ajuste e Pontos de Ajuste podem ser ativados ou desativados a qualquer momento.

Figura 4: O Gerenciador de Guias de Ajuste

As guias de ajuste são muito úteis para marcar a linha central em seu PCB, ou qualquer outra linha guia crítica. Uma guia de ajuste vertical é definida em relação a uma coordenada X específica e se estende indefinidamente na direção Y. Da mesma forma, a guia de ajuste horizontal é definida em relação a uma coordenada Y específica e se estende indefinidamente na direção X.

As guias de ajuste são definidas com mais ou menos 45 graus, em relação a uma coordenada X e Y, e se estendem indefinidamente. Os pontos de ajuste são definidos em relação a uma coordenada X e Y para fornecer uma marca visual para o ponto, juntamente com o alinhamento por encaixe. Os pontos de ajuste são ótimos para identificar um ou vários locais críticos fora da grade sem ter que definir uma grade dedicada.

CONCLUSÃO

Roteamento de trilhas, componentes eletromecânicos, pontos de teste e invólucros mecânicos, cada um pode ter um passo de grade, tamanho e forma diferentes. Eles podem ter diferentes unidades de medida ou um deslocamento diferente da origem de referência da placa. Grades personalizadas, diretrizes e pontos de fixação definidos e gerenciados pelo usuário, permitem um posicionamento e alinhamento mais eficiente desses vários tipos de objetos. A capacidade de personalizar uma grade dedicada para um propósito específico permite ao usuário colocar e alinhar objetos com grande precisão no contexto de múltiplos requisitos de grade únicos.