قسمت ششم : مقدمات طراحی PCB

در قسمت پنجم(ورود به دنیای PCB در آلتیوم دیزاینر) مدار موردنظرمان را در محیط شماتیک طراحی‌کردیم و المان‌های مدار را به محیط PCB منتقل‌کردیم و این محیط را در دو ورژن آلتیوم ۱۶ و۱۸ معرفی کردیم. در این قسمت می‌خواهیم مقدمات طراحی در محیط PCB را فراهم‌کنیم. با ما همراه باشید.

باتوجه‌به تقاضای دوستان طراحی را با قطعات SMD پیش می‌بریم و نکات طراحی روی این قطعات پرکاربرد را بیان می‌کنیم. دوستانی که علاقمند به استفاده‌از قطعات Dip هستند اصلاً نگران‌نباشند چون مسلماً قطعات SMD به جزئیات بیشتری در طراحی نیاز دارد و با فراگیری این جزئیات حتماً می‌توان PCB با قطعات Dip را به‌راحتی طراحی‌نمود. پس‌از انتقال المان‌ها به PCB در آلتیوم دیزاینر ۱۸ با چنین صفحه‌ای مواجه می‌شویم:

همان‌طورکه مشاهده می‌کنید قطعات خارج از محیط صفحه طراحی قرار گرفته‌اند. اگر در زمان انتقال المان‌ها از شماتیک به PCB تیک Room را برنداشته بودیم الان اینجا کمی داستان داشتیم چون قطعات فقط در Room خودشان قرار داشتند و اجازه جابجایی خارج از آنرا به ما نمی‌دادند!

قدم اول: مشخص‌کردن شکل برد(Board Shape)

در طراحی PCB لازم است بررسی کنیم که آیا قرار است برد شما در جعبه خاصی قرار بگیرد؟ این شکل برد باید متناسب با اندازه‌های جعبه شما باشد. درغیر این‌صورت یک فضای حدودی را برای طراحی مشخص‌کنید. نکته مثبت: درصورت لزوم در حین طراحی شما می‌توانید این فضا را کوچکتر یا بزرگتر کنید. در زمان عدم محدودیت برای شکل و اندازه برد، مشخص‌کردن این محدوده در ابتدای کار به چیدمان منظم‌تر قطعات کمک می‌کند.
بهتره یکم شلوغی صفحه کارمون را کم کنیم پس برای خلوت‌شدن نوار پایین می‌توان لایه‌های غیرضروری را نمایش‌نداد. در آلتیوم دیزاینر ۱۶ بدین‌صورت است:

این روال در محیط آلتیوم دیزاینر۱۸ از نظر ظاهری کمی متفاوت است، که بدین‌ترتیب عمل می‌کنیم:

همان‌طورکه مشاهده می‌کنید تیک لایه‌هایی که موردنیاز نیست را برمیداریم. خب به موضوع خودمان برگردبم: برای Board Shape مراحل‌کار در آلتیوم ۱۶ و آلتیوم۱۸ کاملاً متفاوت است که هرکدام را به‌صورت جداگانه توضیح می‌دهم.

آلتیوم دیزاینر ۱۶:

در اینجا مشخص‌کردن Board Shape بسیارساده است. کافیه لایه Keep-Out Layer را انتخاب‌کرده و به کمک Line مرز موردنظر را رسم‌کنیم. سپس تمامی خطوط مرزی را انتخاب‌کرده و دکمه میا‌نبر “D+S+D” را فشار می‌دهیم. برای انتخاب‌کردن کلیه خطوط می‌توان روی یکی‌از خطوط لایه Keep-Out کلیک کرده و و از گزینه Similar تمامی خطوط را انتخاب‌نماییم. در تصاویر روال کار به‌صورت واضح‌ نشان‌داده‌شده‌است.

سپس روی یکی‌از خطوط کلیک‌راست کرده و گزینه Find Similar Objects را انتخاب‌کنید.

سپس کلید میانبر”D+S+D” را فشار می‌دهیم. تا Board Shape تنها نواحی انتخاب‌شده را درنظر بگیرد. و یا میتوان به‌جای استفاده‌از کلید میانبر به‌طورمستقیم از گزینه Design –> Board Shape —> Define from Selected Objects استفاده‌کرد.

نکته: برای Board Shape از منحنی و دایره نیز می‌توان استفاده‌کرد.

آلتیوم دیزاینر ۱۸:

در آلتیوم دیزاینر ۱۸ ابزار Line برای لایه keep-Out قابل‌استفاده نیست. به‌همین‌منظور اگر اصرارداشته‌باشیم مثل آلتیوم ورژن ۱۶ از ابزار Line برای کشیدن مرز برد استفاده‌کنیم باید ابتدا در لایه دیگری خطوط را بکشیم و سپس لایه خطوط را به Keep-Out Layer تغییردهیم. که این روش هدف آلتیوم نیست. پس چه باید کرد؟ از نوار بالای صفحه Design —> Board Shape —> Create Primitives From Board Shape و یا به اختصار D+S+P رامیزنیم. به‌صورت‌زیر:

سپس در صفحه بازشده لایه را روی گزینه Keep-Out Layer قراردهید و اندازه پهنای خطوط را نیز مطابق نیاز خود تنظیم‌نمایید و سپس OK را بزنید.

دور صفحه مشکی رنگ مرز Board Shape کشیده می‌شود که می‌توانید ابعاد آن‌را مطابق نیاز خود تغییر‌دهید. بعد‌از اینکه ابعاد را مطابق خواسته خود تنظیم‌کرده، مانند ورژن ۱۶ آلتیوم روی یکی‌از خطوط کلیک راست کرده و گزینه Find Similar Objects را انتخاب‌کنید. پس‌از انتخاب تمام خطوط از گزینه Design –> Board Shape —> Define from Selected Objects را انتخاب‌کرده و یا کلید میانبر D+S+D را فشار می‌دهیم تا اندازه صفحه PCB شما برابر با اندازه Board Shape شود.

نکته: درهنگام استفاده‌از کلیدهای میانبر حتما زبان کیبورد انگلیسی باشد.

خب تا اینجا شکل کلی PCB را مشخص‌کردیم، اما قبل‌از اینکه شروع به چیدمان قطعات‌کنیم بهتره اول یکسری قوانین را برای طراحی تنظیم‌کنیم.

قدم دوم: تنظیمات Rules در محیط PCB

تنظیم این قوانین به شما کمک میکنه تا طراحی با استاندارد مناسب‌تری داشته‌باشید. پس‌از دید من این تنظیمات از اهمیت بالایی برخوردار هستن و بهتره که همین ابتدای کار انجام‌بشه تا موقع ترک‌کشی و… با خطا مواجه نشین.

بطور پیش‌فرض واحد اندازه‌گیری آلتیوم mil است که می‌توانین با فشردن دکمه “Q” آن را به mm تغییر بدین و برعکس.

از منوی Design گزینه Rules را انتخاب‌نمایید‌(کلید میانبر D+R) تا صفحه تنظیمات برای شما باز شود:

Clearance

صفحه‌ای مطابق‌زیر برای شما باز می‌شود. به‌عنوان اولین تنظیم زبانه Clearance را باز می‌کنیم. تنظیمات minimum clearance درواقع حداقل فاصله بین ترک‌ها، المان‌ها، پدها و… را تعیین می‌کند. در این قسمت حداقل فاصله موردنیاز برای طراحی را وارد می‌کنیم. به‌صورت پیش‌فرض این فاصله روی ۰.۲۵۴mm قرار دارد. من عموماً حداقل فاصله را ۰.۳mm قرار میدم مگر مواقع خاص! که درصورت‌لزوم می‌توانید در جدول پایین صفحه برای هرمورد Clearance متفاوتی را تنظیم‌کنید.

Width

برای تنظیم بعدی از زبانه Routing زبانه Width را بازکنید. این تنظیم ضخامت ترک‌ها در هر لایه را نشان می‌دهد. Preferred Width مقداری است که شما ترجیح می‌دهید درحین‌کار بیشتر از این پهنا برای ترک استفاده‌کنید.

نکته: بهتر است Max Width را مقدار زیادی قرار دهید تا در موقع ترک کشی با ارور مواجه نشوید.

Via

از زبانه Routing ، زبانه Routing Vias را انتخاب‌کنید. این قسمت از تنظیمات به دقت شرکت چاپ PCB موردنظر شما بستگی داره. درحالت پیش‌فرض روی ۱.۲۷mm و قطر ۰.۷۱۱ قرار دارد که تقریباً تمامی دفاتر چاپ PCB این قطر را به‌خوبی می‌زنند ولی برای قطرهای کمتر بستگی به دقت مرکز چاپ PCB دارد.

نکته: در طراحی PCB بهتر است قطر Via Diameter تقریباً ۲برابر قطر Via Hole باید قرارگیرد. پس‌از تنظیم قوانین تا این مرحله می‌توان دکمه OK را فشرد و به سراغ چیدمان قطعات رفت.

قسمت Rules در آلتیوم دیزاینر ۱۶ صرف‌نظر از رنگ زمینه مشابه آلتیوم دیزاینر ۱۸ می‌باشد.

برای چیدمان قطعات بهتر است از ورودی‌ها کار را آغاز کنیم(بهترین نقطه آغازین قسمت تغذیه است چرا که باید تمام برد را پوشش دهد). اگر همزمان با چیدمان المان‌ها ترک‌ها را نیز بکشید دید مناسبتری نسبت به فضاهای آزاد در برد پیدا خواهید کرد. از آنجاکه چیدمان المان‎‌ها نکات گسترده‌ای دارد به‌طورمفصل در قسمت هفتم(طراحی PCB در آلتیوم دیزاینر ۱۶ و ۱۸) به این موضوع خواهیم‌پرداخت. با ما همراه باشید.

مطالب مرتبط
قسمت اول − آلتیوم دیزاینر چیست؟
قسمت دوم − ایجاد پروژه در آلتیوم دیزاینر
قسمت سوم − ابزارهای آلتیوم دیزاینر
قسمت چهارم − تفاوت محیط شماتیک آلتیوم 16 و 18
قسمت پنجم − ورود به دنیای PCB در آلتیوم دیزاینر
قسمت ششم − مقدمات طراحی PCB در آلتیوم 16 و 18
قسمت هفتم − طراحی PCB در آلتیوم دیزاینر 16 و 18
قسمت هشتم − ابزارهای محیط PCB
قسمت نهم − ساخت کتابخانه (شماتیک)
قسمت دهم − ساخت کتابخانه (فوت پرینت PCB)
قسمت یازدهم − تنظیمات Rules آلتیوم دیزاینر
قسمت دوازدهم − نکات کاربردی طراحی PCB
قسمت سیزدهم− دستورات پرکاربرد و کلیدهای میان‌بر در آلتیوم دیزاینر
قسمت چهادهم − افزودن حروف فارسی و لوگو به PCB
قسمت پانزدهم − سیگنال دیفرانسیلی
قسمت شانزدهم− لایه‌های PCB و طراحی برد چند لایه
قسمت هفدهم−  تنظیم طول مسیرها ( Interactive Length Tuning )
دوره رایگان آموزش آلتیوم دیزاینر

منبع: سیسوگ