Ввод механического чертежа в проект печатной платы
Евгений Махлин
Определение и внесение механических параметров будущей ПП — очень важная составляющая всего проекта в целом.
Правильно, быстро и эффективно осуществлять
эту стадию разработки позволяет двунаправленный
интерфейс между редактором печатных плат (в нашем случае — Cadence Allegro) и трехмерной базой
данных механических САПР (Pro/ENGINEER, UGS,
Solid Age, Solid Works и др.) в формате IDF или двумерной базой в формате DXF.

Рис. 1. Пример механического чертежа печатной платы
При получении механического чертежа (рис. 1) необходимо проверить наличие в нем следующих данных:
- Физические параметры ПП.
- Указание верхней и нижней сторон ПП. Причем
можно встретить такие определения сторон, как:- TOP/BOTTOM (то есть верх/низ);
- CS/PS, где CS — Component Side; PS — Print Side;
- Primary side/Secondary side.
- Ограничение по высоте для обеих сторон платы.
- Определение районов для запрещения размещения компонентов (Package Keep Out) и трассировки сигналов (Route Keep Out).
- Размещение основных компонентов, жестко связанных с механикой (разъемов, переключателей,
светодиодов и т. д.) с указанием стороны размещения, месторасположением 1-й ножки и размерами установки относительно начала координат
(0, 0) чертежа. - Указание места для механических отверстий, определение их диаметра и типа (металлизированные или нет).
Если исходные данные получены в формате IDF,
то процесс определения механических параметров
значительно облегчается.

Рис. 2. Меню для импорта чертежа в формате IDF
В программе Allegro, например, достаточно зайти
в меню (рис. 2), выбрать формат, определить единицы измерения (миллиметр, дюйм, миль) и вы-
брать исходный файл (рис. 3).

Рис. 3. Окно выбора файла для импорта чертежа
в формате IDF
В результате мы получили готовый механи-
ческий чертеж со всеми необходимыми определениями контура платы (рис. 4), вырезов,
областей, в которых допустимо размещение
компонентов и трассировка, а также координаты механических отверстий и разъемов.

Рис. 4. Пример готового контура платы
с определением механических параметров
Если же исходный файл получен в формате DXF, необходимо внести его в среду САПР
(в нашем случае речь идет об Allegro) в тех же
единицах измерения (в России чаще всего используют миллиметры) и так, как показано на
рис. 5, 6.

Рис. 5. Начало создания контура платы
из файла AutoCAD

Рис. 6. Определение параметров импорта
файла AutoCAD
В Allegro существует 2 способа создать механический чертеж платы:
- Создание механического символа ПП
(dra-файл). - Создание чертежа на уровне платы
(brd-файл).
Определяем подкласс, куда мы хотим занести наш чертеж, затем выбираем необходимые
уровни DXF-файла, которые нужны для создания ПП. (Наш совет: выбирать все предлагаемые уровни, чтобы получить наиболее полную информацию.)
Примечание. «Подклассы» (Subclass) в редакторе печатных плат Allegro в чем-то похожи
на «слои» в PCAD. Графическую информацию,
принадлежащую каждому «подклассу», можно
редактировать независимо. Подклассы иерархически группируются в «классы», и в нашем
случае класс механических чертежей — это
Class BOARD_GEOMETRY (рис. 7).

Рис. 7. Назначение подкласса для импорта DXF-файла
После этого мы вносим механические ограничения (рис. 8), указанные на чертеже, используя функции их определения в Allegro.

Рис. 8. Печатная плата с внесенными параметрами
Например:
- Package Keep In, Package Keep Out — область
компоновки и ограничения по размещению
компонентов; - Route Keep In, Route Keep Out — область
трассировки и ограничения по выполнению
трасс; - Package Height Min, Package Height Max —
ограничения по высоте компонентов.
Любое отклонение от заданных параметров,
появившееся в результате некорректного размещения компонентов и трассировки сигналов,
будут видны в графическом изображении ошибок DRC (Design Rules Check).

Рис. 9. Сообщение об ошибке (DRC) по высоте
Надо заметить, что ошибки DRC (рис. 9),
появляющиеся в результате размещения компонентов в областях с ограничением по высоте, появятся только в том случае, если высота
компонента была определена при создании
библиотеки символов (рис. 10).

Рис. 10. Информация о высоте компонента
Если вы заметили явные ошибки уже на
ранней стадии размещения компонентов
(ошибки по высоте, несоответствие физических размеров, нумерация выводов и т. д.), необходимо сразу сообщить о них инженеру-механику или иному специалисту, отвечающему за механическую часть проекта.

Рис. 11. Экспорт печатной платы в чертеж в DXF-формате
После размещения компонентов необходимо создать либо DXF-файл двух сторон
платы (рис. 11), либо сделать файл в формате IDF для проверки с помощью программ
Pro/ENGINEER, UGS, Solid Age, Solid Works
и др. (рис. 12). Эти файлы передаются конструктору-механику для окончательной проверки корректности областей и ограничений, внесенных в проект печатной платы.

Рис. 12. Экспорт печатной платы в чертеж
в IDF-формате
Создание механической части платы, правильное размещение компонентов, расположение сигналов и полигонов, а также выполнение других заложенных в чертеже требований — залог успешного выполнения проекта
в целом.