Mentor Graphics PADS 9.5.

Проектирование принципиальных схем и печатных плат в программной среде Mentor Graphics PADS 9.5.
Создание областей металлизации

№ 2’2016
PDF версия
Для большинства разрабатываемых многослойных печатных плат характерно наличие внутренних полностью или частично металлизированных слоев, используемых, как правило, для подводки питания, и отдельных областей металлизации на сигнальных слоях, в основном применяемых для экранирования. В статье рассмотрены возможности редактора PADS Layout системы Mentor Graphics PADS 9.5 по работе с областями металлизации.

Введение

Области металлизации — это поверхности печатной платы, заполненные металлом, обычно связанные с цепью питания или «земли». В одной топологии печатной платы может быть несколько областей металлизации, которые создаются после размещения компонентов на плате и трассировки. Контактные площадки и сквозные отверстия, ассоциированные с цепью области металлизации, подключаются автоматически к этой области с помощью тепловых контактов. Неассоциированные площадки и отверстия автоматически изолируются от области металлизации при помощи зазоров.

Существует два вида областей металлизации: негативные и позитивные. Негативные обрабатываются таким образом, что изображение фотопечати отображает отсутствие меди при производстве. Изображение фотопечати позитивных областей металлизации показывает реальные области меди. На сигнальных слоях необходимо использовать позитивные области металлизации. На плате области металлизации могут располагаться как на внутренних, так и на внешних слоях. Слой платы может быть или выделенным слоем области металлизации, ассоциированным с одной цепью, или трассированным сигнальным слоем, содержащим несколько областей металлизации, отделенных друг от друга зазором.

 

Создание негативной области металлизации

Негативная область создается автоматически путем определения для выбранного слоя соответствующего обозначения (CAM Plane) в окне настроек слоев (Layers Setup) и назначения цепи и заполняет полностью слой платы. При определении такой области не применяется заливка и штриховка — она может содержать только одну цепь и не имеет настроек, на ней запрещена трассировка.

Проект печатной платы в PADS Layout

Рис. 1. Проект печатной платы в PADS Layout

Рассмотрим создание негативной области металлизации на конкретном примере. Для этого в PADS Layout при помощи команды основного меню File/Open откроем проект печатной платы — файл Lesson19A.pcb (рис. 1), который поставляется вместе с системой Mentor Graphics PADS 9.5 и находится по умолчанию на диске компьютера по адресу C:\PADS_ES_Evaluation\Lesson19. В основном меню программы PADS Layout выберем пункт Setup/Layer Definition, в результате чего будет открыто окно настроек слоев платы (рис. 2). Здесь указывается общее количество слоев в проекте печатной платы, задается тип каждого слоя, его название.

Диалоговое окно Layers Setup

Рис. 2. Диалоговое окно Layers Setup

Рассмотрим окно Layers Setup более подробно. В его верхней части расположен список слоев, в котором при помощи левой кнопки мыши необходимо выбрать слой, где будет создана негативная область металлизации. В нашем случае это слой Gnd Plane Layer 3. Изменить/назначить имя выбранному слою можно с клавиатуры в поле Name. Посредством установки переключателя в нужную позицию в поле Plane Type задается тип области металлизации:

  • No Plane — нет металлизации;
  • CAM Plane — негативная область металлизации;
  • Split/Mixed — смешанная область металлизации.

В нашем случае установим переключатель в позицию CAM Plane.

В поле Electrical Layers («Электрические слои») расположены кнопки, при помощи которых открываются диалоговые окна настроек следующих параметров:

  • Modify — установка количества электрических слоев (рис. 3а);
  • Reassign — перемещения данных на другой слой (рис. 3б);
  • Thickness — настройка толщины электрических слоев (рис. 3в).
Диалоговые окна настройки параметров электрических слоев

Рис. 3. Диалоговые окна настройки параметров электрических слоев:
а) количества слоев;
б) перемещения данных на другой слой;
в) толщина слоев

Необходимо отметить, что электрические — это слои, являющиеся частью физической печатной платы, на которых может выполняться размещение компонентов и/или трассировка, создаваться области металлизации. Электрические слои могут быть следующих типов:

  • CM — слой компонентов — только наружные слои платы могут иметь тип CM;
  • RT — слой трассировки;
  • PL — слой областей металлизации;
  • CP — слой компонентов и областей металлизации;
  • CX — слой компонентов и смешанных областей металлизации;
  • RX — слой трасс и смешанных областей металлизации.

Тип электрического слоя отображается в списке слоев окна Layers Setup в поле Type.

В поле Nonelectrical Layers («Неэлектри-ческие слои») расположены кнопки, при помощи которых открываются диалоговые окна настроек следующих параметров:

  • Enable/Disable — разрешения и запрета использования слоев (рис. 4а);
  • Max Layers — установка максимального количества слоев (рис. 4б). По умолчанию в проекте печатной платы используется до 30 слоев. При помощи кнопки Max Layers можно установить до 250 слоев.
Диалоговые окна настройки параметров неэлектрических слоев

Рис. 4. Диалоговые окна настройки параметров неэлектрических слоев:
а) разрешения и запрета использования слоев;
б) максимального количества слоев

Неэлектрические слои не имеют физического представления на плате и применяются для размещения на них пояснительных надписей и графической информации, необходимой для печати чертежей или последующего нанесения на печатную плату способом шелкографии.

Для того чтобы назначить цепи область CAM Plane выбранного слоя, нажмите в окне Layers Setup кнопку Assign Nets, в открывшемся окне Plane Layer Nets (рис. 5) в поле All Nets («Все цепи проекта») выберите левой кнопкой мыши название цепи и переместите его при помощи кнопки Add>> в поле Assigned Nets («Назначенные цепи»). Отметим, что в поле Assigned Nets по умолчанию уже назначена цепь GND. Отменить назначение цепи можно кнопкой <<Remove, предварительно выделив левой кнопкой мыши нужную цепь в поле Assigned Nets. Для вступления в силу внесенных изменений нажмите кнопку ОК в окне Plane Layer Nets, а затем кнопку ОК в окне Layers Setup — оба окна будут закрыты.

Окно Plane Layer Nets

Рис. 5. Окно Plane Layer Nets

Просмотрим созданную область, для чего в основном меню PADS Layout выберем команду File/CAM, в результате будет открыто окно Define CAM Documents (рис. 6), в котором в поле CAM Documents левой кнопкой мыши выберем слой Gnd Plane Layer 3. Нажатием кнопки Preview откроем окно предварительного просмотра CAM Preview (рис. 7). Используйте кнопки поля Zoom для приближения/отдаления изображения слоя. Для закрытия окна CAM Preview предназначена кнопка Close.

Окно Define CAM Documents

Рис. 6. Окно Define CAM Documents

Окно CAM Preview

Рис. 7. Окно CAM Preview

Сохранение проделанной работы выполняется при помощи команды основного меню PADS Layout — File/Save.

 

Создание позитивной области металлизации

Создание позитивной области металлизации начинается с разработки контура области в выбранном печатном слое. В редакторе PADS Layout выбор слоя выполняется из выпадающего списка в меню Layer на стандартной панели инструментов Standard Toolbar. Контур области металлизации может быть определен вручную при помощи мыши. Для этого необходимо командой основного меню редактора View/Toolbars/Drafting Toolbar или кнопкой Drafting Toolbar на панели инструментов Standard Toolbar открыть панель инструментов Drafting Toolbar (рис. 8) и выбрать на ней кнопку Copper Pour. При этом для рисования области металлизации можно использовать команды контекстного меню (рис. 9):

  • Polygon — добавить многоугольник;
  • Rectangle — добавить прямоугольник;
  • Circle — добавить окружность;
  • Add Arc — добавить дугу (данный инструмент используется совместно с инструментом Polygon);
  • Orthogonal — рисование ортогональных линий (под углом 90°);
  • Diagonal — рисование косых линий (под углом 45°);
  • Any Angle — рисование линий под любым углом;
  • Snap to Objects — использовать привязку к объектам.

Панель инструментов Drafting Toolbar

Рис. 8. Панель инструментов Drafting Toolbar

Инструменты рисования области металлизации

Рис. 9. Инструменты рисования области металлизации

Контекстное меню открывается при помощи щелчка правой кнопкой мыши в рабочей области проекта.

После создания контура необходимо назначить цепь области металлизации и выполнить ее заливку. Термальные площадки создаются автоматически на контактах той же цепи, что и заливка.

Заливку созданного контура можно выполнить тремя способами:

  • при помощи Pour Manager (диспетчера заливок);
  • командой контекстного меню Flood (при этом необходимо выделить контур заливки);
  • кнопкой Flood панели инструментов Drafting Toolbar (при этом необходимо выделить контур заливки).

Для выделения отдельных объектов в рабочей области проекта можно использовать фильтры. Данный способ особенно удобен при выделении объектов в тесной области проекта, где перекрываются цепи, текст, области металлизации, контактные площадки. Выбор необходимого фильтра производится из контекстного меню (рис. 10). Для выделения контура области металлизации или области запрета предназначен фильтр Select Shapes. Для выделения всех объектов рабочего проекта за исключением контура платы предусмотрен фильтр Select Anything.

Фильтры выбора объектов рабочей области проекта

Рис. 10. Фильтры выбора объектов рабочей области проекта

Открыть окно диспетчера заливок (рис. 11) можно командой Tools/Pour Manager основного меню редактора PADS Layout. На вкладке Flood («Заливка») посредством установки переключателя в нужную позицию в поле Flood Mode задается режим заливки:

  • Flood All — заливаются все области металлизации в проекте;
  • Fast Flood — заливаются только вновь созданные области металлизации.
Вкладка Flood окна Pour Manager

Рис. 11. Вкладка Flood окна Pour Manager

После выбора режима заливки необходимо нажать на кнопку Start. Используйте кнопку Close для того, чтобы закрыть окно Pour Manager. Если установлен флажок в поле Confirm Flood Operations, то после нажатия кнопки Start появляется диалоговое окно подтверждения выполнения заливки.

Процесс создания позитивной области металлизации можно разбить на восемь этапов, на которых необходимо выполнить следующую последовательность действий:

  1. На стандартной панели инструментов Standard Toolbar редактора PADS Layout из выпадающего списка в меню Layer выберите слой, на котором предполагается разместить область металлизации.
  2. При помощи команды меню View/Toolbars/Drafting Toolbar или нажатием кнопки Drafting Toolbar на панели инструментов Standard Toolbar откройте панель инструментов Drafting Toolbar.
  3. Нажмите на панели инструментов Drafting Toolbar кнопку Copper Pour.
  4. Переместите курсор в рабочую область проекта и при помощи правой кнопки мыши откройте контекстное меню, в котором, установив флажок в необходимую позицию, определите инструмент для рисования контура области металлизации.
  5. Переместите курсор мыши в рабочую область проекта, щелкните левой кнопкой мыши в начальной точке контура и протяните курсор к месту конечной точки контура, после чего щелкните в данной точке левой кнопкой мыши. При выборе инструмента рисования Polygon определите контур, последовательно прокладывая при помощи мыши его фрагменты до тех пор, пока контур не будет замкнут, выполняя при этом щелчки левой кнопкой мыши в точках излома контура.
  6. После того как контур создан (рис. 12), автоматически будет открыто окно Add Drafting (рис. 13), в котором области металлизации необходимо назначить цепь. Для этого в поле Net assignment из выпадающего списка при помощи левой кнопки мыши выберите название нужной цепи. Для закрытия окна Add Drafting нажмите кнопку ОК.
  7. Выполните заливку созданного контура (рис. 14).
  8. Сохранение проделанной работы выполняется при помощи команды основного меню File/Save редактора PADS Layout.

Контур позитивной области металлизации

Рис. 12. Контур позитивной области металлизации

Окно Add Drafting

Рис. 13. Окно Add Drafting

Позитивная область металлизации в проекте печатной платы

Рис. 14. Позитивная область металлизации в проекте печатной платы

Созданную область металлизации можно перемещать в проекте платы. Для этого выделите ее контур при помощи левой кнопки мыши, а правой кнопкой вызовите контекстное меню и выберите в нем команду Move («Переместить»). После чего контур области металлизации будет прикреплен к курсору мыши, при помощи которого необходимо поместить его в нужное место платы — щелкнуть в этом месте левой кнопкой. Следует отметить, что после перемещения контура области металлизации его заливку необходимо выполнить повторно.

Заливка выполняется заново, если объекты внутри области металлизации перемещаются. При этом уже имеющуюся заливку предварительно нужно удалить, иначе новые термальные площадки не будут созданы. Удаление заливки можно выполнить при помощи клавиатурной команды «po». Нажмите последовательно при английской раскладке клавиатуры клавиши с буквами «р» и «о», в результате чего откроется окно Modeless Command (рис. 15), в поле Command которого будет прописана введенная с клавиатуры команда. Отправить эту команду на выполнение можно нажатием клавиши Enter на клавиатуре.

Окно Modeless Command

Рис. 15. Окно Modeless Command

Создание выреза в области металлизации

После того как область металлизации создана (рис. 16а), при необходимости на ней можно сделать вырез. Для этого в редакторе PADS Layout используется команда Copper Cut Out панели инструментов Drafting Toolbar. Вырез должен находиться внутри области металлизации, не касаться и не пересекаться с ее краями и иметь замкнутую форму. Рисование выреза выполняется по аналогии с рисованием контура области металлизации. После создания контура выреза необходимо заново выполнить заливку области металлизации. Результат создания выреза — это незалитая область внутри области металлизации (рис. 16б).

Область металлизации

Рис. 16. Область металлизации:
а) до создания на ней выреза
б) после создания на ней выреза

Создание зон запрета размещения

При проектировании печатных плат может понадобиться разработка зон запрета размещения, которые можно задавать для областей металлизации, а также компонентов и цепей платы. Области запрета создаются в такой топологии платы, где есть ограничения по высоте компонентов или где есть области, в которых размещение компонентов вообще запрещено. Для того чтобы создать зону запрета размещения, необходимо на панели инструментов Drafting Toolbar нажать кнопку Keepout. Контур зоны запрета формируется так же, как и контур области металлизации. При этом в окне Add Drafting в поле Keepout Restrictions посредством установки флажков в чекбоксах указываются элементы печатной платы, чье размещение должно быть запрещено в создаваемой области (рис. 17). Если в месте предполагаемого размещения области металлизации уже существует область Keepout, в настройках которой определен запрет на размещение областей металлизации, область металлизации будет создана с вычетом области запрета (рис. 18).

Выбор элементов платы в окне Add Drafting для запрета их размещения в области Keepout

Рис. 17. Выбор элементов платы в окне Add Drafting для запрета их размещения в области Keepout

Создание позитивной области металлизации в области платы, где находится зона запрета размещения областей металлизации

Рис. 18. Создание позитивной области металлизации в области платы, где находится зона запрета размещения областей металлизации

Настройка параметров термальных и антиплощадок

Настройка параметров термальных площадок выполняется в окне Options в поле Thermals (рис. 19). Для того чтобы открыть данный диалог, нужно в основном меню редактора PADS Layout выбрать команду Tools/Options, а затем в списке, расположенном в левой части открывшегося окна, выбрать пункт Routing/Thermals.

Окно Options. Настройка параметров термальных площадок

Рис. 19. Окно Options. Настройка параметров термальных площадок

В верхней части поля Thermals находится таблица, в которой для Drilled Thermals (сквозных отверстий) и SMT Thermals (планарных контактных площадок) выполняется настройка следующих параметров термального подключения:

  • Spoke width — ширина подводов;
  • Spoke minimum — минимальное количество подводов в отверстии/площадке;
  • Round pad — выбор расположения подводов термальной площадки круглой формы: Diagonal (по диагонали), Orthogonal (ортогонально), Flood over (залить поверх), No Connect (нет подключения);
  • Square pad — выбор расположения подводов термальной площадки квадратной формы: Diagonal (по диагонали), Orthogonal (ортогонально), Flood over (залить поверх), No Connect (нет подключения);
  • Rectangle pad — выбор расположения подводов термальной площадки прямоугольной формы: Diagonal (по диагонали), Orthogonal (ортогонально), Flood over (залить поверх), No Connect (нет подключения);
  • Oval pad — выбор расположения подводов термальной площадки овальной формы: Diagonal (по диагонали), Orthogonal (ортогонально), Flood over (залить поверх), No Connect (нет подключения).
  • В нижней части поля Thermals расположены четыре чекбокса:
  • Routed pad thermals — разрешение/запрет использования тепловых площадок для контактов, соединенных с трассой;
  • Show general plane indicators — настройка визуального отображения соединения с областями металлизации для тепловых площадок;
  • Remove isolated copper — разрешение/запрет удаления островков областей металлизации;
  • Remove violating thermal spokes — разрешение/запрет удаления подводов термальных площадок, нарушающих правила зазоров.

Для того чтобы внесенные в поле Thermals изменения вступили в силу, нажмите кнопку Apply в нижней части окна Options. Закрыть окно можно, нажав кнопку OK.

При использовании в проекте платы областей металлизации есть возможность настройки параметров отдельных тепловых и антиплощадок. Для этого необходимо выделить левой кнопкой мыши контактную площадку или посадочное место, которому она принадлежит, правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню и выбрать в нем команду Properties. Необходимо отметить, что для выделения контактных площадок удобно использовать фильтр Select Pins/Vias/Tacks, а для выделения посадочных мест — фильтр Select Components. После выделения контактная площадка/посадочное место отображается в области металлизации белым цветом. Если было выбрано посадочное место, то в результате выполнения команды Properties откроется окно Component Properties (рис. 20а), если выбрана отдельная контактная площадка — окно Pin Properties (рис. 20б). Далее в открывшемся окне следует нажать кнопку Pad Stack, в результате откроется окно Pad Stacks Properties (рис. 21), в котором из выпадающего списка в меню Pad style можно выбрать стиль площадки:

  • Pad — обычная площадка;
  • Thermal — термальная площадка;
  • Antipad — антиплощадка.

Результат выполнения команды Properties

Рис. 20. Результат выполнения команды Properties:
а) окно Component Properties (выделено посадочное место);
б) окно Pin Properties (выделена контактная площадка)

Диалоговое окно Pad Stacks Properties

Рис. 21. Диалоговое окно Pad Stacks Properties

Набор слоев выбранного в поле Pin: Plated вывода посадочного места отображается в поле Sh.: Sz.: Layer.

В поле Parameters можно задать необходимые параметры для термальных площадок (рис. 22а):

  • Oblong/Rectangle (форма площадки — в нашем случае овальная/прямоугольная);
  • Pad size relative to drill size (размер площадки соответствует размеру сверла);
  • Flood over (залить поверх);
  • Inner Diam (внутренний диаметр) — для площадок круглой формы, Inner Size (размер внутренней стороны квадрата) — для квадратных площадок, Inner Width (внутренняя ширина контактной площадки) — для площадок прямоугольной/овальной формы;
  • Outer Diam (наружный диаметр) — для площадок круглой формы, Outer Size (размер внешней стороны квадрата) — для квадратных площадок, Outer Width (внешняя ширина контактной площадки) — для площадок прямоугольной/овальной формы;
  • Spokes (количество подводов);
  • Spoke Angle (угол наклона подводов);
  • Spoke Width (ширина подводов);
  • Negative (негатив),
Настройка параметров

Рис. 22. Настройка параметров:
а) термальных площадок;
б) антиплощадок

а также для антиплощадок (рис. 22б):

  • Oblong/Rectangle (форма антиплощадки — в нашем случае овальная/прямоугольная);
  • Pad size relative to drill size (размер антиплощадки соответствует размеру сверла);
  • Diameter (диаметр) — для антиплощадок круглой формы, Size (размер стороны квадрата) — для квадратных антиплощадок, Width (ширина) — для прямоугольных/овальных антиплощадок;
  • Negative (негатив).

Созданную площадку/антиплощадку можно увидеть в окне предварительного просмотра Preview.

Настройка опций штриховки областей металлизации

Отметим, что настройка опций штриховки доступна только для позитивных областей металлизации. Выполнить ее можно в окне Options, для чего необходимо в списке, который расположен в левой части окна, выбрать пункт Drafting/Hatch and Flood, в результате чего в правой части окна будет открыто одноименное поле (рис. 23). Напомним, что окно Options открывается при помощи команды Tools/Options основного меню редактора PADS Layout. Контур области металлизации можно заполнить менее чем на сто процентов, используя настройки следующих параметров штриховки:

  • Direction (направление линий): Orthogonal (штриховка линиями под углом 90°), Diagonal (штриховка линиями под углом 45°). Поскольку области запрета также заполняются штриховкой, их можно перепутать с областями металлизации, если настройки штриховки одинаковые. В таких проектах рекомендуется использовать для областей металлизации обратное направление штриховки. Данный параметр задают установкой флажка в чекбоксе Reverse for keepout (направление штриховки зон запрета противоположное направлению штриховки областей металлизации);
  • View (отображение): Normal (нормальное), No hatch (не отображать штриховку), See through (штриховка наносится таким образом, что все элементы платы хорошо видны). Параметры No hatch и See through используют в том случае, если штриховка областей металлизации затрудняет просмотр проекта платы.
  • При этом доступна настройка следующих параметров для заполнения контура областей металлизации:
  • hatch area (минимальная область штриховки);
  • Smoothing radius (радиус сглаживания);
  • Display mode (режим отображения): Pour outline (заливка контура), Hatch outline (штриховка контура).
Окно Options. Настройка опций штриховки областей металлизации

Рис. 23. Окно Options. Настройка опций штриховки областей металлизации

На рис. 24а представлен фрагмент проекта печатной платы, в котором создана позитивная область металлизации, заполненная штриховыми линиями под углом 45°. При этом в настройках проекта были заданы следующие параметры штриховки:

  • Direction (направление линий): Diagonal (штриховка линиями под углом 45°);
  • View (отображение): Normal (нормальное);
  • hatch area (минимальная область штриховки) — 0;
  • Smoothing radius (радиус сглаживания) — 0,5;
  • Display mode (режим отображения): Hatch outline (штриховка контура).
Фрагмент проекта печатной платы, в котором создана позитивная область металлизации

Рис. 24. Фрагмент проекта печатной платы, в котором создана позитивная область металлизации:
а) заполненная штриховыми линиями под углом 45°, отображение штриховки — Normal;
б) заполненная штриховыми линиями под углом 90°, отображение штриховки — See through

На рис. 24б представлен фрагмент проекта печатной платы, в котором создана позитивная область металлизации, заполненная штриховыми линиями под углом 90°. При этом в настройках проекта были заданы следующие параметры штриховки:

  • Direction (направление линий): Orthogonal (штриховка линиями под углом 90°);
  • View (отображение): See through (штриховка наносится таким образом, что все элементы платы хорошо видны);
  • hatch area (минимальная область штриховки) — 0;
  • Smoothing radius (радиус сглаживания) — 0,5;
  • Display mode (режим отображения): Hatch outline (штриховка контура).

В том случае если в проекте платы были произведены изменения в трассировке или объекты внутри области металлизации были перемещены — заливку необходимо произвести заново.

 

Создание смешанной области металлизации

Смешанные области металлизации положительные, их можно размещать как на внешних, так и на внутренних слоях платы, для их заливки можно использовать штриховку.

Смешанные области создаются только на тех слоях платы, тип которых определен как Split/Mixed. Они могут быть двух типов:

  • Solid — сплошные области металлизации;
  • Split — разделенные на несколько изолированных областей металлизации с подключением их к разным электрическим цепям.

Создание области металлизации Solid-типа

Рассмотрим создание области Solid-типа на конкретном примере. Для этого в PADS Layout снова откроем исходный файл Lesson19A.pcb и выберем в качестве активного слой (H) VDD Mixed Plane Layer 4. Выбор слоя выполняется из выпадающего списка в меню Layer на стандартной панели инструментов Standard Toolbar.

Используя фильтр Select Board Outline, выделите любую сторону платы, при помощи правой кнопки мыши вызовите контекстное меню и выберите в нем команду Select Shape. После этого правой кнопкой снова откройте контекстное меню и выберите в нем пункт Create Plane Area («Создать область металлизации»). В результате чего внутри контура платы будет сформирован контур области металлизации, повторяющий форму платы. Также автоматически будет открыто окно Add Drafting, в котором области металлизации необходимо назначить цепь. Для этого в поле Net assignment из выпадающего списка при помощи левой кнопки мыши выбирают название нужной цепи (рис. 25). В нашем случае выберем цепь VDD. Для закрытия окна Add Drafting нажмите кнопку ОК.

 Контур области металлизации Solid-типа и окно Add Drafting

Рис. 25. Контур области металлизации Solid-типа и окно Add Drafting

Заливку созданного контура можно выполнить при помощи Pour Manager, окно которого открывается командой Tools/Pour Manager основного меню редактора PADS Layout. На вкладке Plane Connect (рис. 26) в поле Layers при помощи левой кнопки мыши выберите слой платы, на котором расположен контур области металлизации, предназначенный для заливки, и нажмите кнопку Start. Для того чтобы закрыть окно Pour Manager, необходимо нажать кнопку Close. Если установлен флажок в поле Confirm Connect Operations, то после нажатия кнопки Start появляется диалоговое окно подтверждения создания заливки. В результате выполненных действий контур области металлизации будет полностью залит (рис. 27).

Вкладка Plane Connect окна Pour Manager

Рис. 26. Вкладка Plane Connect окна Pour Manager

Проект печатной платы, в котором создана позитивная область металлизации Solid типа

Рис. 27. Проект печатной платы, в котором создана позитивная область металлизации Solid типа

Создание области металлизации Split-типа

Рассмотрим на конкретном примере создание области Split-типа, которая разделена на две области металлизации с разными напряжениями. При этом область металлизации, которой будет назначена цепь VDD +3,3 В, разместим внутри основной области металлизации, к которой подключим цепь VDD +5 В. Создание контура внутренней области смешанной области металлизации Split-типа выполняется по аналогии с разработкой контура позитивной области металлизации.

Для выполнения этой задачи в PADS Layout откроем файл Lesson19В.pcb, который поставляется вместе с системой Mentor Graphics PADS 9.5 и находится по умолчанию на диске компьютера по адресу C:\PADS_ES_Evaluation\Lesson19. Контур внутренней области металлизации в проекте Lesson19В.pcb уже создан и нам остается подключить к нему цепь VDD +3,3 В и выполнить его заливку. Для этого из выпадающего списка в меню Layer на стандартной панели инструментов Standard Toolbar выберем в качестве активного слой (H) VDD Mixed Plane Layer 4. На панели Project Explorer, которая находится по умолчанию в левой части проекта, откроем меню Nets и выберем в нем пункт VDDQ3.3V. В результате в рабочей области проекта будут подсвечены белым цветом контактные площадки, принадлежащие цепи VDD +3,3 В, а область размещения цепи в проекте будет автоматически приближена (рис. 28). При этом контур области металлизации проложен так, что все контактные площадки, принадлежащие цепи VDD +3,3 В, находятся внутри него.

Выбор цепи в проекте печатной платы и контур внутренней области смешанной области металлизации Split-типа

Рис. 28. Выбор цепи в проекте печатной платы и контур внутренней области смешанной области металлизации Split-типа

Щелкните левой кнопкой мыши в области проекта, чтобы отменить выделение цепи. При помощи правой кнопки мыши вызовите контекстное меню и выберите в нем фильтр Select Shape, затем левой кнопкой мыши выделите контур области металлизации. Откройте контекстное меню и выберите в нем пункт Flood, в результате чего будет выполнена заливка контура внутренней области смешанной области металлизации Split-типа (рис. 29).

Внутренняя область смешанной области металлизации Split-типа, заполненная заливкой

Рис. 29. Внутренняя область смешанной области металлизации Split-типа, заполненная заливкой

Теперь необходимо создать основную область металлизации. Для этого, используя фильтр Select Board Outline, выделите любую сторону платы, при помощи правой кнопки мыши вызовите контекстное меню и выберите в нем команду Select Shape. После этого правой кнопкой снова откройте контекстное меню и выберите в нем пункт Create Plane Area («Создать область металлизации»). В результате внутри контура платы появится контур области металлизации, повторяющий форму платы. Также автоматически будет открыто окно Add Drafting, в котором области металлизации необходимо назначить цепь, для чего в поле Net assignment из выпадающего списка при помощи левой кнопки мыши выбирают название нужной цепи. В нашем случае требуется цепь VDD (рис. 30). Для закрытия окна Add Drafting нажмите кнопку ОК.

Контур внешней области смешанной области металлизации Split-типа и окно Add Drafting

Рис. 30. Контур внешней области смешанной области металлизации Split-типа и окно Add Drafting

Заливка созданного контура производится при помощи команды контекстного меню Flood, открыть которое можно правой кнопкой мыши. В результате выполненных действий контур основной области смешанной области металлизации Split-типа будет заполнен заливкой (рис. 31). При двукратном увеличении хорошо видно, что внутренняя область отделена от основной зазором (рис. 32), а заливка областей выполнена разной штриховкой.

Смешанная область металлизации Split-типа, разделенная на две области с разными напряжениями

Рис. 31. Смешанная область металлизации Split-типа, разделенная на две области с разными напряжениями

Фрагмент смешанной области металлизации Split-типа при двукратном приближении

Рис. 32. Фрагмент смешанной области металлизации Split-типа при двукратном приближении

В PADS Layout не установлено ограничение на количество областей, которые можно создать в смешанной области металлизации. При необходимости их число может достигать нескольких десятков непересекающихся позитивных областей, которым назначены цепи питания разного напряжения. Сохранение проделанной работы выполняется при помощи команды основного меню File/Save редактора PADS Layout.

На металлизированных областях можно проводить трассировку. При этом между областью металлизации и проведенными внутри нее трассами создаются зазоры.

Настройка параметров смешанной области металлизации

Настройка параметров смешанной области металлизации выполняется в окне Options в поле Split/Mixed Plane (рис. 33). Для того чтобы открыть данный диалог, необходимо в основном меню редактора PADS Layout выбрать команду Tools/Options, а затем в списке, который расположен в левой части открывшегося окна, выбрать пункт Routing/Split/Mixed Plane.

Настройка параметров смешанных слоев металлизации в окне Options

Рис. 33. Настройка параметров смешанных слоев металлизации в окне Options

Рассмотрим этот диалог более подробно. В его верхней левой части расположено поле Save to PCB file, где, установив переключатель в одну из позиций, можно задать следующие настройки (они будут выполняться при сохранении проекта печатной платы):

  • Plane polygon outlines — сохранение только контуров областей смешанной области металлизации;
  • All plane data — сохранение всех заливок, зазоров и тепловых площадок.

В верхней правой части расположено поле Mixed plane display, в котором путем установки переключателя в одну из позиций можно задать способ отображения смешанной области металлизации:

  • Plane polygon outlines — отображение только контуров областей смешанной области металлизации;
  • Plane thermal indicators — отображение контуров областей смешанной области металлизации и подсветка термальных площадок;
  • Generated plane data — отображение всех сгенерированных данных смешанной области металлизации.

В полях Smoothing radius и Auto separate gap путем ввода с клавиатуры можно задать значения радиуса сглаживания (0 — без скругления углов, 5 — максимальное скругление) и зазор между областями металлизации соответственно.

Поле Automatic actions содержит список чекбоксов, при помощи которых (посредством установки/снятия в них флажков) задают следующие установки (данные настройки будут впоследствии выполняться автоматически):

  • Remove isolated copper — разрешение/запрет удаления островков областей металлизации;
  • Remove violating thermal spokes — разрешение/запрет удаления подводов термальных площадок, нарушающих правила зазоров;
  • Update unroute visibility — после заливки смешанной области металлизации обновлять отображение связей;
  • Update thermal indicator visibility — после заливки смешанной области металлизации обновлять отображение термальных площадок;
  • Remove unused pads — разрешение/запрет удаления неиспользуемых контактных площадок;
  • Preserve via pads on start and end layers — оставить контактные площадки и переходные отверстия на верхнем и нижнем слое платы;
  • Use design rules for thermals and antipads — использовать правила проекта для термальных и антиплощадок;
  • Create cutouts around embedded planes — создавать зазоры вокруг подключенных контактных площадок.
Литература
  1. PADS ES Suite Evaluation Guide. Mentor Graphics Corporation, 2012.
  2. Колесникова Т. Маршрут проектирования Mentor Graphics Expedition Enterprise9.4— создание областей металлизации // Технологии в электронной промышленности. 2014. № 1.
  3. Колесникова Т. Проектирование принципиальных схем и печатных плат в программной среде Mentor Graphics PADS 9.5. Часть 3. Разработка стеков контактных площадок и переходных отверстий, проектирование контура печатной платы // Технологии в электронной промышленности. 2015. № 1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *