Управление библиотекой материалов слоев печатных плат в Altium Designer
Автор: Павел Демидов, Технический специалист Altium в России и СНГ, выпускник МГТУ им. Н.Э. Баумана, имеет более 7 лет опыта работы в сфере технического сопровождения САПР, автор множества материалов по работе с программным обеспечением Altium.
Определение стека слоев печатной платы является очень важным элементом успешного конструирования электронного устройства. Чтобы помочь в работе с материалами, используемыми в плате, Altium Designer включает в себя возможности управления библиотекой материалов, о которой пойдет речь в данной статье.
Процесс трассировки многих современных плат осуществляется как проектирование линий передач, а не простых проводников, которые переносят электрическую энергию. Для успешного проектирования высокоскоростных устройств необходимо, среди прочего, грамотно подобрать материалы, которые будут использоваться для слоев платы.
Возможности управления библиотекой материалов впервые были реализованы в Altium Designer версии 19, вместе с обновленным менеджером стека слоев Layer Stack Manager. В обновленном Layer Stack Manager свойства слоев могут определяться конструктором как непосредственно в главной таблице слоев вручную (как это было и в более ранних версиях системы), либо на основе свойств материалов, взятых из библиотеки.
Доступ к библиотеке материалов осуществляется из Layer Stack Manager, с помощью команды Tools Material Library главного меню. Интерфейсом к библиотеке материалов является диалоговое окно Altium Material Library, где по умолчанию доступна обширная библиотека распространенных при изготовлении плат материалов. При необходимости эту библиотеку материалов по умолчанию можно расширить, добавив в нее собственные пользовательские материалы или загрузив библиотеку из внешнего файла.
Рис. 1. Доступ к библиотеке материалов из Layer Stack Manager
Материалы разбиты по категориям использования, таким как материалы слоев печатных плат (PCB layer material) и материалы печатной электроники (Printed Electronics material). Эти категории доступны в виде древовидной структуры в левой части диалогового окна. В свою очередь, каждая категория использования разделяется на функциональные категории, такие как материалы проводящих слоев (Conductive layer material) и материалы диэлектрических слоев (Dielectric layer material).
В основной области диалогового окна библиотеки отображается таблица свойств материалов выбранной в данный момент категории. Набор отображаемых свойств зависит от выбранной категории – например, для материалов фольги доступны такие свойства, как толщина и способ получения, для диэлектриков – диэлектрическая проницаемость Dk и тангенс угла диэлектрических потерь Df и т.д. Набор отображаемых параметров доступен для настройки через отдельное диалоговое окно, откуда также можно добавлять дополнительные пользовательские параметры для материалов выбранного типа, если необходимо.
Рис. 2. Настройка отображения столбцов параметров с возможностью добавления пользовательских столбцов
Помимо использования материалов по умолчанию, есть возможность добавления пользовательских материалов. При необходимости передать библиотеку пользовательских материалов в другую установку Altium Designer (например, при смене компьютера или для использования одной библиотеки материалов командой разработчиков), Altium Material Library поддерживает выгрузку пользовательских материалов в файл формата XML и загрузку библиотеки из этого формата.
Это может быть как ваша библиотека, составленная вручную исходя из тех материалов, применяемых в производстве на вашем предприятии, так и библиотека от внешнего производителя, к услугам которого вы обращаетесь. Например, компания Резонит предлагает для загрузки со своего сайта библиотеку материалов, которые используются в их производстве. Библиотека включает широкую линейку базовых СВЧ-материалов и препрегов Arlon, Rogers, a также стеклотекстолиты с различной температурой стеклования.
Рис. 3. Загрузка внешней библиотеки материалов на примере библиотеки от компании Резонит
Когда библиотека материалов сформирована необходимым образом, материалы из нее можно применить к слоям в стекапе платы. Сделать это можно на вкладке Stackup в Layer Stack Manager, нажав по кнопке многоточия в столбце Material соответствующего слоя в области таблицы или в разделе Layers панели Properties, когда нужный слой выделен в таблице. Будет открыто диалоговое окно Select Material, где вы сможете выбрать подходящий материал. Будет представлен список только материалов подходящего типа, что оставляет меньше шансов на ошибку.
Рис. 4. Выбор материала для слоя в стекапе платы из библиотеки
Большим преимуществом Layer Stack Manager является возможность проверки текущих свойств материала слоя на соответствие значениям в библиотеке. Для этого в свойствах Layer Stack Manager должна быть включена опция Library Compliance. Если будет найдено несоответствие свойств материала, соответствующие значений будут помечены предупреждениями в таблице и в панели свойств.
Рис. 5. Контроль соответствия материалов библиотеке
Для дальнейшей унификации используемых проектных данных можно сохранить стекап с настроенными материалами или сам документ платы для использования в качестве шаблона в будущих проектах. Если вы планируете заказывать производство плат в компании Резонит, вы можете воспользоваться шаблонами плат, которые доступны на сайте компании, где, помимо стекапа слоев с настроенными материалами, заданы проверки DRC с требованиями производителя и предварительно рассчитаны наиболее распространенные профили волнового сопротивления.
Таким образом, библиотека материалов Altium Designer позволяет обеспечить дополнительный контроль над выбором материалов слоев в разрабатываемой конструкции платы, что поможет избежать дорогостоящих ошибок, связанных с неправильным определением свойств материалов, что особенно важно для высокоскоростных устройств, а возможности использования различных шаблонов ускорят применение существующих проверенных наработок.
Мы всегда рады сотрудничеству с новыми авторами. Если у вас есть уникальная экспертиза или просто качественный материал, полезный инженерам-разработчикам электроники, мы с удовольствием поделимся им на страницах раздела Авторские статьи. Присылайте свои статьи на почту articles@rezonit.ru