PADS 2007.2 pikaopas Versio 3.0 Jani Ahvonen Tekniikka ja Liikenne 2008
2 JOHDANTO Tämä PADS pikaopas on tehty Logic (piirikaaviosuunnittelu) ja Layout (piirilevynsuunnittelu) ohjelmille. Tekniikkaa käydään läpi yksikerros ja kaksikerros piirilevyjen osalta. Tämä dokumentti soveltuu henkilöille jotka eivät omaa aikaisempaa kokemusta PADS (versio 2007.2) piirilevyn suunnitteluohjelmistosta. Lähteenä on käytetty Hannu Tikkasen kirjaa: PADS Piirilevynsuunnitteluopas II (Logic, Layout ja Blazerouter -ohjelmistoille).
3 SISÄLLYS JOHDANTO 2 1. Logic 4 1.1. Piirikaavion suunnittelu esimerkki 4 1.2. Piirikaavion linkitys piirilevyyn 11 1.3. Piirikaavio komponentin luonti Part Editorilla 13 1.3.1. Part ja Decal 13 1.3.2. Parttype 13 1.3.3. Piirikaaviokomponentin luonti MAX 1036 piirille 13 2. Layout 20 2.1. Reititys esimerkki 20 2.1.1. Työalueen muokkaus 20 2.1.2. Piirilevyreunojen luonti 21 2.1.3. Komponenttisijoittelu 22 2.1.4. Suunnittelusääntöjen muuttaminen 23 2.1.5. Nettien reititys (täysin manuaalinen) 24 2.1.6. Kuparointi 25 2.2. Piirilevyvalmistus kuvien tulostus (CAM) 29 2.2.1. Osasijoittelun tulostus 29 2.2.2. Maskin tulostus kalvolle 32 2.3. Piirilevykotelon luonti PCB Decal Editorilla 34 2.3.1. Manuaalinen piirilevykotelon luonti kondensaattorille 34 2.3.2. Komponenttikoteloiden muuttaminen reiällisiksi 42 2.3.3. Automaattinen pintaliitos piirilevykotelon luonti 45 2.4. Automaattireititin PADS Router 48
4 1. Logic 1.1. Piirikaavion suunnittelu esimerkki Aluksi suunnitellaan yksinkertainen jännitteenvakavointikytkentä Logic ohjelmalla. Käynnistetään Logic ohjelma. Kytkennällä voidaan vakavoida jännite esim. + 5 V:n digitaalielektroniikalle. Piirilevy tehdään yksipuoleiseksi. Aluksi kannattaa muuttaa kursorin tyyppi Tools Options General Cursor Style: Full screen kuvassa 1, joka helpottaa huomattavasti komponenttien kohdistamista, koska tällöin kursorin risti näkyy koko työalueen levyisenä. Vielä kannattaa muuttaa työalueen Grid Design arvoon 50, joka on sopiva useimmille piirikaavioille. Kuva 1. Options
5 Työalueen koko Sheet Size: A4 sekä Sheet border: SIZEA4 kuvassa 2. Kuva 2. Options, Design Käytettävät komponentit: Esimerkki piirilevyllä kaikki komponentit ovat läpiladottavia. 1 kpl LM7805CT Regulaattori TO-220 kotelolla 2 kpl 100 nf Keraaminen kondensaattori 1 kpl 22 µf / 25 V Elektrolyyttikondensaattori 2 kpl 2 napainen Piikkirima Haetaan komponentit yksi kerrallaan kirjastosta. Kytkentä kannattaa aina välillä tallentaa tehtäessä piirikaaviota Logic ohjelmalla. Vaikka nyt heti ensimmäisen kerran. File Save As annetaan piirikaavion nimeksi testi. Otetaan komponentit eli työkaluvalikosta valitaan: Add Part
6 Saatiin näkymään kuvan 3 mukainen laatikko. Items tekstikenttään laitetaan lm78* (lm78* toimii valintasuodattimena). Kuva 3. Kirjastokomponentin haku Löydettiin lista National Semiconductorssin regulaattoreista. Haluamamme TO- 220 koteloinen regulaattori löytyy listasta, joten voidaan ottaa se suoraan kirjastosta (kotelotyyppi löytyy LM78xx regulaattorien datasivuilta). Valitaan LM7805CT komponentti ja painetaan kuvassa 3 Add näppäintä. Nyt komponentti saatiin työalueelle. Seuraavaksi haetaan 1 kpl elektrolyyttikondensaattoreita ja 2 kpl keraamisia kondensaattoreita. Suodattimena voi käyttää cap* Sopivat komponentit ovat: CAP-CK05 = keraaminen kondensaattori CAP-ELECTAA = elektrolyyttikondensaattori Liittimiä haetaan myös 2 kpl jotka ovat tyyppiä CON-SIP-2P CAP-ELECTAA ei sisällä oikeata piirilevykoteloa joten sitä joudutaan muokkaamaan. Tehdään oma piirilevykotelo. Kotelon teko selitetty Layout kohdassa (2.3 Piirilevykotelon luonti Decal Editorilla).
7 HUOM! Joskus käy niin, että oikeita komponentteja ei löydy piirikaaviokirjastostakaan. Tällöin Logic ohjelmassa on oma Part Editor ohjelma jolla voidaan tehdä omia komponentteja. Katso kohta (1.3 Piirikaaviokomponentin luonti Part Editorilla). Kuvassa 4 piikkirima liitin CON-SIP-2P on otettu työpöydälle ja se on aktiivisena. Komponentteja voi käännellä hiiren kakkosnapin toiminnolla. Tässä liitintä voidaan käännellä miten halutaan. Kuva 4. Komponentin kääntäminen Komponenttien esim kondensaattorien arvoja voidaan vaihtaa muuttamalla komponentin Attributes arvoja. Kaksoisklikataan työpöydällä sijaitsevaa elektrolyyttikondensaattoria CAP-ELECTAA ja työpöydälle ilmestyy kuvan 5 mukainen Part Properties ikkuna.
8 Kuva 5. Part Properties Kuvan 6 ikkuna avautuu, kun valitaan kuvassa 5 Attributes nappi. Kuva 6. Part Attributes Muutetaan elektrolyyttikondensaattorin arvot oikeiksi. Muutkin kentät voidaan tarvittaessa täyttää. Poistutaan OK napilla ja muutetaan Visibility kenttää valitsemalla kuvassa 5 Visibility nappi. Kuvassa 7 on Visibility kenttä avattuna. Kentässä voidaan valita komponentin näkyvät attribuutit. Valitaan edellisessä kuvassa 6 muutetut Value ja Voltage Rating, jolloin saadaan halutut arvot näkyviin. Poistutaan OK napilla.
9 Kuva 7. Part Text Visibility Valitaan kuvan 5 ikkunassa PCB Decals nappi, josta voidaan muuttaa PCB Decals määrityksiä eli piirilevyllä sijaitsevan komponentin kotelotyyppi voidaan vaihtaa. Jos oikeita komponenttikoteloita ei löydy Layout ohjelmasta voidaan ne luoda itse käyttämällä Layout ohjelman Decal Editoria. Muut komponentit voidaan muuttaa samalla tavalla. Kuvassa 8 näkyy PCB Decal Assignment ikkuna. Kuva 8. PCB Decal Assignment Kuten kuvasta 8 näkyy elektrolyyttikondensaattorin kotelo on pintaliitostyyppiä ja on täten vääränlainen. Se täytyy muuttaa. Nyt on hyvä aika käydä tekemässä kondensaattorille oikeanlainen läpiladottava kotelo eli decali. Katso kohta (2.3 Piirilevykotelon luonti Decal Editorilla). Layoutin decal editorilla tehty kotelo
10 voidaan ottaa kuvassa 8 käyttöön Browse napilla ja valitsemalla kirjastosta haluttu kotelo. Kuvan 9 ikkunassa Get PCB Decal from Library usr näkyy, kun kuvassa 8 on valittu Browse... nappi. Kirjoitetaan items kohtaan kuvan 9 ikkunassa 22uF_25V ja valitaan Apply. 22UF_25V on elektrolyyttinen kondensaattori, joka luotiin Layout ohjelmassa. Valitaan OK. Kuva 9. Get PCB Decal from Library usr Nyt kondensaattorin kotelo on muutettu. Työpöydällä työkaluista valitaan Design Add Connection valmiina kytkettynä., jolla voidaan kytkennät piirtää. Kuvassa 10 on piirikaavio Kuva 10. Piirikaavio
11 GND merkki saadaan luotua hiiren kakkosnapilla painamalla sitä samanaikaisesti, kun piirretään nettiä tai valitsemalla Ctrl + Space. Kuva 11. Ground 1.2. Piirikaavion linkitys piirilevyyn Valitaan Tools PADS Layout. Jos Layout ohjelma ei ole valmiiksi aktiivisena kysyy Logic ikkunan 12 kysymyksen, johon vastataan New. Kuva 12. Connect to PADS Layout Kuvan 13 ikkuna avautuu kun kuvan 12 ikkunassa on valittu New. Valitaan Design kohdan Send Net list nappi, jolla lähetetään nettilistaus Logic ohjelmasta Layout ohjelmaan. Compare PCB toiminnolla voidaan vertailla piirikaaviota ja piirilevytiedostoa. Linkityksen aikana ei saa tulla yhtään virheilmoitusta! Jos virheilmoituksia tulee kannattaa tarkistaa, että kaikilla piirikaaviosymboleilla on vastaavat piirilevy kotelot olemassa. Muutokset tulee tehdä ensin piirikaavioon ja sitten vasta piirilevyyn. Muutosten linkitys voidaan toteuttaa ECO To PCB napilla, jolloin kuvan 13 Preferences määrityksen toiminto Compare PCB Decal Assigments tulee olla aktiivisena.
12 Kuva 13. PADS Layout Link Avataan Layout ohjelman ikkuna ja komponentit pitäisi näkyä yhtenä ryppäänä. Valitaan Layout ohjelmassa Tools Disperse Components, jolloin saadaan komponentit hajautettua isommalle alueelle. Kuvassa 14a on tilanne, kun komponentit hajautettu. Kuva 14a. Komponentit hajautettuna Nyt voidaan piirikaaviossa valita komponentti aktiiviseksi ja sama komponentti näkyy Layout ohjelmassa aktiivisena. Valitaan Logic ohjelman piirikaaviossa regulaattori aktiiviseksi (aktiivisena komponentti on väriltään valkoinen). Nyt komponentti on valkoinen myös Layout ohjelmassa. Näin voidaan valita nettejä ja komponentteja kummassa ohjelmassa tahansa ja ne näkyvät molemmissa sekä piirikaaviossa (Logic), että piirilevyllä (Layout) aktiivisina. Reititys kytkennälle on esitetty kohdassa (2.1 Reititys esimerkki). Reitystä jatketaan Layout 2.0
13 kappaleessa. Kuvassa 14b näkyy miten linkitys toimii. Jos käytössä on kaksi näyttöä on tämä toiminto todella kätevä reitettäessä piirilevyä. Kuva 14b. Linkkaus 1.3. Piirikaavio komponentin luonti Part Editorilla 1.3.1. Part ja Decal PADS Logic luo komponentista decalin, jolla ei ole mitään tekemistä PADS Layout ohjelman decalin eli fyysisen komponenttikotelon kanssa. Logic ohjelman decal sisältää symbolin ulkokuoren muodon, mutta ei muuta informaatiota. 1.3.2. Parttype PADS Logic luo komponentista myös Parttypen. Tällä parttypelle annettavalla nimellä Logic ohjelmassa haetaan komponentti komponenttikirjastosta. Parttype linkittää yhteen piirikaavio ja piirilevy komponenttikotelot eli decalin Logic ohjelmasta sekä decalin Layout ohjelmasta. 1.3.3. Piirikaaviokomponentin luonti MAX 1036 piirille Luodaan AD muuntimelle piirikaavio komponentti. Muunnin on Maxim:in valmistama IIC-väyläinen MAX 1036 EKA-T. Haetaan Datasivu Internetistä www.maxim-ic.com. Muunnin on pintaliitos SOT-23 tyyppiä, jossa on 8 pinniä.
14 Aloitetaan käynnistämällä Part Editor: Tools Part Editor, jossa valitaan File New Ilmestyy kuvan 15 mukainen ikkuna, jossa valitaan Part Type radionappivalinnasta ja valitaan OK. Kuva 15. Select type of editing item Luodaan uusi Logic ohjelman decal. Valitaan Edit Graphics. Logic antaa varoituksen. Tämä on nopea ja helppo tapa luoda kummatkin decal ja parttype samalla kertaa. Varoitukseen kuvan 16 ikkunassa vastataan OK. Kuva 16. Logic - Warning Valitaan CAE Decal Wizard ja avautuu kuvan 17 mukainen ikkuna.
15 Kuva 17. CAE Decal Wizard Kuvan 17 ikkunasta voidaan valita Pinniluku ja decalin minimi leveys ja pituus. Tässä on valittu 4 pinniä kummallekin puolelle sekä decalin leveydeksi Min Windth: 1000. Valitaan OK ja komponentti ilmestyy työpöydälle kuvassa 18. Kuva 18. Decal työpöydällä Merkataan pinnien numerot: Valitaan terminal ja Set Pin Numers. Aloitetaan numerosta 1. Kuva 19. Set Pin Numbers
16 Käydään painamassa hiiren nappia jokaisen pinnin päällä lähtien vasemmalta puolelta ylhäältä alas ja oikealla puolella alhaalta ylös. Nimetään pinnit datalehden mukaan. Kuvassa 20 näkyy miltä decalin tulisi näyttää, kun pinnit on numeroitu. Kuva 20. Pinnit numeroitu Valitaan Set Pin Name ja avautuu kuvan 21 mukainen ikkuna. Annetaan nimeksi AIN0, joka tarkoittaa analogiatuloa 0. Nimetään neljä ensimmäistä pinniä AIN0 AIN3 painamalla hiiren nappia pinnien päällä. Kuva 21. Start name of a Terminal Viimeisellä analogiatulolla AIN3 on myös toinen tehtävä. Pinniä voidaan käyttää myös referenssijännitteen tulopinninä. A/D-muuntimen sisäinen referenssijännite on 4,096 V. Nimetään AIN3 pinni uudelleen. Valitaan Change Pin Name ja valitaan AIN3 pinni. Annetaan nimeksi AIN3/REF. Loput pinnit voidaan nimetä myös Change Pin Name toiminnolla.
17 Pinnien nimet ovat 5 SCL, 6 SDA, 7 GND ja 8 Vcc. Kuvassa 22 on komponenttin pinnit nimettynä ja numeroituna. Kuva 22. Komponenttin pinnit nimettynä ja numeroituna. Nyt voidaan palata Part editoriin valitsemalla File Return To Part. Kuvan 23 ikkuna avautuu. Tähän valitaan Yes. Kuva 23. Returning to Part level Keep changes to Gate Valitaan Edit Electrical jolloin etuliite on U.. Muutetaan General Osan Logic Family MOS, Kuva 24. Part Information for Part NEW_PART
18 Valitaan PCB Decals kuvan 24 ikkunassa ja avautuu kuvan 25 mukainen ikkuna. Koska SOT-23 tyyppistä 8 pinnistä piirilevykoteloa eli decalia ei ole saatavilla käydään luomassa sellainen. Kotelon luomiseen ohjeet löytyvät kohdasta (2.3.3 Automaattinen pintaliitospiirilevykotelon luonti). Kun kotelo on luotu Layout ohjelman decal editorilla otetaan se käyttöön kuvassa 25. Kuva 25. Part Information for Part NEW_PART Valitaan kuvassa 26 SOT23-8 decal ja valitaan Assign >> nappi ja Assigned Decal laatikkoon tulee ilmestyä SOT23-8 piirilevykotelo. Valitaan OK. Kuva 26. Part Information for Part NEW_PART
19 Valitaan File Save As... ja avautuu kuvan 27 mukainen ikkuna. Annetaan Parttypen nimeksi MAX1036, koska tällä nimellä haetaan komponentti komponenttikirjastosta. Logic decalin nimeksi voi antaa vaikka piirilevy decalin nimen SOT23-8. Kuva 27. Save Part and Gate Decals As Komponentti on nyt valmiina käyttöön usr kirjastossa nimellä MAX1036.
20 2. Layout 2.1. Reititys esimerkki Jatketaan Logic ohjelman kohdan (1.1 ja 1.2) Piirikaavion suunnittelua reitittämällä piirilevy. Layout ohjelman tulisi olla käynnissä, koska linkitys tehtiin link toiminnolla kohdassa (1.2 Piirikaavion linkitys piirilevyyn), jolloin komponentit ovat valmiina työpöydällä. Tehdään yksipuoleinen piirilevy kytkennästä. 2.1.1. Työalueen muokkaus Aloitus: Vaihdetaan ohjelman ruudukon mitoitus milleiksi [mm] ja kursorityypiksi koko työalueen levyinen risti Style Full screen. Kuvassa 28 näkyy muutokset. Valitaan Tools Options Design Units Metric Curson Full screen Kuva 28. Options
21 Muutetaan vielä työalueen rasteri 1 mm sekä vaaka, että pystysuunnassa. Kuvassa 29 näkyy muutokset. Valitaan kohta Grids ja muutetaan Design Grid X sekä Y = 1 jolloin kursori liikkuu näytöllä 1 mm harppauksin Kuva 29. Options Valitaan kuvan 29 ikkunassa Apply ja OK, jonka jälkeen muutokset tulevat voimaan. Tallennetaan työ File Save As annetaan jokin nimi työlle 2.1.2. Piirilevyreunojen luonti Luodaan piirilevyn reunat. Valitaan Drafting ja sieltä Board Outline and Cut Out
22 Valitaan hiiren kakkosnappi työalueella ja saadaan kuvan 30 mukainen valikko. Valitaan Rectangle {HR}, jolla saadaan piirrettyä suorakulmio. Kuva 30. Valikko Nyt voidaan piirtää piirilevyn reunat. Piirretään 50 mm x 40 mm kokoinen levy origoa hyväksi käyttäen. Mitat näkyvät Layout ohjelmassa oikeassa alanurkassa. Mikäli Origon paikkaa halutaan muuttaa voidaan se tehdä Setup Set Origin. 2.1.3. Komponenttisijoittelu Komponentit voidaan valita ja siirtää piirilevylle. Hiiren kakkosnapilla Select Components. Sijoitellaan komponentit. Liittimet reunoihin ja kondensaattorit lähelle regulaattoria. Komponenttien juotostäplät eivät ole yleensä reiällisiä Layout ohjelmassa. Komponentit tulisi muuttaa reiällisiksi. Katso kohdasta (2.3 Piirilevykotelon luonti Decal Editorilla) ohjeet miten kotelo muutetaan reiälliseksi. Levyn tulisi näyttää nyt suunnilleen kuvan 31 mukaiselta. Kuten kuvasta näkyy juotostäplät on muutettu isommiksi sekä kaikki ovat pyöreitä. Layout ohjelmassa valmiiden koteloiden liittimien ykköspinni on yleensä neliön muotoinen. Regulaattori on hyvä sijoittaa makuulle jolloin saadaan yleensä tarvittava jäähdytys alla olevasta kuparikerroksesta.
23 Kuva 31. Komponenttisijoittelu 2.1.4. Suunnittelusääntöjen muuttaminen Komponentit ovat nyt sijoiteltu. Voidaan aloittaa reititys. Reititys voidaan tehdä manuaalisesti tai automaattisesti autorouter toiminnolla. Tehdään reititys manuaalisesti kuten piirilevynsuunnittelun ammattilaisetkin tekevät, koska autorouter toiminto tekee konfiguroitunakin niin paljon virheitä, että niiden korjaaminen vie enemmän aikaa kuin manuaalisesti reitittäminen. Vaikka käytössä olisi hyväkin autorouter niin kriittiset signaalit joka tapauksessa joudutaan reitittämään aina manuaalisesti! Kohdassa (2.4 Automaattireititin Autorouter) on selitetty automaattireitittimen käyttö. Muutetaan vedon leveys sekä vetojen etäisyys kuparipintaan. Kuparipinta tehdään levylle viimeiseksi: Valitaan alasvetovalikosta Setup Design Rules Default Clearance ja avautuu kuvan 32 mukainen ikkuna. Kuvan 32 ikkunassa valitaan Copper 0.5, joka tarkoittaa kuparoinnin etäisyyttä vedoista sekä Trace Widht valitaan kaikkiin 1, jolloin levyllä on vain ja ainoastaan käytössä 1 mm vedonleveys. Valitaan lopuksi OK Close Close ja ollaan takaisin työpöydällä.
24 Kuva 32. Clearance Rules: Default rules 2.1.5. Nettien reititys (täysin manuaalinen) Valitaan ECO ja avautuu ECO Options ikkuna, johon vastataan OK (ECO tilassa on muistettava että mikään reaaliaikainen suunnittelusääntö ei ole käytössä, joten omilla virheillä voidaan helposti tehdä oikosulkuja). Regulaattorin runkoa ei ole valmiiksi kytketty GND tasoon, joten se kannattaa kytkeä vetämällä kuminauhaveto Add connection työkalulla regulaattorin keskimmäisestä pinnistä regulaattorin ruuvireikään. Kuminauhavedot näkyvät reitittämättömissä pinneissä ohuina viivoina. Reitittämisen valitaan Design toolbar ja Add Route työkalu. F4 näppäimellä tai Layout ohjelman alasvetovalikosta voidaan valita reititys taso (H) TOP on oletuksena. Valitaan (V) Bottom ja voidaan reitittää vedot. Reitityksen tulisi näyttää suunnilleen Kuvan 33 mukaiselta. Maataso jätetään reitittämättä, koska kuparoinnilla hoidetaan maatason reititys piirilevyllä. 90º kulmia tulee välttää reitityksessä, koska ne lisäävät EMC-häiriöitä piirilevyllä. 45º kulmat ovat hyviä EMC:n kannalta.
25 Kuva 33. Piirilevy reititettynä 2.1.6. Kuparointi Seuraavaksi tehdään floodaus eli kuparointi levylle. Kuparoinnissa voitaisiin täyttää kuparilla kaikki esim. GND pinnit yli asti, mutta on hyvä tapa jättää vain pienet liitokset muuhun kuparialueeseen, jolloin juottaminen helpottuu. Lämpö ei pääse karkaamaan suurelle kuparialueelle, kun piirilevyä juotetaan. Valitaan alasvetovalikosta Tools Options Thermals Avautuu kuvan 34 mukainen ikkuna. Kohtaan Drilled Thermals Width annetaan kiinnityskannaksen leveys 0,5 mm ja Pad Shape: Round Diagonal, jolloin kiinnitykset ovat 45º välein tai Orthogonal, jolloin kiinnitykset ovat 90º välein kulma-asteikon nollatasosta. Piirilevyvalmistajat suosittelevat 90º kulmia. Min Spoke voi olla 2, jolloin vähintään kaksi kannasta pitää liittyä nettiin, jonka Layout huomauttaa piirivyä kuproitaessa ellei kiiniityksiä saada tarpeeksi. Valitaan OK.
26 Kuva 34. Options Valitaan Drafting Copper Pour 1. Mennään työalueelle ja valitaan hiiren kakkosnappi ja valikosta Rectangle 2. Nyt voidaan piirtää kuparointireunus. Piirretään reunus täysin samaan kohtaa mihin piirrettiin piirilevyn reunat. Käytännössä piirilevyn reunojen päälle. 3. Avautuu Add Drafting ja valitaan kuvan 35 ikkunassa Net: GND ja Apply
27 Kuva 35. Add Drafting 4. Valitaan Kuvan 35 ikkunassa Options nappi ja avautuu kuvan 36 mukainen ikkuna, jossa valitaan Flood Over Vias ja OK, jolloin Layout kuparoi piirilevyn automaattisesti. Kuva 36. Flood & Hatch Options Layout kysyy vielä Proceed with flood ja tähän tietysti vastataan OK. Kuvassa 37 on tulos kuparoinnista suoraan Layout ohjelman työpöydältä.
28 Kuva 37. Työpöydältä kuparointikuva Kuparointikuva kuvan 38 ikkunassa on Layout CAM tuloste, josta voitaisiin tulostaa kalvolle piirilevymaski. Kuva 38. Piirilevymaski Design rules clearance asetukset tulee asetella huolella suunniteltaessa piirilevyjä. Nämä asetukset vaikuttavat piirilevyn tarkastusvaiheessa siihen että löytyykö eristevälirikkeitä tai katkoksia reitityksessä. Esistevälitarkistuksen sekä katkokset voi tarkistaa levyltä Tools Verify Design Clearance ja Connectivity. PADS Layout Verify Design merkitsee kaikki virheet levylle ja ilmoittaa niistä Verify Design ikkunassa.
29 2.2. Piirilevyvalmistus kuvien tulostus (CAM) 2.2.1. Osasijoittelun tulostus Luodaan osasijoittelukuva, jotta se voidaan tulostaa paperille. Valitaan alasvetovalikosta File CAM Add... Kuva 39. Define CAM Documents Avautuu kuvan 40 mukainen ikkuna. 1. Dokumentin nimeksi annetaan Document Name: komponentit. 2. Valitaan nappi Print. Tulostinasetukset voi käydä muuttamassa napilla Device Setup, jossa kannattaa käyttää vaakapaperia eli Landscape. 3. Lopuksi valitaan nappi Layers, joka avaa kuvan 41 mukaisen ikkunan.
30 Kuva 40. Add Document Kun Layers nappi on valittu kuvassa 40 avautuu kuvan 41 mukainen ikkuna. Tehdään valinnat kuten kuvassa 41. Add >> napilla lisätään Top eli yläpuoli Selected: kenttään. Items on Primary valitaan juotostäplät Pads, komponenttinumerointi Ref. Des, komponenttien ääriviivat Outlines. Other kentästä valitaan piirilevyn reunukset Board Outline. Component outlines kentästä Top Mounted. Poistutaan OK napilla.
31 Kuva 41a. Select Items - komponentit Nyt olaan takaisin kuvan 40 ikkunassa. Dokumenttia voidaan esikatsella Preview Selections napilla ja tulostus voidaan suorittaa valitsemalla Run nappi. Näin kuva komponenttisijoittelusta on luotu. Poistutaan CAM komponenttipuolen tulostuksesta työpöytätasolle. Layout kysyy Save changes? tähän vastataan Yes. Kuva 41b. Select Items - komponentit
32 2.2.2. Maskin tulostus kalvolle Luodaan kalvolle tulostettava maski. Valitaan alasvetovalikosta File CAM Add... Kuva 42. Define CAM Documents Avautuu kuvan 43 mukainen ikkunana. Edellisessä kappaleessa luotu komponentit näkyy CAM Dokumenttina. 1. Dokumentin nimeksi annetaan Document Name: maski. 2. Valitaan nappi Print. Tulostinasetukset voi käydä muuttamassa napilla Device Setup, jossa kannattaa käyttää vaakapaperia eli Landscape. 3. Lopuksi valitaan Layers nappi, joka avaa kuvan 44 mukaisen ikkunan.
33 Kuva 43. Add Document Kun Layers nappi on valittu avautuu kuvan 44 mukainen ikkuna. Tehdään valinnat kuten kuvassa 44a. Add >> napilla lisätään Bottom eli alapuoli Selected: kenttään. Items on Primary valitaan juotostäplät Pads, reititys Traces ja kuparointi Copper. Other kentästä valitaan piirilevyn reunukset Board Outline. Poistutaan OK napilla. Kuva 44a. Select Items - maski
34 Nyt olaan takaisin kuvan 43 ikkunassa. Dokumenttia voidaan esikatsella Preview Selections napilla ja tulostus voidaan suorittaa valitsemalla Run nappi. Näin kytkentä on luotu kalvolle tulostettavaksi. Kun poistutaan maskin tulostuksesta työpöytätasolle. Layout kysyy Save changes? tähän vastataan Yes. Kuvassa 44b näkyy maski tässä dokumentissa luodulle regulointi piirilevylle. Kuva 44b. maski preview 2.3. Piirilevykotelon luonti PCB Decal Editorilla 2.3.1. Manuaalinen piirilevykotelon luonti kondensaattorille Luodaan uusi kotelo Logic ohjelman CAP-ELECTAA elektrolyyttikondensaattorille. Annetaan nimeksi 22uF_25V. Avataan PADS Layout ohjelma: Valitaan alasvetovalikosta Tools PCB Decal Editor File New Decal Decal Editorissa joudutaan muuttamaan Design Units määrityksiä. Valitaan alasvetovalikosta Tools Options ja avautuu kuvan 45 ikkuna Muutetaan Cursor Style: Full screen ja Design Units Metric
35 Kuva 45. Options, Global Kuvan 46 Design Grid kannattaa myös tarkistaa, että se on X ja Y kohdissa tarpeeksi tarkka. 0,1 mm on yleensä riittävä piirrettäessä läpiladottavia komponenttia.
36 Kuva 46. Options, Grids Valitaan Apply ja OK jolloin päästään takaisin työpöydälle. Tallennetaan komponentti alasvetovalikosta File Save Decal As Kuva 47. Save PCB Decal to Library Kondensaattorin kotelolle annetaan sitä kuvaava nimi 22uF_25V kuvan 47 ikkunassa. Seuraavaksi Layout kysyy Would you like to create new Part Type? tähän vastataan No, koska Part Type on valmiina Logic ohjelmassa kondensaattorille. Automaattisesti voidaan luoda piireille piirilevykotelo Pin Wizard toiminnolla, joka on selitetty kohdassa (2.3.2 Automaattinen pintaliitopiirilevykotelon luonti), mutta kondensaattorille ei voida käyttää mitään näistä wizard toiminnon valmiskoteloista, joten sille on kotelo luotava
37 manuaalisesti. Haetaan netistä kondensaattorin datalehti. Valitaan kondensaattoriksi helposti saatava general purpose tyyppi joka on saatavilla esim. Farnelilta www.farnell.fi. Datalehdestä nähdään, että 22µF / 25V kondensaattorin halkaisija on 5 mm, korkeus 11 mm, jalkojen etäisyys toisistansa 2 mm ja jalan halkaisija 0,5 mm. Piirretään kondensaattorin ääriviivat. HUOM Layout katsoo piirilevyä ylhäältä päin. Valitaan Drafting 2D line Mennään työpöydälle ja valitaan hiiren kakkosnappi ja tulos pitäisi olla kuvan 48 mukainen. Kuva 48. Circle {HC} Valitaan Circle {HC} ja piirretään origoa hyväksi käyttäen ympyrä, jonka halkaisija on 5 mm. HUOM työpöydällä Layout käyttää sädettä joten säde tietysti on 2,5 mm. Kuvassa 49 tehdään kondensaattorin ulkoreunat.
38 Kuva 49. Ympyrän piirto Oikeassa alanurkassa kuvan 49 ikkunassa on säde [mm]. Kuvassa 50 on suurennos tuosta kohdasta, jossa näkyy säde 2,5 mm. Kuva 50. Mitoitus Kondensaattoria luodessa on hyvä tapa merkitä + napa tekstieditorilla, joka löytyy painonappivalinnoista. Tulee kuvan 51 mukainen ikkuna. Kirjoitetaan + ja valitaan OK. Logic ohjelman Part Editorissa kannattaa käydä tarkistamassa, että kumpi kondensaattorin pinneistä (+)-pinni.
39 Kuva 51. Tekstin lisäys Viedään kuvassa 52 (+) merkki ykkösnastan kohdalle kondensaattorin vasemmalle puolelle. Koska ykkösnasta tässä kondensaattorissa on (+)-pinni Kuva 52. (+) merkki Luodaan Juotostäplät eli pädit Terminal valinnalla. Add Terminal ikkunaan valitaan OK. Juotostäplä voidaan tuoda työpöydälle suoraan. Juotostäpliä joudutaan monesti muokkaamaan. Nyrkkisääntönä voidaan pitää, että juotostäplän koko laitetaan niin suureksi kuin mahdollista, joka helpottaa
40 tinaamista protolevyissä. Jalkojen jakoväli oli 2 mm, joten juotostäplät laitetaan 1 mm päähän origosta. Kuvassa 53 asennetaan juotostäplä paikoilleen. Kuva 53. Juotostäplän asetus Valitse seuraavaksi valintatyökalu Select mode. Kun juotostäplät ovat työpöydällä voidaan ne muuttaa reiällisiksi, koska ne eivät ole oletuksena reiällisiä. Muutetaan juotostäplät reiällisiksi valitaan kummatkin juotostäplät Ctrl nappia hyväksi käyttäen. Juotostäplät näkyvät valkoisina kun ne on ovat aktiivisina. Kun juotostäplät ovat aktiiviset valitse kuvan 54 ikkunassa hiiren kakkosnappi ja alasvetovalikosta Pad Stacs...
41 Kuva 54. Juotostäplän modifiointi Saadaan auki Query/Modify Pad Stack for Pin ikkuna. Seuraavat kohdat tulee kuvan 55 ikkunassa muuttaa. Sh. Sz. Layer: <Mounted Side> yläpuoli. Parameters valitaan reiällinen juotostäplä Diameter 1.6 mm ja Inner eli porattavan reiän halkaisija 0.8 mm. Vaikka kondensaattorin jalan halkaisija onkin 0.5 mm laitetaan reiäksi 0.8 mm johtuen siitä, että lähes kaikkien komponenttienreiät voidaan porata 0,8 mm poranterällä, joten se nopeuttaa valmistusta. Drill size voidaan valita myös 0.8 mm. Tämä on automaattiselle piirilevyporaimelle reikäkoko. Samat muutokset tehdään vielä Sh. Sz. Layer: <Opposite Side> alapuoli puolelle. Opposite Side tulee muuttaa, jotta saadaan muutokset piirilevyn alapuolen kuparipintaan. Valitaan Assign to all pins aktiiviseksi ruksi Apply OK
42 Kuva 55. Pad Stack Properties for Pin Lopuksi tallennetaan työ vielä File Save Decal tai Ctrl + S Poistutaan Decal Editorista File Exit Decal Editor Nyt voidaan palata Logic ohjelmaan laittamaan elektrolyyttikondensaattorille oikea kotelo. Muut komponentit tulee muuttaa myös reiällisiksi. Tämän kerkeää kyllä tehdä sitten, kun komponentit on importattu Layout ohjelmaan. Ne voidaan helposti muuttaa Layout ohjelmassa. Seuraava kappale käsittelee reikien luomista. 2.3.2. Komponenttikoteloiden muuttaminen reiällisiksi PADS Layout ohjelmassa työalueella, johon komponentit on linkitetty. Valitsemalla hiiren kakkosnappi Alasvetovalikosta Select Components kuvan 56 ikkunassa
43 Kuva 56. Select Components Valitaan uudelleen hiiren kakkosnappi (kuva 57) aktiivisen komponentin päällä ja alasvetovalikosta valitaan Edit Decal, jolloin komponenttikoteloa voidaan muutella.
44 Kuva 57. Edit Decal Nyt voidaan kotelon juotostäplät muuttaa reiällisiksi.
45 2.3.3. Automaattinen pintaliitos piirilevykotelon luonti Valitaan Layout ohjelmassa Tools PCB Decal Editor Valitaan Tools Options ja avautuu kuvan 58 mukainen ikkuna Design Units Metric Cursor Style Full Screen Poistutaan Apply ja OK napilla Kuva 58. Options Luodaan itse piirilevykotelo valitsemalla Drafting Wizard ja avautuu kuvan 59 mukainen ikkuna, jossa tehdään seuraavat valinnat: Pinniluku = Pin Count 8 kpl Vaakaosan koteloreunan etäisyys juotostäplän keskiosasta = Spacing from Pin Center Pystyosan koteloreunan etäisyys juotostäplän keskiosasta = Outdent from first Pin Center
46 Pins Width = juotostäplän leveys Pins Length = juotostäplän pituus Juotostäplien etäisyys toisistaan keskikohdan suhteen = Pin Pitch Juotostäplien rivietäisyys = Row Pitch Poistutaan OK napilla Kuva 59. Pin Wizard Valitaan File Save Decal As... annetaan nimeksi SOT23-8 Tallennetaan kotelo usr kirjastoon valitaan OK kuvassa 60. Kuva 60. Save PCB Decal to Library
47 Kun kuvassa 60 on vastattu OK Layout kysyy kuvassa 61 Would you like to create new Part Type? Tähän vastataan No, koska parttype tehdään Logic ohjelmassa. Tämän jälkeen kotelon on valmis ja voidaan poistua Decal Editorista. Kuva 61.
48 2.4. Automaattireititin PADS Router Automaattista reititin toimintoa voidaan käyttää seuraavalla tavalla. Piirilevyllä tulee olla komponentit, jotka ovat sijoiteltu sekä piirilevyn ääriviivat pitää olla valmiina. Tehdään reititys yksipuoliselle levylle. HUOM! Kriittiset signaalit tulee reitittää aina manuaalisesti! Valitaan Setup Design Rules Default Routing Siirretään Top puoli pois Selected layers kentästä << Remove napilla. Poistutaan OK napilla. Jos tehdään kaksipuoleinen piirilevy tulee Top puoli olla Selected layers kentässä. Kuva 62. Routing Rules:Default rules
49 Valitaan Tools PADS Router Avautuu kuvan 63 näkymä ja valitaan Proceed ja avautuu PADS Router ohjelma. Kuva 63. PADS Router Link Layout avaa PADS routerin. Routerin reititys käynnistyy F9 näppäimellä. Lopuksi reititetty kytkentä tulee tallettaa PADS router ohjelmassa File Save As... Options ominaisuudet tulee konfiguroida aina reitettävän piirilevyn mukaan. Esim Rules Setup Clearance kohdan esristevälisäännöt kannattaa muttaa niin isoiksi kuin mahdollista jos levy tehdään itse syövyttämällä, koska router käyttää näitä sääntöjä reitityksen aikana. Myös Grid Setup kohdasta kannattaa ottaa Snap to Grid ruksit pois kaikista kohdista ja kohdan Layer Setup Setup Routing Direction kohtaan Any jos reititetään yksipuoleista levyä. Asetus kannattaa jättää oletukseksi jos reititetään kaksipuoleista levyä.