使用焊盘过孔模板

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与Track对象一样,Pads和Vias也是所有电路板设计的基本元素。用户可以在放置过程中或之后,将Pad和Via配置为自定义对象。

  Pad和Via的三维视图

为了在PCB设计中提高Pads和Vias设计复用和管理能力,Altium Designer还支持以下功能:Pad和Via模板的自动创建;Pad和Via模板库;以及相关的一系列Pad和Via管理面板。

可以在Library中收集的Pad和Via模板的概念与可以在PCB封装库中收集的Pad和Via模板概念并无二致,尽管前者更为基本一些。Pad Via Template库存储的是预配置定义,而非实际的Pads和Vias;这些预配置定义将在放置Pad或Via时应用于Pad或Via实例。保存的Pad Via Template库可以加载并用于在任何PCB设计或PCB封装中放置预定义Pads和Vias实例。

如需了解关于创建Pad Via Libraries的更多信息,请参阅Creating Pad & Via Templates and Libraries 页面。

如前所述,用户可以将现有模板保存到Pad and Via Template库中,并创建新的模板。这些库中的模板可通过PCB Pad Via Templates面板加以使用;本地模板亦列于该面板中。这使得该面板成为使用Pad和Via模板库的中心资源。

PCB焊盘过孔模板面板

PCB Pad Via Templates面板作为一个专用面板,列有存储在当前PCB文档(本地)中的Pad/Via模板,以及可从已安装或包含在当前设计项目中的Pad Via Libraries(可用库)获取的Pad/Via模板。

单击设计区右下角的按钮,然后选择PCB Pad Via Templates,打开面板。

通过该面板,用户可以访问本地Templates,以及基于库的Templates。
通过该面板,用户可以访问本地Templates,以及基于库的Templates。

该面板中呈现的两种库概念可以概括为:

  • Available Pad/Via Template Libraries – 已加载或安装的Pad Via Libraries(基于文件的Pad/Via Templates集合)。该区域列出了包含在当前选定的Pad Via Library中的模板。
  • Local Pad & Via Library – 当前电路板设计中使用的Pad/Via Templates的统称,包括从Pad Via Library中获取或添加的任何模板。该区域列出了适用于当前电路板设计中的Pads/Vias的模板。

本地焊盘和过孔库

PCB Pad Via Templates面板下方Local Pad & Via Library区域中列出的入口代表当前电路板设计中使用和保存的焊盘/过孔配置(模板)。该区域底部显示了选定模板的预览。

此处列出的模板是保存在PCB文件中(但本身并不包含在单独定义的“库”中)的Pad Via模板。用户可以通过将选定模板拖到布局上,或从面板右键单击上下文菜单中选择Place,在当前电路板中将选定模板作为新的Pad或Via实例重复使用。

放置本地Pad模板实例。
放置本地Pad模板实例。

由于Local Library中列出的模板名称源自当前PCB布局中的Pads和Vias,因此如果特定Local焊盘/过孔配置的所有实例均已从电路板中删除,则其对应的模板也将从Local List中移除。

但是,如果已放置的Pad或Via来自Pad Via Library,则当该焊盘/过孔的所有实例均已从电路板上删除时,其对应模板仍将保留在Local List中。对于不再需要的Pad Via Library模板实例,用户可以使用Remove Unused Pad/Via按钮将其从本地“数据库”记录中删除。

可用焊盘和过孔模板文件库

用户可以通过Available Pad/Via template Libraries面板的上部区域使用Pad Via Template文件库。

通过从面板拖动,或右键单击上下文菜单,可以将Template从选定库放置到PCB中。由于Pad/Via是从外部Template文件库放置的,因此无法在PCB中对其属性进行编辑,具体如右下图中的Properties面板所示。如需编辑基于库的焊盘/过孔属性,用户必须取消链接其模板;更多内容,请参阅下文Unlinking a Template from a Library一节。

活动Pad Via Library中的模板(在本例中,模板为Preferred.PvLib)。第二张图中显示了选定Pad的已放置实例的属性。请注意,诸如焊盘形状和孔径等物理属性无法编辑。 
活动Pad Via Library中的模板(在本例中,模板为Preferred.PvLib)。第二张图中显示了选定Pad的已放置实例的属性。请注意,诸如焊盘形状和孔径等物理属性无法编辑。

当在电路板设计中放置基于文件的Pad或Via Template时,模板会保留与其源库模板和源库名称的链接。由于该源是外部文件,因此无法编辑使用该模板的Pad或Via的属性,这是为了保护外部库文件中源模板的完整性。如需编辑基于文件的Pad或Via Template,用户可以取消上述链接;更多内容,请参阅下文Unlinking a Template from a Library一节。

面板顶部的下拉菜单用于选择激活的可用库(在下图中,活动可用库是ExampleViaLib.PvLib)。按钮用于打开Available Libraries对话框,用户可在该对话框中添加和删除Template库文件。Available Libraries相关内容将在下文中讨论。使用Filter字段仅显示Name以该字符串开头的模板。

使用Filter字段快速过滤模板列表。
使用Filter字段快速过滤模板列表。

使Pad Via Template Libraries变为可用

“Available Libraries”是指其模板可用于当前电路板设计的Pad Via Template库,具体包括已添加到当前项目的Template库,以及已安装在Altium Designer中的Template库。两种类型的模板库均可以在Available Libraries对话框中查看和管理;单击PCB Pad Via Templates面板顶部的按钮,打开该对话框。 

安装外部Pad Via Library,或使用Project选项卡将现有库添加至当前项目中。
安装外部Pad Via Library,或使用Project选项卡将现有库添加至当前项目中。

  • 对话框的Project选项卡列出了项目中包含的所有PvLib文件,并且提供用于在项目中添加或删除库的按钮。
  • Installed选项卡列出了在当前版本Altium Designer中可用(因此亦可用于所有PCB设计项目)的所有Pad Via Template库。请注意,对于已安装的库,您可以通过启用/禁用关联的Activated选项来控制其可用性。这将为您省去不断删除和重新添加库的麻烦。

在设计中使用模板

PCB Pad Via Templates面板中列出的模板可以通过以下方式用于当前电路板设计:

  • 放置模板 - 直接从面板放置Local或模板库Pad Via。
  • 在Template下拉菜单中选定模板 - 选定Pads或Vias后,在Properties面板的Template下拉菜单中选定模板。
  • 用作规则约束 - 可以选择一个Pad Via Template作为Routing Via Style设计规则中的Constraint(如下所示)。
  • 用作规则范围 - 在确定设计规则范围时,可以使用以下查询关键词(例如,Testpoint Style设计规则):
  • 针对缝合/屏蔽孔 - 在Add Stitching to Net对话框Add Shielding to Net对话框中选择所需的Via Template。

在Routing Via Style设计规则中使用Via Templates,或者在将缝合孔添加到网络时使用。
在Routing Via Style设计规则中使用Via Templates,或者在将缝合孔添加到网络时使用。

焊盘过孔模板及其命名方式

对于放置在电路板设计中的每个独特Pad或Via,软件均会自动创建一个Pad/Via Template,为其命名并将其存储在电路板文件中。Template存储Pad/Via的基本配置,其中包括Pad/Via的尺寸、形状、焊盘堆栈类型、Paste/Solder Mask和Hole信息等。配置将自动根据IPC 标准(特别是IPC-7251/7351 Padstack命名规范)命名。设计中使用的每个Pad和Via均引用其Template,这可以在Properties面板中看到,具体如下所示。

IPC命名系统是基于公制的命名系统,一个单位相当于百分之一毫米(10-5米,10 µm)。举个例子,带有0.8 mm钻孔的1.5 mm圆形焊盘的模板将被命名为c150h80——其中,c表示圆形(圆的),h是孔径的前缀。名为r155_125的焊盘是一个矩形表面贴装焊盘,尺寸为1.55 mm x 1.25 mm;名为s160h100的焊盘是方形通焊盘,尺寸为1.6 mm,孔径为1.0 mm。自定义形状焊盘模板的名称的前缀为u。对于特定Paste/Solder Mask属性,可以在名称中添加其他字母/整数组合。

如需观察模板命名行为,请通过双击对象或选择对象,然后从右键单击上下文菜单中选择Properties,从其关联的Properties面板检查现有Pad或Via的属性。

Properties面板中显示的自动生成的Pad或Via模板名称。
Properties面板中显示的自动生成的Pad或Via模板名称。

注意面板Pad/Via Template区域中的指定Template名称。根据IPC指南,该名称源自Pad/Via的基本属性,例如Pad/Via的尺寸、形状、钻孔和Paste/Solder Mask配置。如果更改这些属性,模板名称将随之改变,以反映新的配置。正如您所料想的那样,使用英制单位而不是公制单位时,Pad或Via的属性与其模板名称之间的关系并不明显。

在PCB设计区内定位焊盘或过孔

每次使用Place菜单或Active Bar将一个特殊尺寸的Pad或Via放置到PCB设计中时,软件均会在电路板文件中自动创建一个新的Pad/Via Template。这些模板被称为<Local> Templates。对于当前PCB,当设置为Pad & Via Templates模式时,用户可以在PCB面板中查看所有使用过的Pad和Via Templates的列表。

Pad &amp; Via Templates模式中的PCB面板
Pad & Via Templates模式中的PCB面板

Pad & Via Templates模式提供了对当前PCB文档中使用的Pad和Via模板的高级控制。该模式共分为三个部分:

  • Library Name
  • Templates
  • Pads/Vias

库名称

此列表以虚拟和物理库集合的形式显示设计中的Pad & Via模板实例。这些库过滤包含在面板下部列表中的模板,并按以下方式排列:

  • All – 显示所有Pad和Via模板,包括从Pad & Via Libraries中使用的模板。
  • Pads – 显示本地和基于库的所有Pads。
  • Vias – 显示本地和基于库的所有Vias。
  • Local – 显示已应用于电路板,但不是从Pad Via Libraries中添加的所有Pads和Via模板。
  • Pad & Via Libraries – 仅显示从选定Pad Via Library中应用的Pad和Vias模板。

模板

该区域提供了当前PCB设计中使用的所有Pad/Via模板的列表。模板列包含模板源Library Name(本地或Pad Via Library名称)和每个模板的Pad/Via实例数量(Count)等信息。

当面板的Library Name部分已设置为特定的Pad Via Library时,Template部分可能会显示实例Count为零的入口。这表明该模板当前未被电路板布局中的任何Pads/Via使用,但已在设计项目中使用——例如,它可能被用作默认Pad/Via设置,或用于定义设计规则约束,例如Routing Via Style。

用户可以将列表中列出的任意数量模板保存到单独的Pad Via Library中。为此,请使用标准的Shift+Click和Ctrl+Click技术选择多个模板,然后单击Save as Library按钮。该库将被自动添加到项目中,并且可以使用Projects面板中的File » Save As,将其保存为所需的*.PvLib文件名。如需了解关于创建Pad Via Template库的更多信息,请参阅Creating and Editing a Pad Via Template Library页面。

Templates部分还允许用户使用Place按钮将基于Pad Via Library的模板放置在PCB设计中。在面板顶部的Library Name部分选择所需的Pad Via Library,即可启用此功能。

如果该模板位于Pad Via Template Library中,则Place按钮可用于放置选定的Pad/Via Template。如需放置Local Pad/Via,请按下文所述使用PCB Pad Via Templates面板。

焊盘/过孔

此区域列出了在上述Templates部分中选定的模板的各个Pad/Via实例。

当Pad/Via实例被选中后,对象会在设计区中以图形方式高亮显示,具体由位于PCB面板顶部的面板标准高亮显示、缩放和选择选项定义。然后,用户可以编辑选定的Pad(s)或Via(s),以在Properties面板中使用不同的模板,并在Template下拉列表中选择所需的模板。

该区域中列出的每个实例均附带一个Changed指示器框;当关联库源模板有别于本地Pad或Via中使用的模板时(即,当源Pad Via Library被更新时),该指示器框会被选中。如果本地Pad/Via的焊盘堆栈类型发生变化,则Changed指示器也会被选中;例如,Pad实例在本地焊盘堆栈类型从Multilayer更改为Single layer。

在所有情况下,用户均可使用PCB Pad Via Templates面板的Update按钮,将Pad或Via的本地版本更新(或恢复)到源Pad Via Library中的当前模板

焊盘过孔模板编辑和管理任务

本节将讨论您需要编辑Pad或Via模板的不同场景。

将不同模板应用于现有焊盘/过孔

有时您可能会希望将不同的模板应用于现有Pads或Vias(也许您正试图减少设计中所使用的不同Vias的数量)。遇此情形,请使用PCB面板的Pad & Via Templates模式定位并选择需要更改的Pads/Via。然后,您可以通过在Template下拉列表中选择所需模板,编辑Selected Pad(s)或Via(s),以在Properties面板中使用不同的模板。

正在应用不同模板。

取消模板与库的链接

正常情况下,用户无法使用基于文件的模板库中的模板编辑Pads/Vias的属性;否则,将意味着本地实例与引用的库模板不再匹配。如需编辑引用库模板的Pad或Via,用户必须取消链接该模板。

单击Linked button, click to copy the template from the file library to the local library and reference the local template按钮取消链接模板。单击此按钮时,软件将在本地库中创建该模板的副本,并且本地模板将引用Pad/Via的选定实例。

单击以取消模板与基于文件的库的链接。此时,模板被复制到本地库并且被使用。
单击以取消模板与基于文件的库的链接。此时,模板被复制到本地库并且被使用。

如果取消链接的Pad/Via在Pad Via Template库中定义了自定义名称,则该名称将被删除,并且本地模板将按照IPC标准命名规范命名。

在本地库中添加库模板

如有需要,可以将库模板添加到本地库中。具体做法是:右键单击模板名称并从上下文菜单中选择Add to Internal Library;或者,将模板从面板的Pad/Via Library区域拖放到Local Pad & Via Library区域内的空白位置。

使用右键单击菜单或通过拖放操作将Pad/Via模板添加到本地库中。
使用右键单击菜单或通过拖放操作将Pad/Via模板添加到本地库中。

单击Unused Pad/Via按钮,可以从本地库中删除未使用的Pad/Via库模板。

这样做相当于放置一个来自Pad Via Library模板的焊盘/过孔,然后将其从电路板上删除,并将该模板显示为本地可用模板。如您希望替换本地模板,而非在本地列表中添加一个模板,请参阅下文Replace a Local Template的相关内容。 

从焊盘过孔库更新

如果库中的Pad/Via模板已更新,并且该模板已用于电路板设计,请单击PCB Pad Via Templates面板中的Update按钮,以更新设计中的Pad/Via模板。更新将自动反映在电路板中使用该模板的所有Pads/Vias实例中。

使用已在库中更新的模板的Pad/Via可以在PCB设计中通过使用PCB Pad Via Templates面板中的Update按钮进行更新。
使用已在库中更新的模板的Pad/Via可以在PCB设计中通过使用PCB Pad Via Templates面板中的Update按钮进行更新。

发起更新时,Update Pads/Vias on Board对话框将打开并列出检测到的将应用的变更的详细信息。

可以从Library将检测到与其源库版本不同的Pad/Via Templates更新到PCB设计中。
可以从Library将检测到与其源库版本不同的Pad/Via Templates更新到PCB设计中。

该对话框提供三个更新选项来控制更新过程:

  • 更新锁定对象 - 此选项将强迫Pad/Via对象模板进行更新,无论其是否处于Locked状态下。
  • 更新自由对象 - 仅更新适用于自由Pads和Vias的Pad/Via模板。
  • 更新元器件对象 - 仅更新适用于元器件中所使用的Pads和Vias的Pad/Via模板。

这种在分别查看选定焊盘或过孔的属性时,在Properties面板中可以看到的同步行为是由焊盘和过孔的Library属性建立的。软件将在PCB面板Pad & Via Templates模式下的Pads/Vias区域的Changed列中提示本地版本模板和源模板之间存在差异。

即使源Pad Via Library中的模板名称已更改,指向PCB设计中应用该模板的Pad/Via的链接仍将被模板GUID参考保留,并存储在电路板设计数据中。

替换本地模板

用户也可以用基于库的Pad/Via模板替换Local模板;遇此情形,电路板上使用该本地模板的Pads或Vias将被更新。

如需进行上述替换,请将所需库模板从面板的Pad/Via Library区域拖至面板的Local Pad & Via Library区域,并务必将库模板放在现有本地模板入口之上。使用该模板的所有自由或元器件焊盘/过孔实例均将更新为新的库模板样式。

在以下动画中,请注意C1和C2元器件Pads的类型发生物理变化,变为由“放入”库模板决定的类型——从r110_100变为s120。

Demonstration video 将库模板放在本地模板入口顶部,以替换设计中的所有实例。

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