Автоматизация формирования посадочных мест электронных компонентов в среде Altium Designer. Часть 2

IPC Compliant Footprints Batch Generator

Мастер IPC Compliant Footprints Batch Generator предназначен для группового формирования посадочных мест (ПМ). Иными словами, за одну сессию с помощью этого мастера создаётся любое количество ПМ любого типа. При этом принцип действия мастера IPC Compliant Footprint Wizard – формирование геометрии ПМ на основе вводимых геометрических данных корпусов электронных компонентов (ЭК) с учётом рекомендаций и формул стандарта – остаётся неизменным. Данные для формирования ПМ здесь вводятся не при помощи диалоговых окон, как это происходит в случае мастера IPC Compliant Footprint Wizard, а при помощи таблиц в формате *.xls или файлов табличных данных в формате *.csv. Интерфейс мастера состоит из одного окна (см. рис. 1), с помощью которого в среду AD загружаются файлы данных для формирования ПМ.

Загруженные файлы отображаются в таблице, расположенной в верхней части окна мастера. Таблица состоит из двух столбцов: в первом – Package Type – отображаются типы корпусов ЭК, для которых должны быть сформированы ПМ, во втором – File Name – пути к загруженным файлам. Для загрузки файлов предназначена кнопка Add Files, которую можно найти справа под таблицей файлов. Там же расположена кнопка для удаления файлов из таблицы – Remove Files. Под таблицей файлов расположена опция Output Folder, с помощью которой задаётся путь к папке, где должны сохраняться результаты работы мастера.

Ещё ниже расположена галочка Produce STEP model. Если она поставлена, то параллельно с созданием ПМ формируются, подключаются к ПМ и сохраняются во внешних файлах 3D-модели корпусов в формате STEP. При этом чуть ниже доступна опция Model Folder, с помощью которой указывается путь к папке для сохранения файлов 3D-моделей. Когда указанная галочка снята, 3D-модели также создаются и подключаются к ПМ, но при этом они представляют собой набор 3D-примитивов и во внешних файлах не сохраняются.

Ещё ниже расположена опция выбора вариантов формирования библиотек посадочных мест, включающая следующие пункты:

• Generate all footprints in… – сохранять все ПМ в текущей библиотеке посадочных мест;
• Generate single PcbLib files per input file – генерировать отдельную библиотеку посадочных мест для каждого загружаемого файла данных (библиотекам присваивается то же имя, что и у файла данных);
• Generate single PcbLib files per footprint name – генерировать отдельную библиотеку посадочных мест для каждого ПМ (библиотекам присваивается то же имя, что и у соответствующего ПМ).

Ещё ниже расположен пункт Generate report on completion, выбор которого позволяет после формирования ПМ сгенерировать отчёт о проведённой операции. Когда эта опция активирована, становится доступным пункт Open generated report, выбор которого приводит к открытию в окне AD сгенерированного отчёта. В самом низу находится опция Open generated PcbLib files on completion, которая становится доступной после выбора пункта Generate single PcbLib files per input file в опции выбора вариантов формирования библиотек. В случае проставления соответствующей галочки после окончания работы мастера открываются все сгенерированные библиотеки посадочных мест.

Каждый файл данных, загружаемый с помощью мастера, должен строго соответствовать определённой форме. Для каждого типа корпуса предусмотрен собственный шаблон таблицы в формате *.xls, содержащий свой оригинальный набор параметров. Доступ к шаблонам осуществляется с помощью выпадающего меню Open Templates…, которое можно найти слева под таблицей файлов данных (см. рис. 1). Каждый из шаблонов представляет собой Excel-книгу, где первый лист, имеющий название Data, собственно, и является таблицей данных, которая используется для построения ПМ и 3D-моделей. Каждый столбец этой таблицы предназначен для ввода определённого параметра и соответственно озаглавлен. Второй и третий листы, Legend – Package и Legend – Footprint, являются листами помощи для заполнения таблицы. На листе Legend – Package поясняется, как заполнять данные по размерам корпуса, а на листе Legend – Footprint – как заполнять данные по посадочным местам. Каждый лист помощи, помимо поясняющего рисунка, содержит поясняющие таблицы, состоящие из следующих столбцов:

• Name – наименование столбца таблицы данных;
• Value Required – потребность в заполнении соответствующего столбца; здесь приводятся следующие значения:
  - Yes – столбец обязательно должен быть заполнен;
  - Optional – столбец можно не заполнять – в таком случае мастер автоматически сформирует соответствующие данные на основе расчётов и рекомендаций стандарта;
• Format – формат вводимых данных соответствующего столбца; здесь может присутствовать один из вариантов:
  - String – значения должны вводиться в текстовом формате;
  - Real – значения должны вводиться строго в числовом формате с запятой;
  - строго определённый набор символов;
• Description – пояснение к столбцу соответствующего параметра.

Таким образом, алгоритм работы с мастером IPC Compliant Footprints Batch Generator в общем случае представляет собой следующую последовательность действий:

Примеры работы с IPC Compliant Footprints Batch Generator

Продемонстрируем принципы работы с мастером на основе примеров. Допустим, требуется сформировать линейки посадочных мест для чип-резисторов производства нижегородского АО «НПО „ЭРКОН“» и чип-конденсаторов производства витебского ОАО «ВЗРД „Монолит“». Все необходимые данные представлены в документации на соответствующие линейки изделий, которую можно найти в свободном доступе на сайтах компаний [1, 2].

Для выполнения поставленной задачи запустим из редактора посадочных мест мастер командой Tools ® IPC Compliant Footprints Batch generator… (необходимо заметить, что данный мастер также является частью расширения IPC Footprint Generator). В открывшемся окне раскроем выпадающее меню Open Template… и выберем пункт CHIP. В результате откроется шаблон файла, предназначенного для загрузки в AD данных по двухвыводным чип-корпусам. Ориентируясь на документацию на чип-резисторы производства АО «НПО „ЭРКОН“» [3] и на лист помощи Legend – Package, заполним соответствующими параметрами таблицу данных (см. рис. 2).

В данном случае в первую очередь необходимо заполнить такие геометрические параметры, как Lmin и Lmax (минимальная и максимальная длина корпуса), Wmin и Wmax (минимальная и максимальная ширина корпуса), Tmin и Tmax (минимальная и максимальная длина вывода под корпусом) и Аmax (максимальная высота корпуса). В параметре PackageType указывается тип корпуса – в данном случае для чип-резисторов прописываем букву R. Параметр DensityLevel определяет в соответствии со стандартом уровень плотности – в данном случае устроит средний уровень, поэтому прописываем букву N. Если столбцы FootprintName и FootprintDescription оставить без заполнения, то мастер их заполнит автоматически в соответствии со стандартом. Пропишем в них свои данные. В столбце FootprintName укажем наименования типоразмеров корпусов в соответствии с данными из документации, а в столбце FootprintDescription – понятные нам пояснения. На этом заполнение таблицы закончим, поскольку все остальные данные будут рассчитаны мастером автоматически на основе стандарта. Сохраним получившийся файл данных под определённым именем и закроем его.

Далее снова откроем шаблон файла данных для чип-корпусов, ориентируясь на документацию на конденсаторы производства ОАО «ВЗРД „Монолит“» [4], заполним аналогичным образом таблицу данных для чип-конденсаторов (см. рис. 3), сохраним её под определённым именем и закроем.

Далее, имея две сформированные таблицы данных, загрузим их в AD с помощью окна мастера, а после этого выполним его настройку, как показано на рисунке 1:

• с помощью опции Output folder зададим путь сохранения файлов библиотек посадочных мест;
• для формирования 3D-моделей в формате STEP поставим галочку Produce STEP model и зададим путь сохранения файлов 3D-моделей;
• с помощью соответствующего переключателя выберем вариант создания отдельных библиотек посадочных мест для каждого файла данных – Generate single PcbLib files per input file;
• проставим галочки Generate report on completion, Open generated report и Open generated PcbLib files on completion.

Теперь остаётся лишь запустить процесс генерации ПМ с помощью кнопки Start, которая расположена в правом нижнем углу окна мастера, и дождаться окончания его работы. После этого окно мастера закроется, а в среде AD откроются две сформированные библиотеки (см. рис. 4), в которых будут сохранены все сформированные ПМ (см. рис. 5). Кроме того, откроется окно с отчётом о произведённых операциях, а на жёстком диске по заданному пути появятся STEP-файлы сгенерированных 3D-моделей [5].

Последнее, о чём необходимо упомянуть: дополнительно к набору типов корпусов мастера IPC Compliant Footprint Wizard мастер IPC Compliant Footprints Batch Generator может генерировать ПМ для монтируемых в отверстия корпусов ЭК таких типов, как DIP, FM, SIP и ZIP.

Заключение

В данном цикле статей были рассмотрены такие инструменты автоматизированного проектирования ПМ и 3D-моделей корпусов, как мастера IPC Compliant Footprint Wizard и IPC Compliant Footprints Batch Generator. На полный процесс разработки ПМ с формированием 3D-модели в стороннем САПР машиностроительного направления или с использованием собственных средств 3D-моделирования среды AD для таких типов корпусов, как BGA, QFP или QFN с числом выводов более 100, может потребоваться до 5–6 часов рабочего времени. Мастер IPC Compliant Footprint Wizard сводит это время до 10–20 минут не просто без потери в качестве выполненной работы, а ещё и со значительным уменьшением вероятности возникновения ошибок. При формировании ПМ и 3D-моделей для нескольких разных ЭК мастер IPC Compliant Footprints Batch Generator позволяет ещё сильнее сэкономить ресурсы разработчиков электронных изделий. Очевидно, что использование в процессе разработки электронных приборов рассмотренных инструментов даёт колоссальный прирост производительности на этапах формирования библиотечных компонентов.

Литература