寫在前面:電路設計的軟件有很多種,筆者之前習慣使用Altium designer軟件,最近有幸接觸Allegro cadence,可謂從零到一做設計,現將自己從設計流程的角度出發,就如何“三步”完成電路設計的經驗分享出來供參考。
本篇講解第二步:PCB繪制。
- 制作元器件封裝
上篇文章中提到原理圖中元器件有三個重要屬性-位號Reference、封裝PCB Footprint、參數值Value,位號及參數值是文字屬性可以任意修改,但封裝是需要事先繪制的,一般在原理圖庫繪制之前,在Create new part時即可輸入封裝文件名。同Altium designer軟件類似,在Allegro軟件中有部分元器件封裝庫,路徑(注意盤符號):D:\Cadence\SPB_16.6\share\pcb\pcb_lib\symbols。這些封裝庫仍然是不夠的,有時需要工程師建立自己的封裝庫,本篇仍以AS393MTR-G1為例講解如何建立封裝庫。
建立封裝庫有兩種方式:
1.1導入法,從資源網站上下載器件ECAD模型,生成封裝庫。以下資料是從貿澤電子商城下載的,找到OrCAD_Allegro16,點擊BuildFootprint.bat依次生成焊盤文件、封裝文件。
將生成的Pad文件、dra文件、psm文件復制到一個大的公共封裝庫里方便在原理圖中調用。
1.2新建封裝庫。首先需要繪制焊盤,需要用到的工具為Pad Designer,根據元器件規格書上尺寸信息設定相關參數,值得注意的是,solder mask與paste mask也需要設置,solder mask為阻焊層,尺寸信息需要略大于焊盤,一般每邊增加0.1mm;paste mask設置與begin layer相同即可。
以上焊盤信息設置完成后,點擊File-Save as,存放在公共封裝庫中,為下一步繪制完整封裝做準備。
打開PCB Editor軟件,選擇Allegro PCB Design GXL或者Allegro PCB Librarian XL都可以,點擊OK進入到界面。
進入界面后點擊File-New,Drawing Type選擇Package symbol,然后取一個一目了然的封裝名,點擊OK。
接下來設置圖紙參數,其中最主要的是尺寸單位設置、網格大小的設置、字體的設置。點擊Setup-Design Parameters,打開對應界面進行設置。
接下來完成庫文件路徑的設置,如果路徑下已有默認庫文件,則刪掉原有的,重新添加新建庫。
以上為圖紙設置,接下來放置焊盤制作封裝。制作封裝必須包含兩個關鍵參數,1.焊盤PIN與原理圖PIN相對應:點擊Layout-Pins,在右側Options-Padstack欄中選擇剛剛創建的焊盤,放置8個,利用Move指令輸入各個焊盤中心點的坐標將焊盤擺放在相應位置;2.位號:點擊Layout-Labels-RefDes,右側Subclass選擇Silkscreen_Top,在編輯界面輸入#REF;3.絲印:放置在Package Geometry_Silkscreen_Top層,畫出器件輪廓及PIN1位置用于防呆;4.其余皆為輔助參數不強制畫出,Package Geometry_Assembly_Top:裝配面,Package Geometry_Place_Bound_Top:器件放置區域,編輯此層可以設置元器件高度。
點擊保存,至此封裝制作完成。
2.為原理圖中元器件選擇封裝
打開繪制好的原理圖,打開元器件屬性編輯頁面,為元器件選擇創建好的封裝。
3.導出Netlist文件
如何從原理圖生成Netlist文件已在前一篇文章中寫明,參考:
http://www.daogou-taobao.cn/eestar/article-6061.html
4.新建PCB工程
打開PCB Editor工具,選擇Allegro PCB Design GXL模塊,點擊File-New,Drawing Type選擇Board,然后輸入PCB名稱,點擊OK,進入圖紙主界面。
5.PCB圖紙設置
同1.2類似,點擊Setup-Design Parameters,打開對應界面進行設置,最主要的是尺寸單位設置、網格大小的設置、字體的設置。
同1.2類似,完成庫文件路徑的設置,如果路徑下已有默認庫文件,則刪掉原有的,重新添加新建庫。
6.繪制PCB板框
PCB板框層為Board Geometry_Outline,在此層繪制出封閉圖形,本篇以圓形板為例。
7.將Netlist文件導入PCB
點擊File-Import-Logic,選擇對應配置,點擊Import Cadence,導入時如果報錯了,需要返回檢查原理圖設置或者PCB中的封裝庫路徑設置,然后再重新導入。
8.放置元器件
點擊Place-Quickplace,可以選擇器件圍繞PCB方式及放置層,點擊Place-OK。
9.PCB間距規則設置
10.PCB布局及走線
10.1元器件排布:將元器件按要求均勻排布。
10.2連線
點擊左側工具欄Add Connect或點擊Route-Connect連線,走線參數可在Options工具欄設置,一般設置走線層、走線線寬、走線角度。
10.3添加過孔
不同于Altium Designer軟件,cadence16.6中過孔需要手動繪制并添加,繪制工具為Pad designer,和制作通孔焊盤的方式類似,本次設計使用的過孔尺寸為內徑0.4mm,外徑0.8mm。
以上過孔設置完成后保存在公共PCB封裝庫中,接下來在PCB Editor中導入過孔。點擊Setup-Constraints-Physical,點擊Vias空白區域,左側欄內包含剛剛建立的過孔VIA04X08,雙擊VIA04X08就會跑到右邊,點擊OK即導入過孔。
10.4添加淚滴
點擊Route-Gloss-Parameters,彈出對話框,只勾選Fillet and tapered trace一項,其余不選,點擊Gloss。
10.5鋪銅
點擊Shape-Global Dynamic Shape Parameters進行鋪銅設置,如果重新設置后需要更新鋪銅則點擊Force Update,設置完成后點擊Apply-OK。
接下來點擊Shape選擇鋪銅形狀,本例我選擇圓形鋪銅,右側Options欄會出現鋪銅設置選項,關鍵的因素有:鋪銅層選擇,動/靜態銅(一般選動態),鋪銅網絡,完成這些設置后放置shape或者繪制shape,先選擇在頂層鋪銅,按照同樣的設置方式在底層鋪銅。
10.6移除死銅
鋪銅完成后發現有些地方的銅沒有任何電氣連接,即“死銅”,有兩種方法可以解決,方法一:在“死銅”處加過孔賦予其網絡節點,方法二:刪除死銅,點擊Shape-Delete Islands,選擇想要去除的“死銅”即可移除。
10.7修改位號顯示
在建立元器件封裝時Ref Des層的text即對應位號信息,如果PCB Layout階段修改位號信息,可點擊Edit-Change打開Options編輯欄,選擇想要的字體(注意需要在設置欄提前為字體編號)后點擊text類型的文字即可。
經歷這么多步驟之后,PCB繪制就完成了。后續再更新下一步:導出制板文件。