写在前面:电路设计的软件有很多种,笔者之前习惯使用Altium designer软件,最近有幸接触Allegro cadence,可谓从零到一做设计,现将自己从设计流程的角度出发,就如何“三步”完成电路设计的经验分享出来供参考。
本篇讲解第二步:PCB绘制。
- 制作元器件封装
上篇文章中提到原理图中元器件有三个重要属性-位号Reference、封装PCB Footprint、参数值Value,位号及参数值是文字属性可以任意修改,但封装是需要事先绘制的,一般在原理图库绘制之前,在Create new part时即可输入封装文件名。同Altium designer软件类似,在Allegro软件中有部分元器件封装库,路径(注意盘符号):D:\Cadence\SPB_16.6\share\pcb\pcb_lib\symbols。这些封装库仍然是不够的,有时需要工程师建立自己的封装库,本篇仍以AS393MTR-G1为例讲解如何建立封装库。
建立封装库有两种方式:
1.1导入法,从资源网站上下载器件ECAD模型,生成封装库。以下资料是从贸泽电子商城下载的,找到OrCAD_Allegro16,点击BuildFootprint.bat依次生成焊盘文件、封装文件。
将生成的Pad文件、dra文件、psm文件复制到一个大的公共封装库里方便在原理图中调用。
1.2新建封装库。首先需要绘制焊盘,需要用到的工具为Pad Designer,根据元器件规格书上尺寸信息设定相关参数,值得注意的是,solder mask与paste mask也需要设置,solder mask为阻焊层,尺寸信息需要略大于焊盘,一般每边增加0.1mm;paste mask设置与begin layer相同即可。
以上焊盘信息设置完成后,点击File-Save as,存放在公共封装库中,为下一步绘制完整封装做准备。
打开PCB Editor软件,选择Allegro PCB Design GXL或者Allegro PCB Librarian XL都可以,点击OK进入到界面。
进入界面后点击File-New,Drawing Type选择Package symbol,然后取一个一目了然的封装名,点击OK。
接下来设置图纸参数,其中最主要的是尺寸单位设置、网格大小的设置、字体的设置。点击Setup-Design Parameters,打开对应界面进行设置。
接下来完成库文件路径的设置,如果路径下已有默认库文件,则删掉原有的,重新添加新建库。
以上为图纸设置,接下来放置焊盘制作封装。制作封装必须包含两个关键参数,1.焊盘PIN与原理图PIN相对应:点击Layout-Pins,在右侧Options-Padstack栏中选择刚刚创建的焊盘,放置8个,利用Move指令输入各个焊盘中心点的坐标将焊盘摆放在相应位置;2.位号:点击Layout-Labels-RefDes,右侧Subclass选择Silkscreen_Top,在编辑界面输入#REF;3.丝印:放置在Package Geometry_Silkscreen_Top层,画出器件轮廓及PIN1位置用于防呆;4.其余皆为辅助参数不强制画出,Package Geometry_Assembly_Top:装配面,Package Geometry_Place_Bound_Top:器件放置区域,编辑此层可以设置元器件高度。
点击保存,至此封装制作完成。
2.为原理图中元器件选择封装
打开绘制好的原理图,打开元器件属性编辑页面,为元器件选择创建好的封装。
3.导出Netlist文件
如何从原理图生成Netlist文件已在前一篇文章中写明,参考:
https://www.dianyuan.com/eestar/article-6061.html
4.新建PCB工程
打开PCB Editor工具,选择Allegro PCB Design GXL模块,点击File-New,Drawing Type选择Board,然后输入PCB名称,点击OK,进入图纸主界面。
5.PCB图纸设置
同1.2类似,点击Setup-Design Parameters,打开对应界面进行设置,最主要的是尺寸单位设置、网格大小的设置、字体的设置。
同1.2类似,完成库文件路径的设置,如果路径下已有默认库文件,则删掉原有的,重新添加新建库。
6.绘制PCB板框
PCB板框层为Board Geometry_Outline,在此层绘制出封闭图形,本篇以圆形板为例。
7.将Netlist文件导入PCB
点击File-Import-Logic,选择对应配置,点击Import Cadence,导入时如果报错了,需要返回检查原理图设置或者PCB中的封装库路径设置,然后再重新导入。
8.放置元器件
点击Place-Quickplace,可以选择器件围绕PCB方式及放置层,点击Place-OK。
9.PCB间距规则设置
10.PCB布局及走线
10.1元器件排布:将元器件按要求均匀排布。
10.2连线
点击左侧工具栏Add Connect或点击Route-Connect连线,走线参数可在Options工具栏设置,一般设置走线层、走线线宽、走线角度。
10.3添加过孔
不同于Altium Designer软件,cadence16.6中过孔需要手动绘制并添加,绘制工具为Pad designer,和制作通孔焊盘的方式类似,本次设计使用的过孔尺寸为内径0.4mm,外径0.8mm。
以上过孔设置完成后保存在公共PCB封装库中,接下来在PCB Editor中导入过孔。点击Setup-Constraints-Physical,点击Vias空白区域,左侧栏内包含刚刚建立的过孔VIA04X08,双击VIA04X08就会跑到右边,点击OK即导入过孔。
10.4添加泪滴
点击Route-Gloss-Parameters,弹出对话框,只勾选Fillet and tapered trace一项,其余不选,点击Gloss。
10.5铺铜
点击Shape-Global Dynamic Shape Parameters进行铺铜设置,如果重新设置后需要更新铺铜则点击Force Update,设置完成后点击Apply-OK。
接下来点击Shape选择铺铜形状,本例我选择圆形铺铜,右侧Options栏会出现铺铜设置选项,关键的因素有:铺铜层选择,动/静态铜(一般选动态),铺铜网络,完成这些设置后放置shape或者绘制shape,先选择在顶层铺铜,按照同样的设置方式在底层铺铜。
10.6移除死铜
铺铜完成后发现有些地方的铜没有任何电气连接,即“死铜”,有两种方法可以解决,方法一:在“死铜”处加过孔赋予其网络节点,方法二:删除死铜,点击Shape-Delete Islands,选择想要去除的“死铜”即可移除。
10.7修改位号显示
在建立元器件封装时Ref Des层的text即对应位号信息,如果PCB Layout阶段修改位号信息,可点击Edit-Change打开Options编辑栏,选择想要的字体(注意需要在设置栏提前为字体编号)后点击text类型的文字即可。
经历这么多步骤之后,PCB绘制就完成了。后续再更新下一步:导出制板文件。