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浅谈Cadence电路板设计、EDA软件二次开发在PCB设计中应用(二)

2020/10/23    来源:印刷电路资讯    作者:石恒荣  李享  梁群      
关键字:PCB设计  EDA  Cadence  
EDA软件平台二次开发在PCB设计中起到了重要作用。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。
    随着电子产品的日益增多,PCB行业的技术要求也越高,对于软件的要求就更高。Cadence 公司在EDA领域处于国际领先地位,旗下PCB设计领域有市面上众所周知的OrCAD和Allegro SPB两个品牌。Allegro SPB为Cadence公司自由品牌。经过10余年的整合Allegro 覆盖中高端市场,与Mentor和Zuken竞争。而EDA软件平台二次开发在PCB设计中起到了重要作用。EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。

       前文回顾:

       浅谈Cadence电路板设计、EDA软件二次开发在PCB设计中应用(一)
 
第二章:创建PCB封装

       一、焊盘的命名规则
 
    封装库标准化管理的重要组成部分,不同的焊盘命名可准确表达其形状及属性。焊盘包括以下类型等,见表2。

表2 焊盘的类型
表2 焊盘的类型
 
    命名合法字符为:小写字母,数字,下划线“_”,其他任何字符为非法字符。首字母为类型名称。

       Soldermask:阻焊开窗,指不刷绿油的地方。比盘稍大,默认比盘大8mil。
 
    Thermal Relief:热隔离盘,指花焊盘与周围覆铜的隔离,默认比盘大16mil。
 
    Anti Pad:反向盘,指焊盘与周围覆铜的隔离,默认比盘大16mil。
 
    1. 长方形 / 正方形焊盘命名规范
 
    图中给出了长方形 / 正方形焊盘命名示意图如图32。

图32
图32
 
    1) 命名形式
 
    ①焊盘类型:smd
 
    ② (W):焊盘的标准长度
 
    ③ GE:焊盘形状,rec表示长方形,sq表示正方形
 
    ④ (H):焊盘宽度
 
    ⑤ _s:焊盘 Solder Mask 标识
 
    ⑥ (M):Solder Mask 外扩的尺寸
 
    例如:Smd40rec20,表示40mil×20mil的长方形表贴焊盘,阻焊开窗大小为48mil×28mil;
 
    2.PAD 焊盘命名规范 ( 金属化通孔 )
 
    图 33中给出了PAD焊盘命名示意图。
图33
图33
 
    1) 命名形式:
 
    ①焊盘类型:pad
 
    ② (W)_(H):焊盘的外形长宽
 
    ③ GE:焊盘外形,rec表示长方形焊盘,sq表示正方形焊盘,obl表示椭圆形,cir表示圆形。
 
    ④ (D1)_(D2):焊盘的内径
 
    ⑤ _s:焊盘Solder Mask标识
 
    ⑥ (M):Solder Mask 外扩的尺寸
 
    ⑦ _c:钻孔中心与焊盘中心偏离标识—暂不允许使用
 
    ⑧ (C):钻孔中心与焊盘中心偏离的尺寸—暂不允许使用
 
    例如Pad50sq36,表示外径为50mil 的方形、内径36mil圆形的焊盘,阻焊开窗大小为58mil×44mil。
 
    二、焊盘制作规范   

       1. 焊盘制作规范
 
    打开方法如下:【开始】/【程序】/【Allegro SPB 16.X】/【PCB Editor Utilities】/【Pad Designer】。界面如图34所示。

图34
图34
图35
图35
 
    2. 参数定义 ( 图35)
 
    1)Regular Pad:有规则形状的焊盘 ( 圆形、正方形、矩形、椭圆形 );
 
    2)Thermal Relief:正热风焊盘,用来连接管脚到正铜区域,出现在负层;
 
    3)Anti Pad:隔离焊盘,使管脚与周围的铜区域不连接;
 
    4)Shape:使用符号编辑器建立的不规则形状的焊盘;
 
    5)Solder Mask:焊盘的防焊焊盘 - 阻焊区域,仅在表层 (Top 和 Bottom 层 );
 
    6)Paste Mask:焊盘的网板层。
 
    3. 基本原则
 
    1) 命名规则按照2.3.1;
 
    2) 以英制mil为单位,若手册只给出公制mm,则需换算成mil;
 
    3) 焊盘 Solder Mask 的尺寸为焊盘长宽外扩8mil;
 
   4) 当制作过程中出现焊盘的Solder Mask重叠时,Solder Mask在原有的基础上在重叠的方向依次递减2mil,直至满足相邻 Solder Mask 边缘间距大于等于2mil为止。
 
    5) 为标准封装的,按照标准封装定义进行焊盘制作。

       三、封装库制作规则
 
    1. 新建 Packagesymbol 放置焊盘库内制作焊盘,如下图36。

图36
图36
 
    2. 加入零件脚,如下图37。

图37
图37
 
    如果放置的是机械孔,则需将机械孔删掉并重新放置:将右侧的属性改成“Mechanical”,如图38所示。
 
图38
图38
 
    1)X Qty及Y Qty均为 1,表示只有1个Pin。
 
    2) Rotation字段选择0,表示 Pin不旋转。
 
    3) Pin #字段输入1,表示目前的Pin Number为1。
 
    4) Inc字段输入1,表示下个Pin Number 为目前的Pin Number 再加上1。
 
    5) Text block字段输入1,表示 Pin Number 的文字使用1号字体。
 
    6) Offset X 字段输入-100,表示Pin Number的文字自Pin的原点向左偏移100mil。
 
    7) Offset Y字段输入-200,表示Pin Number的文字自Pin的原点向下偏移200mil。
 
    8) 勾选Connect,表示Pin有Pin Number。
 
    3. 加入零件范围及高度
 
    对于一个零件,我们必须加入其零件实体的范围及高度,以便在摆放零件时可以做零件是否重叠及高度限制的检查。
 
    1) 加入零件实体范围使用“Setup/Areas/Package Boundary”命令,请确认右边控制面板为Options Tab,Active Class为PACKAGE GEOMETRY, Active Subclass为PLACE_BOUND_TOP, 并设定Line Lock为Line,如下图39所示。

图39
图39
 
    使用“Setup/Areas/Package Height”命令,请确认右边控制面板为Options Tab, Active Class为PACKAGE GEOMETRY, Active Subclass PLACE_BOUND_TOP,以鼠标左键按一下零件实体范围的Shape,设定它的Max Height为400,表示零件的高度为400 mil,如下图40所示。
 
图40
图40
 
    4. 加入零件的外形
 
    使用“Add/Rectangle”命令,请以鼠标左键按一下右边控制面板的OptionsTab,输入下列设定值,如下图41所示。

图41
图41
 
    Active Class选择PACKAGE GEOMETRY,Active Subclass选择 SILKSCREEN_TOP,表示零件外形的层面。
 
    5. 加入零件Labels
 
    1) 零件Label主要有3种:
 
    ①底片用零件序号 (RefDes For Artwork) 在产生文字面底片时,会参考到的零件序号层面,通常放置于Pin 1附近。
 
    ②摆放用零件序号 (RefDes For Placement) 在摆放零件时,会参考到的零件序号层面,通常放置于零件中心点附近。
 
    ③零件中心点 (Body Center) 用来指定零件中心点的位置。
 
     2) 每一种零件档案有成对的2种档案:
 
    ① Drawing File——称为图形档案,它仅适用于建立或编辑该零件,它无法用于电路板内,该档案的附档为 .dra。
 
    ② Symbol File——称为Symbol档案,它仅适用于放置在电路板内,做为摆放零件之用,无法用于建立或编辑零件。
 
    3) 目前Symbol档案共有下列5种:
 
    ① Package Symbol:一般性质的零件,及一般的电子零件、螺丝孔、定位孔等,其附档名为 .psm。
 
    ② Mechanical Symbol:机构性质的零件,由板外框及螺丝孔等所组成的零件,其附文件名为 .bsm。
 
    ③ Format Symbol:图框性质的零件,由图框及图文件说明文字所组成的零件,其附文件名为 .osm。
 
    ④ Shape Symbol:特殊外形的零件,仅适用于建立特殊外形的 Padstack,其附档名为 .ssm。
 
    ⑤ Flash Symbol:特殊图形的零件,仅适用于建立Padstack 的 Thermal Relief ( 防止散热用 ),其附档名为 .fsm。
 
表3 常见器件外观
表3 常见器件外观
 
第三章:建立电路板

       一、手动建立电路板及限制区
 
    1.File-->New(图42)

图42
图42
 
    Drawing Name:填写电路板的名字,比如:cpu。
 
    Browse:选择电路板存放的位置
 
    OK:完成创建。
 
    Setup-->Design Parameter Editor,设置单位、尺寸,如图43。

图43
图43
 
    2. 建立板外框
 
    Add-->Line(图44)
 

图44
图44

    3. 设置允许摆放区域
 
    Setup-->Area-->Package Keepin( 图45)
图45
图45
    4. 设置允许布线区域
 
    Setup-->Area-->Routing Keepin(图46)

图46
图46
 
    5. 设置禁止布线布局区域
 
    Setup-->Area-->Routing Keepout/Package 
 
    Keepout( 图47)
图47
图47
 
    6. 设置叠层 (图48)

图48
 图48
 
    更多内容请见:

       浅谈Cadence电路板设计、EDA软件二次开发在PCB设计中应用(三)
责任编辑:杨培
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