使用allegro畫PCB的基本流程:
使用allegro畫PCB的基本流程:
一、PCB準備工作
1.新建PCB
PCB editor---->新建:board
2.畫板子外邊框
ADD----->Line---->在Options中選擇Board Geometry和outline
在命令視窗輸入值
右擊done完成
3.板子外邊框進行倒角
Manufacture---->drafting---->chamfer(斜面):點選相鄰的兩根線即可
fillet(圓角)
4.放置安裝孔
Place----->Manually彈出對話方塊, 選擇Advanced Setting選項卡中的library;選擇Placement List選項卡, Mechanical symbols----> 選擇所需安裝孔封裝,勾選,放置,完成
5.畫布線邊框(元器件擺放邊框可畫可不畫)
Setup----->Areas----->Package Keepin(允許擺放區域,板子邊界往裡縮80mil,直插式元器件儘量靠在板子邊緣)
Route Keepin(允許佈線區域,板子邊界往裡縮120mil即可)
6.尺寸標註
Manufacture---->Dimension Environment---->右擊,選擇parameter------>Tolerancing選項卡中勾選 USE tolerancing 擊右鍵,選擇Linear dimension----->單擊邊框左邊線,右擊Reject----->單擊右邊線上任意一點----->單擊 左鍵,確認。
7.匯入網表文件
File---->Import---->Logic----->設定完,單擊Import Cadence
8.設定疊層
Setup---->Cross section(電源層和地層的內電層設定為plane,正片)
二、佈局佈線
(一)佈局的原則:
1.貼片元器件距離板邊距離:垂直板邊擺放時>120mil,平行板邊擺放時>80mil 2.各模組電路擺放時,應遵循:先大後,先難後易的擺放原則(即重要的單元電路、核心元器件應當優先佈局) 3.參考原理圖,根據電路的特性安排主要元器件佈局 4.要考慮各個元器件立體空間協調和安全規定距離 5.初級電路與次級電路分開佈局 6.交流回路,PFC、PWM迴路,整流回路,濾波迴路這四大回路包圍的面積儘量小,各回路中功率元件引腳儘量 彼此靠近,控制IC要儘量靠近被控制MOS管,控制IC周邊的元器件儘量靠近IC (IC指的是晶片) 7.電解電容不可觸及高發熱元件,如:大功率電阻,變壓器,散熱片 8.所有金屬管腳要和相鄰元件有一定距離 9.發熱元器件一般要均勻分佈 10.跳線不要放在IC及其他大體積塑膠外殼的元件下 11.SMD封裝的IC擺放方向必須與過錫爐的方向成平行的(即,板子上所有的IC擺放方向應一致或相反) 12.SMD封裝的IC兩端儘量預留2mm的空間不能擺放元件 13.多腳元件應有第一腳及規律性的腳位標識 14.FPC MOS 和PWM MOS散熱片必須接地,以減少共模干擾 15.熱敏元件(如電解電容,IC,功率管等)應遠離熱源,變壓器,電感,整流器等 16.發熱量大的元器件應該放在風口或邊緣 17.發熱器件不能過於集中 18.功率電阻要選用直插封裝擺放, 19.貼片元器件間的距離: 單片板:PAD與PAD之間>0.75mm 雙面板:PAD與PAD之間>0.5mm 20.貼片元器件與A/I或R/I元件間的距離>=0.75mm 21.確認無誤後可以開始佈線
(二)佈線的原則:
1.在佈線時,不能有90度夾角的走線出現
2.IC相鄰的PIN腳不允許垂直於引腳相連
3.各類螺釘孔的禁止佈線區範圍內禁止有走線
4.逆變器高壓輸出的電路間隔要大於240mil
5.銅箔最小間距:單/雙面板=0.4mm
6.設計雙面板時要注意,底部有金屬外殼或繞銅線的元件
7.佈線時交流回路應該遠離PFC、PWM迴路
8.PFC、PWM迴路要單點接地
9.金屬膜電阻下不能走高壓線
10.反饋線應儘量遠離干擾源(如PFC電感、PFC二極體、MOS管)的引線,不得與他們靠近、平行走線
11.變壓器下面禁止鋪銅、走線及放置器件
12.若銅箔入焊盤的寬度較焊盤的直徑小時,則需加淚滴(引腳焊盤周圍須加大鋪銅面積,以防止拆取元件造成翹皮)
13.佈線要儘可能的短,特別是EMI線路,主迴路及部分迴路與電源線,大電流的銅箔要求走粗;主迴路及各功能模組
的參考點或地線要分開
14.ICT測試焊盤:測試焊盤直徑以1mm為準,測試點與測試點之間不小於1.5mm,每個網路上不少於一個測試點
15.過孔大小定義:
a.訊號線過孔一般可設定0.5-1mm
b.過孔不能放於SMD之焊盤中
c.載入銅箔過孔時,一般設定1mm,如接地、功率線等
d.定位孔距器件或線路的安全距離大於15mil,禁止佈線
16.如果接地是以焊接的方式接入,接地焊盤應該設為通孔焊盤,接地孔直徑>=3.5mm
17.PCB板的散熱孔直徑不可大於3mm
18.線條寬度要滿足最大電流要求>=1mm/1A(銅厚1盎司)
19.走線時IC的下方儘可能只走地線,電源線,儘可能在IC周圍構成GND短路環,以減少干擾
20.所有元器件的焊盤禁止大面積鋪銅(即要做flash焊盤)
21.訊號地與功率地要分開鋪銅
22.線間距=2*線寬,如線寬5mil,線間距為10mil
23.USB佈線規則:要求USB訊號差分走線,線寬10mil,線距6mil,地線和訊號線距6mil
24.HDMI佈線規則:要求HDMI訊號差分走線,線寬10mil,線距6mil,每兩組HDMI差分訊號對的間距超過20mil
25.LVDS佈線規則:要求LVDS訊號差分走線,線寬7mil,線距6mil,目的是控制HDMI的差分訊號對阻抗為100+-15%歐姆
26.DDR佈線規則:DDR1走線要求訊號儘量不走過孔,訊號線等寬,線與線等距,走線必須滿足2W原則,以減少訊號間的
串擾,對DDR2及以上的高速器件,還要求高頻資料走線等長,以保證訊號的阻抗匹配。
(三)佈局流程
1.快速擺放元器件:
Place--->Quickplace--->選擇place all components、Around package keepin且勾選top,
點選OK
2.改變元器件方向:
擺放時按R鍵,或點選滑鼠右鍵選擇Rotate
3.移動元器件:
edit--->move--->在find頁面中只勾選symbols--->右擊done完成
4.變更網路VCC、GND顏色:
Display--->color visibility---->選擇Nets--->type選擇net,filter輸入VCC/GND--->按Tab鍵
選擇網路--->選擇完顏色點選OK
5.顯示飛線和關閉飛線:
顯示飛線:Display--->show rats--->component
關閉飛線:Display--->blank rats--->all
(四)佈線設計規則
1.間距規則設定:
Setup--->Constraints--->spacing--->All
layers更改線間距
2.定義特殊的間距約束:
Setup--->Constraints--->spacing--->All layers--->點選default按右鍵,執行create-->spacing cset
加入新規則然後為所需網路分配規則
3.線寬設定:
Setup--->Constraints--->Physical--->All layers
4.設定特殊物理(線寬)規則:
Setup--->Constraints--->Physical--->All
layers--->點選default按右鍵,執行create-->Physical cset
加入新規則然後為所需網路分配規則
5.設定過孔:
Setup--->Constraints--->Physical--->All
layers—>在vias欄中點選設定(雙擊即新增過孔)
6.區域約束規則設定:
Setup--->Constraints--->Physical--->region--->all
layers中點吉default按右鍵,執行create-->region
--->輸入其約束值--->然後執行Shape--->Polygon/Rectangular/Circular--->在options中選擇constraint region
子類選擇ALL,assign to
region選項中選擇剛剛建立的RGN1--->在PCB上圈出範圍即可
-
設計檢查
Setup--->Constraints--->Modes--->選擇design modes選項卡--->根據需要選擇所需檢查專案
8.設定元器件/網路屬性:
元器件屬性:Setup--->Constraints--->spacing--->點選左側Properties--->component--->general
網路屬性:Setup--->Constraints--->spacing--->點選左側Properties--->net--->general properties
9.為元器件新增fixed(固定的)屬性:
點選圖示fix--->在find頁面勾選symbols--->點選要固定的元器件,右擊done完成
10.刪除元器件fixed(固定的)屬性:
點選圖示unfix,再點選元器件
(五)佈線
1.FPGA扇出:
Route--->PCB Route--->fanout by
pick--->點選find頁面中的Comps--->點選需要扇出的元器件
2.FPGA扇出屬性設定:
Route--->Create Fanout--->在options頁面中設定屬性
-
新增過孔:
Route--->Connect--->雙擊滑鼠左鍵
4.刪除:
刪除佈線:Edit--->Delete--->在Find頁面選擇ALL Off,然後勾選Clins
刪除過孔:Edit--->Delete--->在Find頁面選擇ALL Off,然後勾選Vias
5.群組佈線:
Route--->Connenct--->在options頁面設定好控制版面的內容--->單擊右鍵,選擇Temp group--->選完後單擊右鍵
選擇complete,選中的網路同時拉出
6.更改群組佈線時的間距:
右擊選擇route spacing---->在spacing mode中選擇User-defined,在Space中設定線間距--->OK
7.群組走線過程中改變控制線:
走線過程中單擊滑鼠右鍵,選擇change control trace,然後滑鼠單擊最為控制線的走線即可
8.群組佈線轉為單根走線模式:
走線過程中單擊滑鼠右鍵,選擇single trace mode,作為控制線的走線就會被單獨拉出來,其他走線不再伴隨
處理完某根走線後,如果還有其他走線需要單獨走線,直接單擊滑鼠右鍵,選擇change
control trace,即可處理其他走線,單獨走線處理完成後,單擊滑鼠右鍵,選擇single trace
mode,這樣恢復到群組走線模式
9.控制並編輯線:
a.控制線的長度:
1>繞線佈線(線長不滿足先前設定的"1000mil-1500mil"時序要求)(兩個IC直接相連):
Route--->Connect--->連完線--->右擊選擇done完成--->Route--->PCB
Route--->Elongation By Pick
-->右擊選擇Setup--->勾選accordion及其三個子選項,並填入資料,勾選options及其子選項-->OK---->
單擊網路--->右擊done完成
2>實時顯示佈線長度:
Setup-->User Peference-->在categories中選擇route-->connect-->勾選allegro_dynam_timing_fixedpos
和allegro_etch_length_on--->OK
3>設定延遲引數(兩個IC直接相連):
Setup-->Constraints-->modes-->Electrical Options
b.差分佈線:
Setup-->Constraints-->Electrical-->Net-->Routing-->Differential
Pair-->creat-->Differential Pair--> 雙擊差分線-->create-->close
Electrical-->Net-->Routing-->Differential Pair-->Create-->electrical
Cset-->輸入Diff_Pair-->OK
Electrical-->Electrical Costraint Set-->Routing-->Differential
Pair-->在右側Uncoupled length和Primary Gap中輸入值(約束管理器)
Electrical-->Net-->Routing-->Differential Pair-->在右側選擇約束條件(分配電氣約束條件)
以上約束條件設定完成,後邊直接連線即可
c. 高速網路佈線(拓撲結構):
1>T形拓撲結構:
Logic-->Net Schedule-->點選插入T形拓撲結構的第一個引腳-->擊右鍵,選擇Insert T--->點選引腳外任意位
置--->依次點選第二個引腳,第三個引腳--->右擊選擇done完成(建完T連線點)
Route-->Connect--->一次點選第一個引腳,T連線點,第二個引腳,T連線點,第三個引腳,T連線點-->右擊done
d.45°角佈線調整:
Route-->PCB Route-->Miter by pick-->擊右鍵選擇Setup彈出對話方塊,Miter Corners頁面全勾選,輸入4-->OK
在find頁面中勾選Nets--->框住需要調整的區域--->完成後擊右鍵選擇done
10.檢查佈線狀況
a.檢查未連線引腳:
Tools-->Reports--->雙擊Unconnected Pins Report-->點選Report按鈕
11.優化佈線
a. 新增淚滴:
Route-->Gloss-->Parameters--->單擊Fillet and tapered trace左側按鈕-->OK--->點選Gloss
b.刪除淚滴:
Route-->Gloss-->Parameters--->單擊Line smoothing左側按鈕-->OK--->點選Gloss
c.自定義平滑佈線:
Route-->Custom Smooth--->在find頁面選擇nets,設定options頁面-->點選要平滑的線-->右擊done完成
三、敷銅
-
為平面建立Shape:
a.為VCC電源建立Shape:
Shape-->Polygon(多邊形)/Rectangular(矩形)/Circular(圓形)-->在options頁面中選擇Etch,VCC電源層--> 在PCB中畫出鋪銅的形狀-->右擊done
b.為GND地層建立Shape:
Shape-->Polygon(多邊形)/Rectangular(矩形)/Circular(圓形)-->在options頁面中選擇Etch,GND地層-->在 PCB中畫出鋪銅的形狀-->右擊done 注意:電源層比地層內縮20h,即電源層比地層內縮1mm(減少電磁干擾)
-
分割平面
a.在其他層鋪銅:
Shape-->Polygon(多邊形)/Rectangular(矩形)/Circular(圓形)-->在options頁面中選層和網路-->在PCB中 畫出鋪銅的形狀-->右擊done
b.鋪銅邊界處理:
Shape-->editor boundary-->點選要處理的shape-->點選邊界--->右擊done完成
c.銅皮合併:
Shape-->Merge shape-->逐個點選合併的銅皮--->右擊done完成
d.刪除死銅(孤島):
Shape-->Delete Islands-->options-->選層,然後點選Delete all on layer--->右擊done完成
e.手動挖空:
Shape-->manual void-->Polygon(多邊形)/Rectangular(矩形)/Circular(圓形)-->右擊done完成
-
敷銅的意義:
敷銅的意義在於,減小地線阻抗,提高抗干擾能力;降低壓降,提高電源效率;與地線相連,還可以減小環路面積
4.大面積敷銅和網格敷銅:
大面積敷銅:
大面積敷銅,具備了加大電流和遮蔽雙重作用,但如果過波峰焊時,板子就可能會翹起來,甚至會起泡,需要打幾個過孔來緩解銅箔起泡
網格敷銅:
網格敷銅主要還是遮蔽作用,加大電流的作用降低了,從散熱的角度說,網格有好處(它降低了銅的受熱面)又起到了一定的電磁遮蔽的作用
5.敷銅方面注意事項:
a.在開始佈線時,應對地線一視同仁,走線的時候就應該把地線走好,不能依靠於覆銅後通過新增過孔來消除為連線的地引腳,這樣的效果很不好
b.如果PCB的地較多,有SGND、AGND、GND,等等,就要根據PCB板面位置的不同,分別以最主要的“地”作為基準參考來獨立覆銅,數字地和模擬地分開來敷銅自不多言,同時在覆銅之前,首先加粗相應的電源連線:5.0V、3.3V等等,這樣一來,就形成了多個不同形狀的多變形結構。
c.對不同地的單點連線,做法是通過0歐電阻或者磁珠或者電感連線
d.晶振附近的覆銅,電路中的晶振為一高頻發射源,做法是在環繞晶振敷銅,然後將晶振的外殼另行接地
e.多層板中間層的佈線空曠區域,不要敷銅。因為你很難做到讓這個敷銅“良好接地”
f.晶振附近的接地隔離帶,一定要良好接地
6.敷銅具體情況:
(1)對於需要嚴格阻抗控制的板子,不要敷銅,覆銅會由於覆銅與佈線間的分佈電容,影響阻抗控制
(2)對於器件以及上下兩層佈線密度較大的PCB,不需要敷銅,此時敷銅支離破碎,基本不起作用,而且很難保證良好接地
(3)對於單雙面電源板,老老實實在電源線邊跟地線,不要用敷銅,敷銅的話你很難保證環路
(4)如果是4 層(不包括4 層板)以上的PCB,且第二層和倒數第二層為完整地平面,可以不用敷銅,但如果上下兩層器件和佈線密度較小,敷銅更好
(5)4 層以下的PCB 如果阻抗要求不嚴格,可以在有空間的情況下敷銅,因為4 層以下PCB 層間距離較遠(10mil),此時敷銅,敷銅與線間距7mil 左右,可以起到一定的迴流作用
(6)多層數字板內平面層堅決用平面層,不要用敷銅代替,一是敷銅如果為網格,阻抗很高,二是如果佈線布不通
(7)內層如果都是單帶狀線,佈線較少的層可以不用敷銅,如果雙帶狀線,可以敷銅,此時要注意內層敷銅良好接地,這種方案前提是單板阻抗控制不做要求
四、後續工作
1.絲印的擺放:
1、擺放的位置:
建議擺放成兩個方向,這樣方面檢視絲印
2、過孔儘量不要打在絲印上
3、絲印不要壓在高速訊號線上
4、絲印的閱讀方向要跟使用方向要一致
5、絲印上要標清楚引腳號
-
自動新增絲印:
Manufacture-->Silkscreen
3.移動絲印:
Move-->在控制面板find中勾選text-->點選需要移動的絲印
4.建立報告:
5.建立光繪檔案:
6.建立鋼網檔案:
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