Cadence 元件封装及常见问题解决.docx
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Cadence元件封装及常见问题解决
Cadence使用及注意事项
1PCB工艺规则
以下规则可能随中国国内加工工艺提高而变化
(1)不同元件间的焊盘间隙:
大于等于40mil(1mm),以保证各种批量在线焊板的需要。
(2) 焊盘尺寸:
粘锡部分的宽度保证大于等于10mil(0.254mm),如果焊脚(pin)较高,应修剪;如果不能修剪的,相应焊盘应增大…..
(3)机械过孔最小孔径:
大于等于6mil(0.15mm)。
小于此尺寸将使用激光打孔,为国内大多数PCB厂家所不能接受。
(4)最小线宽和线间距:
大于等于4mil(0.10mm)。
小于此尺寸,为国内大多数PCB厂家所不能接受,并且不能保证成品率!
(5)PCB板厚:
通常指成品板厚度,常见的是:
0.8mm、1mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm;材质为FR-4。
当然也有其它类型的,比如:
陶瓷基板的…
(6)丝印字符尺寸:
高度大于30mil(0.75mm),线条宽大于6mil(0.15mm),高与宽比例3:
2
(7)最小孔径与板厚关系:
目前国内加工能力为:
板厚是最小孔径的8~15倍,大多数多层板PCB厂家是:
8~10倍。
举例:
假如板内最小孔径(如:
VIA)6mil,那么你不能要求厂家给你做1.6mm厚的PCB板,但可以要求1.2mm或以下的。
(8)定位基准点:
用于给贴片机、插件机等自动设备取基准点,用20mil(0.5mm)直径的表贴实心圆盘(需要被SOLDERMASK,以便铜裸露或镀锡而反光)。
分布于顶层(TOP)的板边对脚线、底层(BOTTOM)的板边对脚线,每面最少2个;另外无引脚封装的贴片元件也需要在pin1附近放一个(不能被元件遮盖,可以在做这些元件封装时做好),这些元件可能是:
BGA、LQFN等….
(9)成品板铜薄厚度:
大于等于35um,强制PCB板厂执行,以保证质量!
(10)目前国内大多数2层板厂加工能力:
最小线宽和线间距8mil(0.2mm)、机械过孔最小孔径16mil(0.4mm)。
多层板厂商只受1.1~1.9限制。
(11)加工文件:
GERBER、DRILL、ROUTE或STREAM。
1)GERBER:
光绘文件,保持与CAM350V9.0兼容就能为PCB厂接受。
2) DRILL:
钻孔(圆孔)文件,保持与CAM350V9.0兼容就能为PCB厂接受。
3)ROUTE:
铣孔(非圆孔)文件,保持与CAM350V9.0兼容能为PCB厂接受。
4)STREAM:
流文件,目前国内只有一两家PCB厂识别,包含了1.11.1~3的所有信息。
2Cadence的软件模块
(1)DesignEntryCIS:
原理图制作和分析模块之一,ORCAD是该模块的核心,为大多数电路设计员喜爱。
(2)DesignEntryHDL:
原理图制作和分析模块之一,Cadence原创,没有ORCAD那么受欢迎。
(3)PadDesigner:
主要用于制作焊盘,供Allegro使用。
(4)Allegro:
包含PCB编辑(Edit)、自动布线(Specctra)、信号完整性分析(SI)
(5)Sigxplorer:
PCB布线规则和建模分析工具,与Allegro配合使用。
(6)LayoutPluse:
ORCAD公司的PCB排板软件(ORCAD已被Cadence收购),很少人用。
(7)文件和目录命名注意事项:
严禁中文、严禁空格、字母最好全小写。
2.1Cadence的软件模块---PadDesigner
(1)PAD外形:
Circle圆型、Square方型、Oblong拉长圆型、Rectangle矩型、Octagon八边型、Shape形状(可以是任意形状)
(2)Thermalrelief:
热涨缩间隙,常用于相同NetList的填充铜薄与PAD的间隙。
通常比Pad直径大20mil,如果Pad直径小于40mil,根据需要适当减小。
形状见:
图3.1和3.5(阴片)
(3)AntiPad:
抗电边距,常用于不同NetList的填充铜薄与PAD的间隙。
通常比Pad直径大20mil,如果Pad直径小于40mil,根据需要适当减小。
形状见:
图3.2和3.5(阴片)
(4)SolderMask:
阻焊,使铜箔裸露而可以镀涂。
通常比Pad直径大4mil。
形状见:
图3.3(绿色部分)
(5)PasteMask:
胶贴或钢网:
通常与SolderMask直径一样。
(6)FilmMask(用途不明):
暂时与SolderMask直径一样。
(7)Blind:
瞒孔。
从外层到里层,或者只有底层(可做金手指盘)。
(8)Buried:
瞒埋孔:
只在内层,除非特别原因,不建议使用!
(9)Plated:
孔化,即孔璧镀涂!
例如:
锡。
会减小孔径1~2mil
(10)Flash:
Pad面的一种,只要是通孔都需要!
只在阴片层(除非不想使用自动布线)里显示。
对于异形盘(如图3.4和3.5),可以先用AutoCAD先做外形,再DXF导入Allegro,在Allegro中使用ComposeShape功能填充,然后删除边界线,再把Shape移到正确的位置,更改文件类型为flash,存盘即可。
(11)Shape:
Pad面的一种,可以做奇形怪状(如图3)的盘面.....复杂的形状可用AutoCAD制作,类似3.10,不过文件属性改为Shape再保存!
∙ALLEGRO的PCB元件
2.2Pad的制作
Allegro元件封装制作方法总结:
在Allegro系统中,建立一个零件(Symbol)之前,必须先建立零件的管脚(Pin)。
元件封装大体上分两种,表贴和直插。
针对不同的封装,需要制作不同的Padstack。
2.2.1PAD物理焊盘介绍
pad有三种:
1.RegularPad,规则焊盘(正片中)。
可以是:
Circle圆型、Square方型、Oblong拉长圆型、Rectangle矩型、Octagon八边型、Shape形状(可以是任意形状)。
2.Thermalrelief热风焊盘(正负片中都可能存在)。
可以是:
Null(没有)、Circle圆型、Square方型、Oblong拉长圆型、Rectangle矩型、Octagon八边型、flash形状(可以是任意形状)。
免费下载。
ThermalRelief:
通常比Regularpad尺寸大20mil,如果RegularPad尺寸小于40mil,根据需要适当减小。
Antipad
通常比Regularpad尺寸大20mil,如果RegularPad尺寸小于40mil,根据需要适当减小。
SOLDERMASK
通常比RegularPad尺寸大4mil。
PASTEMASK
通常比RegularPad尺寸大4mil。
FILMMASK
似乎很少用到,暂时与SOLDERMASK直径一样。
直插元件的封装焊盘,需要设置的层面及尺寸:
所需要层面:
RegularPad
ThermalRelief
Antipad
SOLDERMASK
PASTEMASK
FILMMASK
1)BEGINLAYER-----ThermalReliefPad和AntiPad比实际焊盘做大0.5mm
2)ENDLAYER与BEGINLAYER一样设置
2)DEFAULTINTERNAL尺寸如下
其中尺寸如下:
DRILL_SIZE>=PHYSICAL_PIN_SIZE+10MIL
RegularPad>=DRILL_SIZE+16MIL(DRILL_SIZE<50)(0.4mm1.27)
RegularPad>=DRILL_SIZE+30MIL(DRILL_SIZE>=50)(0.76mm1.27)
RegularPad>=DRILL_SIZE+40MIL(钻孔为矩形或椭圆形时)(1mm)
ThermalPad=TRaXbXc-d其中TRaXbXc-d为Flash的名称(后面有介绍)
AntiPad=DRILL_SIZE+30MIL0.76mm
SOLDERMASK=Regular_Pad+6MIL0.15mm
PASTEMASK=RegularPad(可以不要)
·FlashName:
TRaXbXc-d
其中:
a.InnerDiameter:
DrillSize+16MIL
b.OuterDiameter:
DrillSize+30MIL
c.WedOpen:
12(当DRILL_SIZE=10MIL以下)
15(当DRILL_SIZE=11~40MIL)
20(当DRILL_SIZE=41~70MIL)
30(当DRILL_SIZE=71~170MIL)
40(当DRILL_SIZE=171MIL以上)
也有这种说法:
至于flash的开口宽度,则要根据圆周率计算一下,保证连接处的宽度不小于10mil。
公式为:
DRILLSIZE×[B.K.1]
d.Angle:
45
图1通孔焊盘(图中的ThermalRelief使用Flash)
3Allegro中元件封装的制作
3.1PCB元件(Symbol)必要的CLASS/SUBCLASS
Allegro的PCB元件是一个元件一个独立文件,元件后缀名:
dra
种类
注释
PackageSymbol(*.psm)
就是在板子里面有footprint的零件。
(如,dip14,soic14,R0603,C0805等等。
)
MechanicalSymbol(*.bsm)
就是在板子里面的机构类型的零件。
(如,outline装机螺孔,等等。
)
FormatSmybol(*.osm)
就是关于板子的Logo,assembly等等的注解。
ShapeSymbol(*.ssm)
是用来定义特殊的reguarpad。
FlashSmybol(*.fsm)
这个零件是用于thermalrelief和内层负片的连接
序号
CLASS
SUBCLASS
元件要素
备注
1
Eth
Top
PAD/PIN(通孔或表贴孔)Shape(贴片IC下的散热铜箔)见图:
4.1~7
必要、有电导性
2
Eth
Bottom
PAD/PIN(通孔或盲孔)
见图:
4.2
视需要而定、有
电导性
3
PackageGeometry
Pin_Number
映射原理图元件的pin号。
见图:
4.1~7如果
PAD没标号,表示原理图不关心这个pin或是机械孔。
见图:
4.1和4.3
必要
4
RefDes
Silkscreen_Top
元件的位号。
见图:
4.1~7
必要
5
ComponentValue
Silkscreen_Top
元件型号或元件值。
见图:
4.1~7
必要
6
PackageGeometry
Silkscreen_Top
元件外形和说明:
线条、弧、字、Shape等。
见图:
4.1~7
必要
7
PackageGeometry
Place_Bound_Top
元件占地区和高度。
见图:
4.1~7 图4.2~6也有,只是图中没显示
必要
8
RouteKeepout
Top
禁止布线区图4.4~5
视需要而定
9
ViaKeepout
Top
禁止放过孔图4.6
视需要而定
3.2 PCB元件(Symbol)位号的常用定义
通常使用ORCAD的默认定义,以便SCH与PCB统一。
否则,会影响Annotate和BackAnnotate
图4.1~7是这些定义的样本。
电阻:
R*
电阻(可调):
RP*
电阻(阵列):
RCA*
电容:
C*
电感:
L*
继电器:
LE*
二极管:
D*
三极管:
Q*
集成块:
U*
接插件:
J*
3.3PCB元件(Symbol)字符的字号和尺寸
不同的要素选择不同字号为原则,举例如下:
序号
CLASS
SUBCLASS
字号和尺寸
备注
1
Package
Geometry
Pin_Number
1#
用于元件引脚号
2
RefDes
Silkscreen_Top
2#
用于元件位号
3
Component
value
Silkscreen_Top
2#
用于元件型号或元件值
4
Package
Geometry
Silkscreen_Top
3#
用于元件附加描述。
图4.8
3.4根据AllegroBoard(wizard)向导制作元件封装
AllegroBoard(wizard)定制PCB元件(Symbol),如图4.9所示,TQFP64、0.5mm间距的DataSheet,以此为例,说明制作Symbol流程。
1)文件名、存放位置、工作模式。
图4.10
2)选择封装外形:
选4面脚的QFP。
见图4.11
3)选择工作模板:
可用默认的或用户自定义的。
我们选自定义的是因为:
模板预先已经设置了绘图尺寸、使用Class/SubClass、颜色、字体、单位和分辨率等要素。
见图4.12
4)设置单位、分辨率、位号:
由于我们使用自定义模板,因此这些设置从上一步继承下来。
如果你的设置与图4.13不一样,请照单修改。
5)设置pin数与间距:
如果你的设置与图4.14不一样,请照单修改。
注意pin1的位置选择!
9)结束Board(wizard):
next->finish后,见图4.18。
你看到颜色如果与图不同,是因为在步骤(3)里用的模板不同……
10)删除多余的CLASS/SUBCLASS:
参见4.1描述,关闭PackageGeometry/Place_Bound_Top,删除PACKAGEGEOMETRY/DFA_BOUND_TOP上的Shape;关闭PackageGeometry/Silkscreen_Top,删除PACKAGEGEOMETRY/ASSEMBLY_TOP上的外形Line;
删除REFDES/ASSEMBLY_TOP的字符U*;打开PackageGeometry/Silkscreen_Top;效果见图4.19
11)设置元件Value:
点击Menu\Layout\Labels\Value,选择ComponentValue/Silkscreen_Top,然后点取绘图区,输入***,done。
见图4.20,4.21
12)标示pin1位置:
将PackageGeometry/Silkscreen_Top上的Line倒45度角,并将Line宽改为0.2mm,加Shape圆点。
见图4.21
13)设置占位属性:
打开PackageGeometry/Place_Bound_Top,点取Menu\Setup\Areas\PackageHeight,选中Shape,输入高度:
1.5(数据手册1.2mm)。
见图4.22
图4.22
14)清除冗余的PAD:
冗余的PAD指包含却未在本Symbol中使用的PAD!
通常在手动制图中会产生,而在wizard模式下不太会发生。
点取Menu\Tools\Padstack\ModifyDesignPadstack,选择Purge\All,清除冗余的PAD
15)清除非法数据:
点取Menu\Tools\DatabaseCheck,然后Check。
见图:
4.23
图4.23
16)保存文件并创建psm文件:
点取Menu\View\ZoomFit,然后Menu\
3.5制作symbol时常遇见的问题及解决方法
(1)PAD已经修改了(PAD文件名没变),但有Symbol用了这个PAD,怎样更新这个Symbol?
A:
Allegro打开这个Symbol,点取Menu\Tools\Padstack\Reflash,然后重复4.3介绍的(14)至(16)
(2)已经存在的Symbol想使用不同名字的PAD,怎样更新这个Symbol?
A:
Allegro打开这个Symbol,点取Menu\Tools\Padstack\Replace,选择替换的PAD,然后重复4.3介绍的(14)至(16)步骤
(3)通孔PAD命名规则?
A:
3.1)圆孔padMMcirNN.pad,MM代表外盘,NN代表孔径,单位mil,如:
pad72cir32.pad 3.2)长条孔padMM_NNoblXX_YY.pad,MM_NN代表外盘,XX_YY孔形,单位mil,一般大数在前,小数在后。
如:
pad100_72obl60_32.pad,见图3.3和3.5需要注意:
最好别做矩形孔!
因为长条孔实际是用钻头铣出来的,所以矩形的直角边基本没法处理,并且铣孔文件(1.11.3描述)生成也比较困难!
(4)表贴PAD命名规则?
A:
类似通孔,只是没有打孔表示部分。
比如:
smdMMcirNN.pad、smdMM_NNobl.pad
(5)过孔命名规则?
A:
首先过孔我们规定只能用圆的通孔,除非特殊要求,不用瞒孔或瞒埋孔!
因此,类似圆通孔:
viaMMcirNN.pad
4Cadence易见错误总结
1.报错:
在生成netlist的时候出现”Unabletoopenc:
\Cadence\PSD_14.2\tools\capture\allegro.cfgforreading.Pleasecorrecttheaboveerror(s)toproceed.”
处理办法:
点生成netlist,点setup,修改路径为capture\allegro.cfg所在路径
2.报错:
”Spawning..."C:
\Cadence\PSD_15.1\tools\capture\pstswp.exe"-pst-d"F:
\gcht\CC2430\Projects\mysch.dsn"-n"C:
\CADENCE\PSD_15.1\TOOLS\PROJECTS"-c"C:
\Cadence\PSD_15.1\tools\capture\allegro.cfg"-v3-j"CC2430_DEMO"
#1Error [ALG0012]Property"PCBFootprint"missingfrominstanceU3:
SCHEMATIC1,PAGE1(2.00,2.10).
#2Error [ALG0012]Property"PCBFootprint"missingfrominstanceC2:
SCHEMATIC1,PAGE1(2.30,0.30).
#17AbortingNetlisting...Pleasecorrecttheaboveerrorsandretry.
Exiting..."C:
\Cadence\PSD_15.1\tools\capture\pstswp.exe"-pst-d"F:
\gcht\CC2430\Projects\mysch.dsn"-n"C:
\CADENCE\PSD_15.1\TOOLS\PROJECTS"-c"C:
\Cadence\PSD_15.1\tools\capture\allegro.cfg"-v3-j"CC2430_DEMO"
错误解释
Error[ALG0012]Property"PCBFootprint"missingfrompart
APCBFootprint(JEDEC_TYPEinAllegro)isrequiredforallpartsinAllegro.Thereforeallpartswithoutthispropertyarelistedbeforeabortingthenetlisting.YoucanaddthePCBFootprintpropertybyselectingthepartlisted,thenchoosingEditPropertiesfromthepop-upmenuandplacingavalue,suchasdip14_3,onthepart.
在Allegro中,每个器件都需要一个PCB封装。
所以在取消列出网表之前,软件会列出所有没有此项的器件。
你可以选择列出的器件添加PCB封装,然后选择EditProperties来编辑器件的值。
在导出Netlist之前,只需要保证每个器件都是由封装的即可。
3.“[DRC0011]Referenceisinvalidforthispart,thereferenceforthepartisinvalid.Forexample,thisoccurswhenapartreferencelikeU?
Ahasnotbeenupdated.Updatethepartreference。
”
Reference项不可随意修改。
4.AllegroPinnumbersdonotmatch. Checkdevicefile.
原因:
原理图中的晶振给了两个管脚,而其封装却是四个管脚。
原理图与PCB封装对应原则:
除了PCBFootprint的名字要写对以外,还有一点,就是原理图的元件的管脚数目一定要和封装的管脚数目是一样的。
这里说的管脚,包括了原理图中可能没有现实的PowerPins,不包括封装中的machanicalpins;另外,原理图和封装的对应关系是依靠pinnumber来建立的,所以两者的相应的pinnumber一定要一样,而pinnumber是不是数字并没有关系.
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