CadencePCB封裝庫的制作及使用

1、第六章 Cadence PCB 封裝庫的制作及使用封裝庫是進(jìn)行 PCB 設(shè)計時使用的元件圖形庫，本章主要介紹使用Cadence軟件進(jìn)行PCB封裝庫制作的方法及封裝庫的使用方法。一、創(chuàng)建焊盤在設(shè)計中，每個器件的封裝引腳都是由與之相關(guān)的焊盤構(gòu)成的， 焊盤描述了 器件引腳如何與設(shè)計中所涉及的每個物理層發(fā)生關(guān)系，每個焊盤包含以下信息： 焊盤尺寸大小和焊盤形狀； 鉆孔尺寸和顯示符號。焊盤還描述了引腳在表層（頂層和底層）的SOLDERMA、KPASTEMAS和FILMMAS等相關(guān)信息。同時，焊盤還包含有數(shù)控鉆孔數(shù)據(jù)，Allegro用此數(shù)據(jù)產(chǎn) 生鉆孔符號和鉆帶文件。1. 焊盤設(shè)計器Allegro 在創(chuàng)建器件

2、封裝前必須先建立焊盤，建立的焊盤放在焊盤庫里，在 做器件封裝時從焊盤庫里調(diào)用。 Allegro 創(chuàng)建的焊盤文件名后綴為 .pad。 Allegro 用 Pad Designer 創(chuàng)建并編輯焊盤。在 Allegro 中，一個器件封裝的每個引腳必須有一個與之相聯(lián)系的焊盤名。 在創(chuàng)建器件封裝時， 將引腳添加到所畫的封裝中。 在添加每一個引腳時， Allegro 找到庫中的焊盤， 將焊盤的定義拷貝到封裝圖中， 并顯示焊盤的圖示。 基于這個 原因，必須在創(chuàng)建器件封裝前先設(shè)計出庫中要用到的焊盤。在創(chuàng)建器件封裝符號時， Allegro 存儲每一個引腳對應(yīng)的焊盤名而不是焊盤 數(shù)據(jù)，在將器件封裝符號加到設(shè)計中時

3、， Allegro 從焊盤庫拷貝焊盤數(shù)據(jù)，同時 從器件封裝庫拷貝器件封裝數(shù)據(jù)。Allegro用在全局或本地環(huán)境文件定義的焊盤庫路徑指針（PADPATH和器 件封裝庫路徑指針（ PSMPAT）H 查找焊盤庫和器件封裝庫。一旦一個焊盤在某個 設(shè)計中出現(xiàn)一次， Allegro 使其他所有相同的焊盤參考于那個焊盤而不是參考庫 中的焊盤。有兩種方法可以啟動焊盤設(shè)計器：1、選擇【開始】/【程序】/【CadenceSPB 15.5.1】/【PCBEditor Utilities】/【Pad Designer】命令，即可啟動焊盤設(shè) 計器； 2、按照前面章節(jié)所述，創(chuàng)建一個庫項目，庫項目界面如圖 6_1 所示，點(diǎn)

4、 擊界面中的“ Pad Stack Editor ”按鈕，也可以啟動焊盤設(shè)計器。焊盤設(shè)計器界 面如圖 6_2 所示。6_16_2如圖6_2所示，菜單欄下面是焊盤編輯器的工作區(qū)，包含【Parameters】和【 Layers 】兩個選項卡。【 Parameters 】選項卡界面如圖 6_2 所示。（ 1 H 焊盤類型在【Type】欄內(nèi)可以指定正在編輯的焊盤屬于哪一種類型焊盤，它有三個選項，分別是“ Through ”（通孔）、“ Blind/Buried ”（埋盲孔）和“ Single ” （表貼），如圖6_3所示。6_3（2） 內(nèi)層（ Internal Layers ）【Internal La

5、yers 】欄有兩個選項， 分別是“ Fixed ”（固定）和“ Optional ” （可選），如圖 6_4 所示。該欄定義了焊盤在生成光繪文件時是否需 要禁止 未連接的焊盤?！癋ixed ”選項保留焊盤，“Optional ”選項可禁止生成未連 接的焊盤。6_4（3）單位（Un its ）（ 4） 多孔（ Multiple drill ）勾選其中的【Enable】選項可以使設(shè)計者在一個有過個過孔的焊盤上對行和 列以及艱巨進(jìn)行定義。設(shè)置鉆孔的數(shù)目時，行和列的胡數(shù)目設(shè)置范圍為110，總過孔數(shù)不超過 50。（ 5） 鉆孔參數(shù)（ 6） 鉆孔符號點(diǎn)擊圖6_2界面中“ Layers ”選項卡，界面如圖

6、6_5所示。6_5【Layers】選項卡主要由【Padstack Layers】（焊盤疊層）欄、【Regular Pad】 （正焊盤）欄、【Thermal Relief】（熱隔離焊盤）欄、【Anti Pad】（反焊盤）欄 和圖形顯示窗口組成。在編輯焊盤時，先用鼠標(biāo)在【 Padstack layers 】欄選中所要編輯的層，然 后再下面的【Regular Pad】、Thermal Relief】和【人門百Pad】欄中選擇所需 的幾何形狀并填寫相關(guān)的數(shù)據(jù)即可。 Regular Pad ：用正片生成的焊盤，可供選擇的形狀有 Null 、 Circle 、 Square、 Oblong、 Rectan

7、gle 、 Octagon 和 Shape。 Thermal Relief ：以熱隔離的方式替代焊盤。 Anti Pad ：與正片的焊盤相對，為負(fù)片的焊盤，一般為圓圈，用于阻止 引腳與周圍的銅箔相連。 Shape:如果焊盤的形狀為表中未列出的形狀，則必須先在Allegro中用生成Shape的方式產(chǎn)生焊盤的外部形狀，在焊盤編輯器中調(diào)用Shape來生成焊盤。【Padstack Layers 】欄中列出各項的物理意義: BEGIN LAYER定義焊盤在PCB板中的起始層，一般只頂層。 END LAYER定義焊盤在PCB板中的結(jié)束層，一般指底層。 DEFAULT INTERNAL定義焊盤在PCB板中處

8、于頂層和底層之間的各層。 SOLDERMASK_TO定義為與頂層銅箔焊盤位置的去阻焊窗。 SOLDERMASK_BOTTOM義為與底層銅箔焊盤位置的去阻焊窗。 PASTEMASK_TO定義為與頂層焊盤位置的涂膠開窗，此功能用于PCB板的鋼網(wǎng)加工。 PASTEMASK_BOTTOM義位于底層焊盤位置的涂膠開窗，此功能用于PCB 板的鋼網(wǎng)加工。2、SMT旱盤設(shè)計下面以一個例子來說明SMT旱盤創(chuàng)建的方法。在圖6_2中，在【Type】欄選 擇“ Single ”選項，單位和精度設(shè)計者可以自己選擇，在這里我們將【 Units 】 設(shè)置為“ Millimeter ”，【Decimal places 】設(shè)置

9、為 2。因為表面貼焊盤無鉆孔， 故鉆孔參數(shù)【 Drill/Slot hole 】和鉆孔符號【 Drill /Slot symbol 】不定義。 切換到【 Layers 】選項卡，進(jìn)行電路板各層焊盤的設(shè)計，此處以建立一個外 形為長方形，寬為0.6mm長為2.20mm的表面貼焊盤為例：1、用鼠標(biāo)激活【 BEGIN LAYE】R 層【Regular Pae】欄設(shè)置：【Geometry】欄為“Rectangle ”，【W(wǎng)idth】欄為“0.60”， 【Height 】欄為“2.20”；Thermal Relief 】欄：【Geometry】設(shè)置為“ Rectangle ”，【W(wǎng)idth】設(shè)置 為“ 1

10、.00”，【Height 】設(shè)置為“ 2.60 ”；【Anti Pac】欄：【Geometry】欄設(shè)置為 “Rectangle ”，【W(wǎng)idth設(shè)置為 “1.00”， 【Height 】設(shè)置為“ 2.60”。2、定義焊盤的阻焊開窗，用鼠標(biāo)激活【S0LDERMASK_TOP，進(jìn)行如下設(shè) 置：【Regular Pad】欄：【Geometry】設(shè)置為 “Rectangle ”，【W(wǎng)idth設(shè)置為“0.80”， 【Height】設(shè)置為“ 2.40”。3、 定義位于頂層焊盤位置的涂膠開窗，用鼠標(biāo)激活【PASTEMASK_TOP進(jìn) 行如下設(shè)置?！綬egular Pad】欄：【Geometry】設(shè)置為 “R

11、ectangle ”，【W(wǎng)idth設(shè)置為“0.60”， 【Height】設(shè)置為“ 2.20”。仔細(xì)檢查焊盤所有的屬性以及尺寸， 確認(rèn)無誤后保存設(shè)計。 至此，一個表面 貼焊盤就設(shè)計完成。3、通孔焊盤設(shè)計根據(jù)前面所述內(nèi)容，啟動焊盤設(shè)計器，這里我們以創(chuàng)建一個內(nèi)孔直徑為1.00mm外徑為1.80mm的通孔為例。 在焊盤設(shè)計器【 Parameters 】選項卡中，我們進(jìn)行如下設(shè)置：1、定義焊盤類型【Type】為“Through”。2、 定義所用的單位及精度，【Units 】設(shè)置為“ Millimeter ”，【Decimal places 】設(shè)置為“ 2”。3、定義鉆孔參數(shù)【Drill/Slot hol

12、e ，【Plati ng】設(shè)置為“ Plated ”，【Drill diameter 】設(shè)置為“ 1.00”，偏置都設(shè)置為 0。4、定義鉆孔符號【 Drill/Slot symbol 】，【Figure 】設(shè)置為“ Circle ”。 切換到【 Layers 】選項卡，進(jìn)行如下設(shè)置：1、定義焊盤的頂層，用鼠標(biāo)激活【BEGIN LAYER層，進(jìn)行如下設(shè)置：【Regular Pad】：Geometry設(shè)置為“ Circle ”，【W(wǎng)idth】設(shè)置為“ 1.80”， 【Height】設(shè)置為“ 1.80”。Thermal Relief : Geometry設(shè)置為 “ Circle ”，【W(wǎng)idth 設(shè)

13、置為 “ 2.60”， 【Height 】設(shè)置為“ 2.60”?！続nti Pae】:Geometry設(shè)置為 “ Circle ”，【W(wǎng)idth 設(shè)置為 “2.60 ”，【Height 】 設(shè)置為“ 2.60”。2、定義默認(rèn)的中間層，用鼠標(biāo)激活【DEFAULT INTERNAL設(shè)置如下：【Regular Pac】：Geometry設(shè)置為“ Circle ”，【W(wǎng)idth】設(shè)置為“ 1.60”， 【Height】設(shè)置為“ 1.60”。Thermal Relief : Geometry設(shè)置為 “ Circle ”，【W(wǎng)idth 設(shè)置為 “ 2.30”， 【Height 】設(shè)置為“ 2.30”。【A

14、nti Pae】：【Geometry】設(shè)置為 “Circle ”,【W(wǎng)idth】設(shè)置為 “2.30 ”，【Height 】 設(shè)置為“ 2.30 ”。3、定義焊盤的底層，用鼠標(biāo)激活【END LAYER進(jìn)行如下設(shè)置：【Regular Pad】：【Geometry】設(shè)置為“ Circle ”，【W(wǎng)idth】設(shè)置為“ 1.80”， 【Height】設(shè)置為“ 1.80”。Thermal Relief 】：【Geometry】設(shè)置為 “Circle ”，【W(wǎng)idth設(shè)置為 “2.60”， 【Height】設(shè)置為“ 2.60”。【Anti Pad】：【Geometry】設(shè)置為 “Circle ”，【W(wǎng)idt

15、h設(shè)置為 “2.60 ”，【Height 】 設(shè)置為“ 2.60 ”。4、定義焊盤的頂層阻焊開窗，用鼠標(biāo)激活【SOLDERMASK_TO進(jìn)行如下設(shè) 置：【Regular Pad】：Geometry設(shè)置為“ Circle ”，【W(wǎng)idth】設(shè)置為“ 2.00”， 【Height】設(shè)置為“ 2.00”。5、定義焊盤的底層阻焊開窗，用鼠標(biāo)激活【SOLDERMASK_BOTT層M進(jìn)行 如下設(shè)置：【Regular Pad】：Geometry設(shè)置為“ Circle ”，【W(wǎng)idth】設(shè)置為“ 2.00”， 【Height】設(shè)置為“ 2.00”。檢查通孔設(shè)計的屬性以及尺寸，確認(rèn)無誤后進(jìn)行保存，至此，通孔的設(shè)

16、計工 作已經(jīng)完成。4、盲埋孔設(shè)計盲埋孔主要用于高密度板設(shè)計，盲孔是指由頂層或底層到內(nèi)層的導(dǎo)電連接 孔，埋孔是指內(nèi)層之間的導(dǎo)電連接孔。這兩種孔必須創(chuàng)建后才能用在 PCB板的設(shè) 計中，不能將通孔作為盲埋孔使用。盲孔的創(chuàng)建：要創(chuàng)建一個盲孔，內(nèi)徑為 0.254mm外徑為0.55mm盲孔與通 孔的創(chuàng)建過程基本相同，其區(qū)別是層的設(shè)置不同，盲孔數(shù)據(jù)的設(shè)置如圖6_6所示。埋孔的創(chuàng)建：以創(chuàng)建一個內(nèi)徑為 0.254mm外徑為0.55mm的埋孔為例。由 于埋孔定義為內(nèi)層的連接，所以頂層和底層不定義，內(nèi)層定義兩層。用鼠標(biāo)右鍵 單擊區(qū)按鈕，在彈出的菜單中選擇【Insert】命令，插入一層，層名定義為 “SIGNAL,埋

17、孔層數(shù)據(jù)的設(shè)置如圖6_7所示。6_66_7二、創(chuàng)建元件封裝符號在電路設(shè)計中，要將原理圖設(shè)計變?yōu)榫唧w的器件物理連接，首先必須要創(chuàng)建 器件的物理符號，也就是器件的物理封裝。Allegro用封裝編輯器 AllegroLibrarian 來完成器件的圭寸裝設(shè)計。1、封裝編輯器Allegro 使用Allegro PCB Librarian來創(chuàng)建、編輯器件圭寸裝。啟動圭寸裝編輯器有兩種方法：1、點(diǎn)擊“開始/程序/Allegro SPB15.5.1/PCB Librarian ”;2、在創(chuàng)建的庫項目界面中，點(diǎn)擊“ PCB Symbol Editor ”，打開封裝編輯器，界 面如圖6_8所示。進(jìn)入Allegr

18、o工作界面之后，點(diǎn)擊“ File/New ”命令，出現(xiàn)【NeWDrawing】 對話框，如圖6_9所示。6_9首先要選擇想要創(chuàng)建新圖形的類型，如果要創(chuàng)建封裝，用鼠標(biāo)激活【Package Symbol】，在【Drawing Name欄輸入要創(chuàng)建新圖形的名稱，如果編輯一個現(xiàn)有 的封裝，單擊“Browse”按鈕，選中所要編輯的封裝名，打開即進(jìn)入Allegro PCB Libraria n 工作界面。創(chuàng)建封裝有兩種方法：1、手工創(chuàng)建，在圖6_9所示界面中選擇“ Package Symbol”打開，進(jìn)入手工創(chuàng)建封裝界面；2、利用向?qū)?chuàng)建封裝，在圖6_9所示 界面中選擇“ Package Symbol (

19、wizard )”打開，進(jìn)入利用向?qū)?chuàng)建封裝界面， 根據(jù)提示完成封裝的創(chuàng)建。2、手工創(chuàng)建一個 PCB元件此處以創(chuàng)建一個DIP28封裝為例來了解以下手工創(chuàng)建PCB元件的方法，該元 件共有28個管腳，分為兩列，每列14個，列間距為15.24mm (600mil )，同列 相鄰管腳之間的距離為2.54mm (100mil )，選用引腳的焊盤內(nèi)孔直徑為 0.8mm 焊盤外徑為1.3mm(1) 參數(shù)和界面設(shè)定在 Allegro Librarian 界面中，選擇【Setup /【Drawing Size 命令，彈 出【Drawing Parameters 對話框?！綯ype欄設(shè)置為“ Package”，【

20、User Units 欄設(shè)置為“ Mils ”在【DRAWINGXTENT欄填寫與器件封裝大小相一致的數(shù)據(jù)， 設(shè)置界面如圖6_10所示。6_10(2) 網(wǎng)格設(shè)定選擇【Setup / Grids 命令，進(jìn)行網(wǎng)格間距設(shè)定。由于在編輯過程中，一些命令的執(zhí)行與網(wǎng)格的最小間距有關(guān)，所以必須設(shè)定網(wǎng)格點(diǎn)的顯示參數(shù)。由于DIP28的管腳間距均為10mil的整數(shù)倍，所以可以將網(wǎng)格點(diǎn)相鄰間距設(shè)為 10mil， 設(shè)置界面如圖6_11所示。6_11(3) 放置焊盤左鍵點(diǎn)擊工具欄中的添加引腳按鈕 肚，控制窗口的【Options 面板如圖6_12 所示。6_12單擊【Padstack欄右側(cè)的，二!按鈕，彈出如圖6_13所

21、示的對話框，在此對 話框中，列出了焊盤庫中所有可用的焊盤， 用鼠標(biāo)選中所需的焊盤，點(diǎn)擊確定即 可。6_13焊盤選擇好之后，在工作界面中，所選擇的焊盤將粘貼在鼠標(biāo)光標(biāo)上跟隨光 標(biāo)一起移動，這時就可以放置焊盤了。放置焊盤有兩種方法：1、將光標(biāo)移動到需要放置焊盤的位置，單擊鼠標(biāo)左鍵即可以放置焊盤；2、在命令欄中輸入要放置焊盤的點(diǎn)坐標(biāo)，后面一種方法可以實現(xiàn)對焊盤的精確定位。提示：一般將器件的1管腳設(shè)定為方形管腳，用于標(biāo)志是第一管腳。在圖6_12所示界面中，【Qty】表示x或y方向上需要放置焊盤的數(shù)量， 【Spaci ng】表示相鄰焊盤的間距，【Order】表示焊盤排列的方向，對于 x方向 有左（Lef

22、t ）、右（Right），對于y方向有上（Up）、下（Down。器件的坐標(biāo)原點(diǎn)一般有兩種用法： 1、將坐標(biāo)原點(diǎn)定于器件的第一管腳； 2、 將器件的坐標(biāo)原點(diǎn)定于器件的幾何中心。 在此處我們將器件的坐標(biāo)原點(diǎn)定于第一 管腳處，在命令欄種輸入“ x 0 y 0 ”命令回車，完成了第一個管腳的添加。接下來選擇228管腳所用的焊盤類型，并改變【Qty】數(shù)據(jù)，如圖6_14 所示。6_14接下來在命令欄中輸入 2管腳的坐標(biāo)回車， 至此，器件的左列焊盤已經(jīng)放置 完畢。然后進(jìn)行器件右列焊盤的放置， 對控制窗口參數(shù)進(jìn)行修改， 設(shè)置完畢的參數(shù) 如圖 6_15所示。6_15接下來在命令欄輸入 15管腳的坐標(biāo)，按回車鍵，

23、至此，完成了器件所有管 腳的添加。（ 4）改變焊盤序號文字大小 前面放置焊盤時，放置焊盤控制窗口中的【 Text block 】欄對焊盤序號文字 的大小予以定義， 為1號字體， 設(shè)計者可以根據(jù)自己的需要和習(xí)慣進(jìn)行修改。 選 擇【Setup】/【Text Sizes】選項，會彈出如圖6_16所示的對話框，在對應(yīng)的 欄中改變相應(yīng)的參數(shù)，即可改變字體的大小。6_16（ 5）改變焊盤序號 焊盤序號必須與原理圖庫中對應(yīng)器件的引腳序號一致， 否則就不能將兩者聯(lián) 系在一起。 有時可能需要改變個別引腳焊盤的序號， 這時， 只要對焊盤的序號予 以編輯調(diào)整即可。選擇【Edit】/【Text】命令，然后用鼠標(biāo)左鍵單

24、擊需要編輯 的焊盤，則對應(yīng)的焊盤顯示如圖 6_17所示，然后在命令欄中鍵入新的序列號按 回車鍵就完成了焊盤序號的修改。6_17（ 6）編輯焊盤 在放置完焊盤后，如果覺得選用的焊盤不合適，可以隨時對焊盤進(jìn)行編輯。 菜單欄中的【Tools】/【Padstack】子菜單中有四個選項可編輯或修改焊盤，如 圖 6_18 所示。6_18 【Modify Design Padstack 】：用于修改設(shè)計中使用的焊盤 【Modify Library Padstack】：用于修改庫中的焊盤【Replace】：用于替換設(shè)計中的焊盤 【Refresh 】：用于刷新設(shè)計中的焊盤（ 7 ） 繪制絲印外框焊盤放置完后，還

25、需要繪制絲印外框。DIP28器件的絲印外框與器件的實體 大小相一致。 另外還需要繪制器件的缺口以表示器件的方向。 首先確定絲印的拐 點(diǎn)坐標(biāo)，由于坐標(biāo)原點(diǎn)定在器件的 1管腳，則器件的中心線位于x二300的位置 上，圓弧的直徑設(shè)為 200，絲印的起始點(diǎn)為（ 200， 100） ，結(jié)束點(diǎn)為（400， 100）。選擇【Add /【Line】命令，在控制窗口選擇相應(yīng)的類（PACKAGGEOMETRY 和子類(SILKSCREEN_T)P修改線寬，設(shè)置如圖6_19所示。6_19在命令欄輸入每個拐點(diǎn)的坐標(biāo)：(x 200 y 50 ) ( x 50 ) ( y 1350)x 550)f( y 50) ( x

26、400),每次輸完坐標(biāo)點(diǎn)后都要按回車鍵，AllegroLibrarian根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)的位置自動畫線，當(dāng)某一坐標(biāo)不變時，不用輸入其坐標(biāo)， 畫完最后一點(diǎn)時，在工作區(qū)域內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇【Dond命令，外框的直線部分繪制完畢，結(jié)果如圖 6_20所示。選擇【AdcU /【Arc w/Radius】命令，控制窗口的類和子類設(shè)置參數(shù)不變， 在命令欄輸入坐標(biāo)(x 300 y 100 ) ( x 200 )，用鼠標(biāo)將弧線連到直線的結(jié)束 點(diǎn)并結(jié)束命令即可，效果如圖6_21所示。6_206_21至此，絲印框繪制完畢。(8) 加入絲印文字絲印外框繪制完畢后，器件封裝的設(shè)計工作還沒有結(jié)束，還必須給器件封裝 加位號符號。位號符號是指用某個字母符號統(tǒng)一表示某一類器件，如習(xí)慣用R表示電阻，用C表示電容等。DIP封裝為集成電路，這里用D表示。單擊菜單欄 中的一空，在控制窗口的【Options】面板修改類和子類，如圖6_22所示6_22在器件旁邊鍵入D*字符并結(jié)束命令。(9) 定義元件限高Allegro使用“ place bound”子類對器件進(jìn)行三維