原创跟我一起从零开始学习PCB Layout

 2008-12-9 10:47  1825 2 2 分类: PCB

跟我一起从零开始学习PCB Layout
没有学过PCB Layout大家跟我从零开始。(话题只集中在PCB Layout层面上)
一个简单的问题，我从什么地方开始？问题很简单，但回答起来比较复杂。
首先要了解一些基础知识，上一篇有讲过一些，这一次是细化一点。常用的软件：allegro ,
powerpcb , protel , orcad等，这些相关的软件，比如cadence PSD从画电路图到仿真工具都有包括。采用的环境通常在PC window下即可。(各软件的介绍，请参阅相关资料)。
在开始PCB Layout之前，就要对PCB有足够的了解了。
PCB 板材，规格，当前的工艺水平
PCB 器件资料，比如封装及相关尺寸
PCB 器件摆放与连接，比如一些特殊的器件等如何放置
PCB 布线规则和标识
这些说白了就是用哪些器件，如何接线，放置在何种主板上。
以下作详细说明：
一、 PCB 板材
　　常见基板板材有：FR-- 4(环氧树脂/玻璃纤维)，铝基板，陶瓷基板，纸芯板，高TG(玻璃材料跳变温度)值板材，以及高频板，混和多层板等。通常工厂会给出可生产的最大与最小尺寸，比如最大600X<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1000mm，最小2X10mm等。如果是多层板，会有板的层数，板厚度的限定(厚度通常2-6mm)。其他还有基板的形状是多种多样的，比如常见的主板，显卡，手机板等。还有如排线之类的设计柔性材料的变化等。这些材料的选用与产品及成本相关。
二、器件资料
从orcad 画原理图，然后转出allegro netlist。在orcad-capture中双击器件可以属性中看到
pcb footprints(零件封装)假设为SO16，在source package(目标器件)假设为HEF4051B。体现在netlist中为 SO16 ! HEF4051B : U01 ，从capture-allegro netlist命令从原理中产生device file。比如SO16.txt 其中会说明器件，pin脚及相关信息。SO16指封装形式，而HEF4051B为真正的器件。
常见封装形式：DIP双列直插封装,QFP方形扁平封装,SOP小型外框封装,PLL有引线芯片载
体,BGA球栅阵列封装等，详细说明请参阅另一篇“封装型式简介”。
器件标识：
美国英特奇INTECH ： A
美国通用仪器 GENERAL INSTRUMENTS ： AY
美国无线电 RCA ：CA CAW CD
美国仙童 FAIRCHILD ：F FCM CD
美国德州仪器TEXAS INSTRUMENTS ：AC
美国模拟器件 ANALOG DEVICES ：AD
荷兰飞利浦 PHILIPS ：ESM EFB CA HEF
法国汉姆逊 THOMSON-CSF ：EF EFA EGC
日本索尼 SONY ： CT CX CXA KC BX
日本日立 HITACHI ：HA HD HM HZ
日本夏普 SHARP ：IR IX
日本松下 PANASONIC ：DBL AN
韩国三星 SAMSUNG ： KDA KA KB
韩国金星 GOLD STAR ：GD GL GM
其他请参阅相关资料。
以HEF4051B为例，是荷兰飞利浦公司的器件，就到该公司网站找到相关的文档(package
outline/date sheet)，通常为pdf档，其中会对封装有详细的描述。
你还可以从PCB生产厂商那里得到他们的生产能力，通常会讲到如能达到的尺寸与可用的材料等。
根据你所得到的数据来设计焊盘，联接孔。Cadence PSD中用pad designer来设计。
上图为pad stacks 结构。Pad的类型有五种分类：
1,regular ：实心图形positive pad(black)，可以是圆形，方形，椭圆几种。
2,thermal ：relief 花形的图形，代替规则的pad以更好的散热。
3,anti pad ： negative pad (clear) ，通常为方形中切去圆形，防止pin连接到其他的金属层。
4,shapes ：用户自定义图形
5,flash ：用户自定义孔径
Via 称为导通孔，如果穿过整个板层的为through via，如果仅在一个表面出现为blind via，如果在内部(两个表面均看不到)为buried via。
用pad designer 设定出来的焊盘与导通孔，将会在建symbol时用到。启动allegro ->new->package symbol(wizard)，输入相应器件的尺寸，类型及以前设定的焊盘。(注意：应对第1个pin要作标识)，然后就会生成出与器件相对应的symbol，这些symbol的名称要与pcb footprints名称相一致，以便在分配名称时不会出错。(保存为.dra文件)
启动allegro->new->board 产生一个主板文件，用线画出板的形状，并分配好keepin router/package 设定为摆放与布线的区域，保存为.brd文件。然后import-logic读入从orcad 输出的allegro netlist。(如果出现非法字符在单引号引起来，括号为注释)。
输入成功后，即可进行器件摆放(place manual )，并用logic- >logic-assign refdes 给器件进行点选命名，如果正确将出现飞线。摆放成功后，大家就可以参照高手们写的布线策略来进行布线和仿真了。
三、器件的摆放与连接
器件的放置考虑点相对来说，也是很多的，比如考虑进板的方向，器件功能及相关干扰，特殊器件的摆放，器件的散热，便于布线等方面。
四、布线规则与标识这方面有许多方面的资料可供参考。