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PCB Layout从零开始

  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600X1000mm,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O16.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 koooooo
  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。
  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。