PADS制作4层PCBA板的练习.docx

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PADS制作4层PCBA板的练习

PADS制作4层PCBA板的练习

 在这里使用Orcad和PADS9.3来进行4层板的PCBA制作。

线路图参看博文“Allegro制作4层PCBA板的练习-非接触式传感器”

 步骤一：

软件的安装

首先是关于安装，由于是来自不同家的软件，在license方面为存在冲突，不过据说Allegro16.5和PADS9.3共同安装不会产生冲突。

Allegro16.5和之前的版本不同，16.5开始使用用户变量存放allegro的路径，系统变量存储mentor路径，这样不会打架；之前的版本都是用的系统变量，如果出现mentor的变量在前面，会无法开启allegro。

我的方法是先装ALLEGRO再装PADS.如果要先PADS的话，你装好PADS后，在环境变里找到“PATH=****”这一项，然后先把路径容复制起来，等装完ALLEGRO后再把这些粘贴到新的“PATH=****”里面就可以了。

PADS9.3的认识

PADS9.3的界面 

A.系统预设线宽设置

B.整个板子Top正面限高及Bot背面限高

C.DefaultFont：

设置预设字型

D.一般文字线宽（LineWidth）与大小（Size）

E.元件编号（ReferenceDesignators）的线宽（LineWidth）与大小（Size）

F.HatchView

在文件中的RMB是指RightMouseButton（点鼠标右键）

绘制板框

元件库

选择焊盘，RMB（鼠标右键）-STEPandRepeat，可以对该焊盘进行复制。

若选择Polar,可以将该PAD围成一圆形。

在现有封装的基础上，改变焊盘

选择该封装-RMB-EditDecal,选择需要改变的焊盘，RMB-Properties...,点击PadStack,在PadStackProoperties对话框中可以选择或者改变自己所需要的焊盘。

File-SaveDecalAs...,可以将新焊盘重新命名并保存到自己的库中。

选择零件-RMB-SavetoLibrary,可以将该零件保存到自己的库中，如下图。

规则设置

铺铜设置

以上图片摘自泓泰的PADS9.3LAYOUT , 由于本人是菜鸟，刚刚接触PADS9.3，故下载了些相关资料对其做了相关了解。

更多信息请查看后面的相关资源。

以下我们正式开始起航我们的4层板的PCBA制作吧。

步骤一：

创建封装

  除了标准的0402封装的电阻电容以及标准的SOP-8封装的LMP7702，我们需要建立的封装还有4PIN的连接器CON4_146X50。

Active触点（18个小触点，1个大触点（该触点在做PAD时添加对绿油的覆盖）），另外关于板边的shileld所添加的过孔我们以创建零件的方式来实现.

首先创建一个属于自己的库，以便在新建立的库中调用新建立的零件。

File-Library,在LibraryManager对话框中，点"CreateNewLib...".在这里我命名为PADS_David_lib.pt9。

创建连接器，

进入封装编辑器，Tools-PCBDecalEditor,打开工具栏中的DraftingToolbar，选择Terminal工具,弹出AddTerminals对话框，选择ok,并放置焊盘。

选中该焊盘，RMB-Padsstacks...,编辑焊盘。

在这里我们要建立的是一个长宽分别为98.43mil,23.62mil的贴片方型PAD。

在分别向下和向右新增焊盘。

选中焊盘-RMB-StepandRepeat...-

焊盘添加完毕，开始添加丝印，选择2DLine,并在指定位置绘制（可通过快捷命令s定位，w定义线宽）

以上是通过手工的方式生成的封装，当然我们也可以Wizard（向导）来生成。

保存封装到指定零件库。

File-SaveDecal, 

创建Active大触点

进入封装编辑器，Tools-PCBDecalEditor,

创建新的封装，File-NewDecal。

进入封装编辑器，Tools-PCBDecalEditor,打开工具栏中的DraftingToolbar，选择Terminal工具,弹出AddTerminals对话框，选择ok,并在原点放置焊盘（s00）。

或者随意放置，后续可以通过RMB-Properties...,调整该焊盘的放置位置。

选中该焊盘，RMB-PadsStacks...,编辑焊盘。

在这里我们要建立的是一个直径为1.524mm（60mil）的圆形PAD。

建立圆形PAD完毕，可以添加直径为铜皮

Tools-Options,在Designunits中可以选择需要的单位。

（查看铜皮尺寸的方法：

RMB-SelectText/Drafting,选择铜皮边缘，RMB-Properties...,即可。

Copper-RMB-Circle,绘制圆形铜皮

保存封装到指定零件库。

File-SaveDecal, 

创建板添加有过孔的shileld （过孔为C0.5D0.3或C20D12）

要求：

以原点为圆心，半径为563mil,共100个焊盘数量

首先将焊盘放置于（563，0）的位置，选择该焊盘，RMB（鼠标右键）-STEPandRepeat，选择Polar, 对该焊盘进行复制。

保存封装到指定零件库并命名为A100_C20D12。

File-SaveDecal, 

ICLMP7702封装的创建

在这里，我们既可以手动创建它，也可以wizard向导来创建，当然由于此零件在其它PCB文件中已有运用，我们可以将其另存到我们指定的库中。

打开具有此零件封装的PCB，RMB-SelectComponents,选中我们需要的焊盘后，RMB-EditDecal,进入了封装编辑器，直接File-SaveDecalAs...,如下图，我们可以在Library栏调整到我们需要保存的库路径中，NameofPCBDecal中可以重新命名该零件的封装。

步骤二：

创建板框及加载网络表

创建板框

板框我们既可以自己绘制也可以通过导入外部的dxf 

导入外部dxf的方法：

选择工具栏中的DraftingToolbar,再选择其下的importdxffile工具，选择所需的DXF外框文件即可。

在这里我们的板框比较简单，只是一个以原点为圆心，半径为591mil的圆。

选择工具栏中的DraftingToolbar,再选择其下的BoardOutlineandCutout工具,RMB-Circle,

s（00）定位原点为圆心，s（591,0）,定义圆半径为591mil.（可以通过pageup/down精确定位）

注意：

对于板框，我们可以选择selectBoardoutline后，通过DimensionToolbar量测其尺寸。

如果需要添加无网络特性的通孔。

我们可以用2DLine在指定位置绘制所需要的通孔，而后RMB-Properties,修改2DLine的Type为BoardCutOut,Width可以设置为5mil,Layer设置为AllLayers,OK即可，后续铺铜的时候会自动回避该通孔。

 加载网络表

  由于我们的线路是采用ORCAD，而PCBA的制作用的是PADS9.3，在用ORCAD生成网络表的时候需要注意。

 进入ORCAD界面，Tools-CreateNetlist...,进入Other界面。

在Formatters中我们选择orPadspcb.dll（Allegro16.3）,生成的网络表为ECG_LMP7702_SENSOR_PADS.NET，我们将后缀.NET修改为.asc,即ECG_LMP7702_SENSOR_PADS.ASC

系统默认为,请将后缀,net修改为,asc,否则PADS不认可。

网络表生成完毕，我们开始加载它。

打开PADSLAYOUT，File-Imort...,选择刚刚我们生成的网络表 ECG_LMP7702_SENSOR_PADS.ASC

步骤三：

加载零件

 首先要确保零件库中零件的名称与ORCAD中的封装保持一致。

网络导进来后，其零件也跟随着导进来。

导入网表后出现如下错误。

 Can'tfindpartTypeitem

J2       A100_C20D12

Can'tfindpartTypeitem

U1       SO8_50MIL

原因分析，生成零件的时候没有同时生成PartType,以A100_C20D12为例。

我们可以进入封装编辑器，Tools-PCBDecalEditor,打开A100_C20D12的封装，并保存其PartType.

退出封装编辑器，重新导入网表，效果如下图。

步骤四：

叠层及其过孔的设置

 关于叠层，共4层板，Sensor层即ACTIVE层被Shileld层所包裹，TOP层为零件层

 关于过孔，shileld和active均使用通空;TOP层所打的过孔为盲孔（V1-2）

设置叠层，Setup-LayerDefinition...,点modify,设置为4，OK，再OK即可。

在Name中我们可以对各层重新命名。

设置过孔，Setup-PadStacks..., 

在Setup-DesignRules...-Default-Routing中，我们可以观察到说设置的叠层结构和所添加的过孔。

步骤五：

布局

 按照走线最短和零件集中的原则进行布局，另外将4P连接器放置偏远点，其它零件集中以加屏蔽盖。

 PADS移动元件时的相关设置与命令。

将零件从一面（如TOP面）移至另一面（如BOT面），选种零件-RMB-FlibSide.

将零件精确定位：

选种需要移动的零件，RMB-Properties,

将12个小触点排列在以原点为圆心，直径为865mil的圆上。

将6个小触点排列在以原点为圆心，直径为375mil的圆上。

可以先绘制草图，也可以先计算这12个点（6个点）的坐标位置，而后分别将小触点放置对应位置。

在这里我们的线路图是18个独立的触点，在这里我们可以按照下面制作零件的方式来确定他们各自的坐标点，这样相较于绘制草图来讲会比较精准快捷。

当然更为方便的方法是，可以先将这18个触点整体封包成一个零件，如下图所示。

网络线不显示的设置

Setup-DisplayColors-connection的颜色选择和背景颜色一样就不显示了

以下为布局后的效果图

步骤六：

布线

 走线集中在TOP层，BOT层不允许有走线。

只有一个仅有的过孔（通孔）连到TOP层。

另外4P连接器到屏蔽盖零件的走线通过TOP到第二层的埋孔来连接。

PADS走线时的相关设置与命令。

设置网络颜色

改变走线线宽

添加过孔

一般我们用L+#+Enter比较多，比如切换到第2层，走线时，直接输入快捷命令l2,再Enter即可。

而且我们常用L+#+Enter来切换层。

改变过孔类型：

使用快捷键V，在按Enter,将弹出vias对话框，此时我们可以选择走线过程中的过孔类型。

设置过孔对：

Setup-DrillPairs

查看间距

步骤七：

铺铜

 铺铜的相关设置与命令，

工具栏

走线完毕，开始铺铜

选择工具栏CopperPour,RMB-Circle, 圆心为原点s（0,0）,在采用Flood即可进行铺铜。

注意

1.若要删除pouroutline,可使用快捷命令po

2.有时我们会发现在GND层没法灌铜（copperpour），那时因为我们没有地网络从TOP层连到GND层，我们可以打个过孔来实现。

3.铺铜时与相同网络过孔的连接

 如L3，所铺的网络为shieled,周边过孔所用的网络也为shieled,如果按照前面的方法可能无常铺出铜箔。

选择工具栏CopperPour,RMB-Circle, 用（CopperPour）绘制一个圆心为原点s（0,0），半径大于outline的闭合区域。

在AddDrafting中选择SHILELD网络后，再选择Options，勾选Floodovervias.在采用Flood即可进行铺铜（也即覆盖过孔进行灌铜）。

绘制SolerMaskTOP线条

覆铜（copper）灌铜（copperpour）以及Plane（平面层） 

贴铜（Copper）功能 

贴铜/覆铜Copper与灌铜CopperPour的不同点在于，画完Copper的外形框之后，对其部全部铺铜，而不避让任何的网络和元件等等目标；而CopperPour的外形框完成之后，进行Flood，它将以完全间距的距离避开不同网络的焊盘、过孔等目标，而对于同一网络的目标，采用花孔或者Floodover进行连接。

覆铜（copper）：

绘制一块实心铜，从而将覆盖区域所有的连线和过孔连接起来，而不会考虑是否属于一个网络。

用途：

芯片需要大面积覆铜来散热。

电源连接处需要尽可能的宽，可以同覆铜来实现。

不具备自动避让功能。

noplane灌铜（copperpour）：

仅仅连接有相同网络的过孔，可以通过这个来连接，用于noplane的。

具备自动避让功能的。

必须使用铺铜的命令（COPPERPOUR），用法同外层线路，不会自动移除独立焊盘，可走线，不可以在大块铜皮上进行其他网络的分割。

也就是说不能出现大块铜皮包围小块铜皮的现象。

可以走线。

split/mixed（分割平面层）：

用于split/mixed平面类型的，用Planeconnect来进行连接。

必须使用层分割命令（PLaneAREA），可自动移除层独立焊盘，可走线，可以方便的在大片铜皮上进行其他网络的分割，层分割的智能化较高。

可以走线。

PADS中Flood和Hatch的区别  

flood比较正确的说法应该叫灌铜，是指对用（CopperPour）画幅出来的闭合区域根据设定规则进行铺铜的一个动作。

而铺铜是指用Copper手动画铜皮。

如何修剪铜皮

首先用2DLine绘制需要削减的区域，

再选择2DLine，RMB-Properties,将2DLine的Type修改为CopperCutOut.

注意：

绘制完闭合的CopperCutOut后，需要重新铺下铜

如何处理丝印

步骤八：

验证设计资料

首先验证设计资料DesignVerification

Tools-VerifyDesign-Clearance

步骤九：

生成钻孔文件和光绘文件

File-Report

File-CAM

添加TOP层

添加Drill层

钻孔文件*.drl的生成

在DefineCAMDocuments中点击Add,DocumentName中选NCDrill,其默认只有Throughvias,若有盲埋孔，

可在AddDocument中点击Options,勾选Partialvias,并在DrillPair中选择。

如果Drill层有不同类型的过孔，我们可以生成多个Drill层以区分，如下图所示。

添加钻孔标注文件

依次添加钻孔标注文件，Drill-Top,Drill-L1,Drill-L3,Drill-Bot

出gerber的层数及命名规则

TSMD-正面钢网层

TSILK-正面丝印

TMASK-正面漏铜层

L1-Ln

BSMD-背面钢网层

BSILK-背面丝印

BMASK-背面漏铜层

drill_drawing

NC_drill

（a）TOP：

 （走线层,包括电源和地）

PADS：

BoardOutline/Pads/Traces/Vias/Copper

（b）GND：

BoardOutline/Pads/Traces/Vias/Copper

（e）VCC:

 BoardOutline/Pads/Traces/Vias/Copper

（f）BOTTOM：

BoardOutline/Pads/Traces/Vias/Copper

（g）SILKSCREEN_TOP：

（丝印层）

TOP:

Ref.Des, （注意：

要将默认的PartTypes取消）

SILKSCREENTop:

BoardOutline/Text/Lines/Outlines/Ref.Des

（h）SILKSCREEN_BOTTOM：

BOT:

Ref.Des, （注意：

要将默认的PartTypes取消）

SILKSCREENBottom:

BoardOutline/Text/Lines/Outlines/Ref.Des

（i）SOLDERMASK_TOP：

（阻焊层，PCB不上绿油,即露出铜皮的部分）

TOP:

Pads,TestPoints

SolderMaskTop:

BoardOutline/Pads/Lines /Copper

（j）SOLDERMASK_BOTTOM：

BOT:

Pads,TestPoints

SolderMaskBottom:

BoardOutline/Pads/Lines/Copper

（k）PASTEMASK_TOP：

（forSMT）（钢网层，SMD元件表面贴装时要根据这一层涂锡膏）

TOP:

Pads

Paste MaskTop:

BoardOutline/Pads/Copper/Lines/Text

（l）PASTEMASK_BOTTOM：

BOT:

Pads

PasteMaskBottom:

BoardOutline/Pads/Copper/Lines/Text

（m）NCDRILL1-4：

鉆孔層

NCDrill:

PlatedPins,Non-PlatedPins

Throughvias;

（n）NCDRILL1-2：

鉆孔層

NCDrill:

PlatedPins,Non-PlatedPins

Partialvias:

TOP-GND

（o）DRILLDRAWING：

鉆孔标注文件Drill-Top

DrillDrawing:

（Board）

Top:

Pads,vias,lines,text

DrillDrawing:

lines,text

依次添加钻孔标注文件，Drill-Top,Drill-L1,Drill-L3,Drill-Bot

输出格式的设置