Allegro器件封裝設(shè)計(jì)

1、PCB零件封裝的創(chuàng)建孫海峰零件封裝是安裝半導(dǎo)體集成電路芯片的外殼，主要起到安裝、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能的作用，它是芯片內(nèi)部電路與外部電路的橋梁。隨著電子技術(shù)飛速發(fā)展，集成電路封裝技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)，使得芯片內(nèi)部電路越來(lái)越復(fù)雜的情況下，芯片性能不但沒(méi)受影響，反而越來(lái)越強(qiáng)。在Cadence軟件中，設(shè)計(jì)者要將繪制好的原理圖正確完整的導(dǎo)入PCB Editor中，并對(duì)電路板進(jìn)行布局布線，就必須首先確定原理圖中每個(gè)元件符號(hào)都有相應(yīng)的零件封裝（PCB Footprint）。雖然軟件自帶強(qiáng)大的元件及封裝庫(kù)，但對(duì)于設(shè)計(jì)者而言，往往都需要設(shè)計(jì)自己的元件庫(kù)和對(duì)應(yīng)的零件封裝庫(kù)。在Cadence中主要使用Al

2、legro Package封裝編輯器來(lái)創(chuàng)建和編輯新的零件封裝。1、 進(jìn)入封裝編輯器要?jiǎng)?chuàng)建和編輯零件封裝，先要進(jìn)入Allegro Package封裝編輯器界面，步驟如下：1、 執(zhí)行“開(kāi)始/Cadence/Release 16.3/PCB Editor”命令，彈出產(chǎn)品選擇對(duì)話框，如下圖，點(diǎn)擊Allegro PCB Design GXL即可進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)。2、 在PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，執(zhí)行File/New將彈出New Drawing對(duì)話框如下圖，該對(duì)話框中，在Drawing Name中填入新建設(shè)計(jì)名稱，并可點(diǎn)擊后面Browse改變?cè)O(shè)計(jì)存儲(chǔ)路徑；在Template欄中可選擇所需設(shè)計(jì)模板；在Drawing

3、Type欄中，選擇設(shè)計(jì)的類型。這里可以用以設(shè)計(jì)電路板（Board）、創(chuàng)建模型（Module），還可以用以創(chuàng)建以下各類封裝：（1） 封裝符號(hào)（Package Symbol） 一般元件的封裝符號(hào), 后綴名為*.psm。PCB 中所有元件像電阻、電容、電感、IC 等的封裝類型都是Package Symbol；（2） 機(jī)械符號(hào)（Mechanical Symbol）由板外框及螺絲孔所組成的機(jī)構(gòu)符號(hào), 后綴名為*.bsm。有時(shí)設(shè)計(jì)PCB 的外框及螺絲孔位置都是一樣的, 比如顯卡, 電腦主板, 每次設(shè)計(jì)PCB時(shí)要畫一次板外框及確定螺絲孔位置, 顯得較麻煩。這時(shí)我們可以將PCB的外框及螺絲孔建成一個(gè)Mecha

4、nical Symbol, 設(shè)計(jì)PCB 時(shí), 調(diào)用Mechanical Symbol 即可。（3） 格式符號(hào)（Format Symbol） 由圖框和說(shuō)明所組成的元件符號(hào), 后綴名為*.osm。（4） 形狀符號(hào)（Shape Symbol） 用以建立特殊形狀的焊盤用, 后綴為*.ssm。像金手指封裝的焊盤即為一個(gè)不規(guī)則形狀的焊盤, 在建立此焊盤時(shí)要先將不規(guī)則形狀焊盤的形狀建成一個(gè)Shape Symbol, 然后在建立焊盤中調(diào)用此Shape Symbol。（5） 嚗光符號(hào)（Flash Symbol） 焊盤連接銅皮導(dǎo)通符號(hào), 后綴名為*.fsm。在PCB 設(shè)計(jì)中, 焊盤與其周圍的銅皮相連, 可以全包含

5、, 也可以采用梅花辨的形式連接, 我們可以將此梅花辨建成一個(gè)Flash Symbol, 在建立焊盤時(shí)調(diào)用此Flash Symbol。 其中Package symbol即是有電氣特性的零件封裝,其中Pad是Package symbol構(gòu)成的基礎(chǔ)。3、 選定設(shè)計(jì)路徑和名稱，而后選擇Package Symbol，點(diǎn)擊OK，則進(jìn)入Allegro Package工作界面如下圖。2、 創(chuàng)建元件封裝接下來(lái)就是創(chuàng)建元件封裝了，在Allegro Package工作界面下，可以用兩種方式進(jìn)行零件封裝的創(chuàng)建。1、 使用向?qū)?chuàng)建封裝零件有些比較常見(jiàn)的封裝類型，可以直接使用封裝向?qū)ackage Symbol（Wiza

6、rd）來(lái)設(shè)計(jì)零件封裝。具體步驟如下：（1） 在新建項(xiàng)目時(shí)，在New Drawing對(duì)話框中選擇Package Symbol（Wizard）； （2）點(diǎn)擊OK進(jìn)入Package Symbol Wizard界面， 選擇所需要的零件封裝，向?qū)е邪珼IP、SOIC、PLCC/QFP、PGA/BGA、TH DISCRETE、SMD DISCRETE、SIP、ZIP這些封裝類型，以選擇DIP封裝類型為例作封裝創(chuàng)建；（3）點(diǎn)擊Next，進(jìn)入Package Symbol Wizard-Template對(duì)話框，選擇封裝外形模板，可以使用用戶自定義模板（Custom Template），也可以使用軟件自帶默認(rèn)模

7、板（Default Cadence supplied Template），使用默認(rèn)模板時(shí)點(diǎn)擊下方Load Template即可加載默認(rèn)封裝模板；（4）點(diǎn)擊Next，進(jìn)入Package Symbol Wizard-General Parameters界面，在這個(gè)界面中確定封裝創(chuàng)建時(shí)的尺寸精度和它的標(biāo)識(shí)Reference；（5）點(diǎn)擊Next，進(jìn)入Package Symbol Wizard-DIP Parameters界面，這里選擇封裝引腳數(shù)、引腳尺寸以及封裝外形尺寸；（6）點(diǎn)擊Next，進(jìn)入Package Symbol Wizard-Padstacks界面，用以選擇封裝引腳（pins）和1號(hào)引腳（

8、pin 1）的焊盤規(guī)格； （7）點(diǎn)擊Next進(jìn)入Package Symbol Wizard-Symbol Compilation界面，來(lái)設(shè)置封裝定位原點(diǎn)，并確定是否完成封裝的自動(dòng)完成；（8）再下一步就是封裝創(chuàng)建向?qū)У腟ummary用以總結(jié)封裝創(chuàng)建，點(diǎn)擊OK則自動(dòng)創(chuàng)建Package Symbol。 這樣就用向?qū)Х奖憧旖莸貏?chuàng)建了新的零件封裝，以上向?qū)е谐霈F(xiàn)的集中比較常見(jiàn)的封裝類型都可以由向?qū)е苯觿?chuàng)建。其中如果焊盤不適合設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者也可以在Pad Designer中先設(shè)計(jì)好自己所需的焊盤，設(shè)計(jì)封裝時(shí)調(diào)用就可以了。2、 手動(dòng)創(chuàng)建封裝零件使用封裝向?qū)?lái)建立封裝快捷、方便，但是設(shè)計(jì)中所用到的封裝遠(yuǎn)不止向?qū)?/p>

9、中那幾種類型，設(shè)計(jì)者還需要設(shè)計(jì)許多向?qū)е袥](méi)有的封裝類型，手動(dòng)建立零件封裝時(shí)不可避免的。在PCB Editor中新建Package Symbol，在Allegro Package工作界面中手動(dòng)新建零件封裝。（1）基本設(shè)置：在建立封裝之前，先要設(shè)定頁(yè)面的基本情況，執(zhí)行Setup Parameters命令，彈出Design Parameters Editor對(duì)話框，選擇Design選項(xiàng)如下圖。 其中Command Parameters標(biāo)簽內(nèi)容用以設(shè)置繪圖精度、頁(yè)面尺寸、設(shè)計(jì)原點(diǎn)和設(shè)計(jì)類型；Line Lock標(biāo)簽內(nèi)容用以設(shè)置繪圖時(shí)的走線屬性；Symbol標(biāo)簽內(nèi)容用以設(shè)定封裝高度和擺放默認(rèn)角度；Para

10、meter Description用以總體描述。（2）設(shè)置柵格點(diǎn)：柵格點(diǎn)的設(shè)置是很重要的，無(wú)論封裝建立還是PCB設(shè)計(jì)。如果柵格點(diǎn)過(guò)大，可能會(huì)出現(xiàn)封裝引腳相距過(guò)遠(yuǎn)或PCB有時(shí)無(wú)法正常走線等問(wèn)題。執(zhí)行Setup/Grid命令，彈出Define Grid對(duì)話框，如下圖。在對(duì)話框中設(shè)定電氣層、非電氣層、頂層和底層設(shè)計(jì)中的橫向、縱向柵格點(diǎn)間距，便于以后的設(shè)計(jì)。（3） 添加引腳：執(zhí)行Layout/Pins命令，再點(diǎn)擊右邊Options窗口，對(duì)里面Connect選項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，以確定引腳排列方式。Padstack選擇引腳對(duì)應(yīng)焊盤類型，點(diǎn)擊后面瀏覽按鈕選擇庫(kù)中焊盤；Copy mode選擇Rectangula

11、r；X、Y右側(cè)設(shè)定X、Y方向上引腳的數(shù)量、間距和增量方向；Rotation中設(shè)定引腳放置的角度；Pin#設(shè)定每次畫引腳時(shí)的起始編號(hào)；Inc設(shè)定引腳編號(hào)增量；Text block設(shè)定引腳編號(hào)字體；Offset X、Offset Y設(shè)定引腳編號(hào)文字相對(duì)于原點(diǎn)的偏移量。完成引腳的基本設(shè)定后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸和原點(diǎn)設(shè)置，計(jì)算好引腳開(kāi)始坐標(biāo)，而后在命令框中輸入該坐標(biāo)（如：x -50 50），則引腳按照基本設(shè)定排列，從該起始點(diǎn)依次放置，再按照這樣的步驟放置好其它引腳，完成引腳的放置，如下圖。（4） 添加封裝外形引腳放置完成后，需要添加零件的封裝外形，其中有幾個(gè)重要的外形是必須要添加才能完成封裝，建立Symbo

12、l。執(zhí)行Add/Line、Add/Rectangle等添加外形的命令，而后在Options窗口選擇不同的類可以做出不同層的外形：選擇Package Geometry和Assembly_Top，如下圖，再做出Assembly_Top的封裝外形，可以手動(dòng)畫出外形，也可以在命令欄中輸入x a b的命令，以確定外形走線起始點(diǎn)和終點(diǎn)，從而畫出外形圖；選擇Package Geometry和Silkscreen_Top，如下圖，則可以作出絲印層外形尺寸。（5） 添加標(biāo)示符放置好元件封裝的Assembly_Top層和Silkscreen_Top層的標(biāo)示符。執(zhí)行Layout/Labels/RefDes命令，然后

13、再Options窗口，選擇與上面對(duì)應(yīng)的類和子類，選擇Package Geometry類，選擇Assembly_Top和Silkscreen_Top子類，可以分別對(duì)封裝的這兩層進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并可設(shè)定標(biāo)識(shí)字體尺寸。（6） 添加元件安裝外形以上Package Geometry類中Assembly_Top層和Silkscreen_Top層的外形、標(biāo)識(shí)符都放置完成后，在生成零件Package Symbol之前，必須放置零件的安裝外形，即零件的實(shí)體大小。執(zhí)行Add菜單下添加命令，選擇添加類型，并在Options窗口選擇Package Geometry類，Place_Bound_Top子類，如下圖。然后，根據(jù)零

14、件實(shí)體大小，畫出零件安裝外形尺寸。（7）生成零件封裝以上引腳、各層外形、標(biāo)示符等都完成放置后，就可以生成零件封裝符號(hào)了。執(zhí)行File/Create Symbol，在彈出的Create Symbol窗口中，選擇封裝存入路徑，然后“保存（S）”，則在相應(yīng)路徑中生成*.psm文件，這就是零件Package Symbol，在以后設(shè)計(jì)PCB時(shí)就可以調(diào)用這個(gè)封裝了。封裝成功生成后，在命令欄中會(huì)產(chǎn)生以下命令。3、 創(chuàng)建焊盤焊盤設(shè)計(jì)在PCB設(shè)計(jì)中是非常關(guān)鍵的，焊盤本身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)影響著焊點(diǎn)的可靠性，以及加工時(shí)的可操作性，電路板上焊盤還確定了元件的焊接位置。在創(chuàng)建零件封裝時(shí)，需要為每個(gè)引腳選擇合適的焊盤，Alleg

15、ro提供了大量的焊盤庫(kù)供設(shè)計(jì)者調(diào)用，但設(shè)計(jì)者還是需要根據(jù)自己的要求創(chuàng)建自己的焊盤庫(kù)建立自己所需的焊盤。在Allegro PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，Pad Designer工具專門被用來(lái)做焊盤的創(chuàng)建和編輯，焊盤后綴為*.pad。下面就來(lái)闡述一下焊盤創(chuàng)建的具體流程。1、 進(jìn)入Pad Design工作界面執(zhí)行“開(kāi)始/程序/Cadence/Release 16.3/PCB Editor Utilities/Pad Designer”命令，進(jìn)入Pad Designer工作界面。（1）菜單欄：File用以創(chuàng)建或保存焊盤，Reports用以生成相關(guān)焊盤操作報(bào)告，Help用以提供設(shè)計(jì)者相關(guān)幫助。 （2）工作區(qū)：工作區(qū)

16、中有兩個(gè)選項(xiàng)卡，每個(gè)選項(xiàng)卡功能各有不同，其中Parameters選項(xiàng)卡中, Summary顯示焊盤總結(jié)，Units區(qū)域用以指定焊盤編輯時(shí)的單位類型和精度，Usage options區(qū)域用以選擇焊盤用途，Multiple drill用以焊盤的多孔設(shè)置，Drill/Slot hole用以設(shè)置鉆孔參數(shù)，Drill/Slot Symbol用以設(shè)置鉆孔符號(hào)設(shè)置，Top view窗口則用以觀察焊盤頂層預(yù)覽；Layers選項(xiàng)卡中，Padstack layers用以編輯焊盤疊層，views窗口可以預(yù)覽焊盤，Regular Pad、Thermal Relief、Anti Pad三個(gè)選項(xiàng)欄用以設(shè)置焊盤相應(yīng)層的幾何

17、形狀。2、 創(chuàng)建焊盤 在Pad Designer界面，執(zhí)行File/New命令，根據(jù)上面工作區(qū)的介紹，即可在Parameters選項(xiàng)卡中先要進(jìn)行設(shè)計(jì)的基本設(shè)置。3、 設(shè)置焊盤疊層在Layers選項(xiàng)卡中，選擇某一層，并可進(jìn)行該層形狀尺寸設(shè)置。創(chuàng)建焊盤時(shí)，必須設(shè)置好BEGIN LAYER(起始層)、DEFAULT LAYER（默認(rèn)層）、END LAYER（截止層）、SOLDERMASK_TOP（頂層阻焊層）、SOLDERMASK_BOTTOM（底層阻焊層）、PASTEMASK_TOP（頂層加焊層）、PASTEMASK_BOTTOM（底層加焊層）等形狀尺寸。在Pad stack layers標(biāo)簽下，

18、進(jìn)行焊盤疊層編輯。 在下圖Regular Pad、Thermal Relief、Anti Pad三個(gè)選項(xiàng)欄中對(duì)所選層（Current layer）進(jìn)行焊盤形狀的選擇操作。其中若設(shè)計(jì)者需要其它自己設(shè)計(jì)的焊盤形狀，則可點(diǎn)擊Shape后面的，在彈出的Select shape symbol對(duì)話框，選擇設(shè)計(jì)者所需要的形狀即可。 設(shè)計(jì)者可以先設(shè)計(jì)出自己想要的Shape Symbol，然后在這里就可以調(diào)用相應(yīng)的形狀了。4、 焊盤預(yù)覽在其中views窗口可以即時(shí)觀察焊盤剖面和頂層預(yù)覽。5、 保存焊盤執(zhí)行File/Save as命令，將彈出Pse_Save_As對(duì)話框，則可以保存該焊盤。6、 查看焊盤報(bào)表 執(zhí)行

19、Reports/Padstack Summary將生成焊盤報(bào)表，能看到詳細(xì)的焊盤信息。7、 特殊焊盤形狀繪制有些引腳焊盤形狀比較特殊，例如用于內(nèi)存、顯卡的金手指形狀焊盤，在Pad Designer的焊盤形狀庫(kù)中不存在這類特殊焊盤外形，設(shè)計(jì)者就必須先創(chuàng)建新的Shape Symbol，然后才能在設(shè)計(jì)焊盤時(shí)被調(diào)用。下面，我就以創(chuàng)建金手指焊盤形狀為例，來(lái)闡述特殊焊盤形狀建立過(guò)程。（1） 在PCB Editor中創(chuàng)建Shape Symbol如下圖。（2） 進(jìn)入Allegro Shape設(shè)計(jì)界面，在Setup菜單欄下設(shè)置頁(yè)面基本屬性和柵格點(diǎn)情況。（3） 添加各類圖形：執(zhí)行Shape菜單欄下的相關(guān)命令，用以

20、添加不同的形狀。在金手指圖形設(shè)計(jì)中，先執(zhí)行Shape/Rectangular，Options窗口就選擇默認(rèn)設(shè)置，即Etch、Top和形狀填充Static solid，在命令欄中輸入起始點(diǎn)坐標(biāo)按回車鍵、終點(diǎn)坐標(biāo)按回車鍵，就可以從始終點(diǎn)直接畫出該矩形。此后再根據(jù)這種方法，執(zhí)行Shape/Circular命令添加兩端圓形。（4） 合并各類圖形：執(zhí)行Shape/Merge Shapes命令，對(duì)分散的圖形進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼希瑢⒉煌瑘D形合并成一個(gè)Shape Symbol。（5） 保存該圖形：執(zhí)行Create Symbol命令創(chuàng)建圖形符號(hào)，選擇創(chuàng)建路徑，則在相應(yīng)的路徑下得到*.ssm文件即為圖形符號(hào)，并將該圖形符號(hào)保存到設(shè)計(jì)者自己的圖形符號(hào)文件夾中。（6） 設(shè)定圖形庫(kù)：在PCB Editor中，執(zhí)行Setup/User Preferences，彈出User Preferences Editor