- PCB的层次结构
上一篇讲了画一个简单的芯片的QFN24封装的引脚放置问题,这一篇我先分享一下PCB的层次结构,这也是初学者画PCB时比较头疼的抽象问题,我们先从比较简单的双层板开始,我们虽简单的板子就是双层板,想一个三明治一样,先是中间厚厚的材料是环氧树脂,常见的厚度是1.5mm,也就是有机物是不导电的,然后在这个不导电的板子的正反面铺上一层薄薄的铜皮,一般是1盎司(厚度单位,等于0.035mm)肉眼很难看清楚,因为正反面一共两个铜皮,所以是双层板。
首先打开我们cadence的PCB层叠结构图,如下图所示:
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-751813.html
点开后会出现如下窗口:
1处显示了两个层的名字,TOP和BOTTOM,就是我们PCB板最外面的两层铜皮,对应的2处的位置,写的材料就是COPPER(铜的英文),而夹在两个铜皮中间的FR-4就是之前说的环氧树脂的别称。3处对应的是他们各自的厚度,可以看到,非导电的FR-4层要比铜层厚得多,4处的值就是我们整个三个层次加起来的厚度。
如果这么简单理解的话那么我们的PCB层次结构也太简单了,但是实际上我们的板子不可能仅此而已,我一个常规的板子上面还有各种我们看得到和看不到的地方。因此我们实际要了解的是cadence中对于PCB层次结构的理解。
首先cadence把层次结构分成上下两个层级,class和subclass,在allegro的主界面找到option标签页:
作图是我们的class层次的列表,里面的东西很多,小白估计一下就蒙了,这里我们不用管那么多,先记住一个Package Geometry,这个其实就是我们放置元器件的层,在这个类(class)里面我们有可以看见一堆各种名字的子类(subclass),这个里面其实有一个规律,就是同样的名字后面加Top或者Bottom分成了两个,这是因为有时候我们上下两个面都要放置器件和走线。
到这里我们需要了解两个层名,阻焊层(Soldermask)和丝印层(Silkscreen)。一根导线产生需要在铜皮上需要把把线旁边的铜用刻刀刻掉,如下图所示:
中间的的黄色线条就是我们的导线,两边大面积的黄色就是我们的铜皮,这个和我们画原理图时不太一样的地方就是没有导线外的地方我们一般都贴着导线铺大面积的铜皮,目的就是屏蔽干扰。但是如果把导线和附近的铜皮就这样裸露起来,那么很容易被腐蚀掉,所以我们需要在上面刷一层绿油把这些部分遮蔽住,这就是我们的阻焊层,顾名思义它的特点就是可以不让焊锡粘连。
如图所示,1处宽宽的导线两边有两条细细的黑色线条,这个就是导线与铜皮之间的间隙。2处的白色区域就是丝印层,可以理解为在阻焊层上面用白色墨水笔写下的符号。丝印一般用来表示器件的位号,板子的板号以及各种信息等。
如果我们把阻焊层先理解为一层薄薄的绿油,那么我们板子上放焊盘的地方就相当于在这层绿油上开了一个焊盘大小的窗户,可以把焊盘漏出来,因此我们之前在设置焊盘的阻焊层面积时要大一点,这样是因为制作PCB的工艺肯定多多少少都会有误差的,所以这个窗口要开得大一点,用公制单位(也就是毫米)时,一般宽和高要多个0.01mm。
可以看到上图中,我们只设置了BEGIN LAYER层和SOLDERMASK_TOP层,因为焊盘一般是个存在于板子一面的东西,所以只设置每一种层的TOP即可,下面的PASTMASK层和FILMMASK层我们暂时不用理解。
2 芯片封装的制作
至此我们已经简单理解了PCB的层次结构,继续画上一节我们的QFN24封装的芯片。
我先在下图中展示一下我画好的一个芯片的封装,里面包含了许多要素,包括芯片的引脚号,芯片的名字,1角标识,和装配区。
首先黄色的数字代表焊盘引脚的编号,一般情况下,一个焊盘引脚只能有一个编号,我这里是从左边第一个开始从1逐步增加的。对于新手来说,涉及引脚编号的问题也是层出不穷。这里暂时按下不表。
左边蓝色的圆形和上面的“IP6537”代表着丝印层,其中蓝色圆形代表着1号引脚。
红色的矩形范围代表着装配层,意思是元器件在PCB中放置的范围不能超过这个区域,因为有些元器件可能和PCB接触的面积比较小,但是上面的体积大,因此要做一个限制。装配层的英文是Assembly。
大致讲完这个焊盘各个部分的含义后,我先分享一下这个引脚编号(其实不止限于引脚)涉及的各种操作。
/******************************引脚编号涉及的各种操作***************************************\
- 修改焊盘引脚编号的值
点击Edit>Text,然后在Find栏里面只勾选Text(快速勾选的方法就是先点击ALL Off然后点击Text),或者先勾选Text,然后点击Edit>Text,可以多试试。
然后点击你要修改的焊盘引脚号,输入你要更改后的值。
(2)修改焊盘引脚的大小
上一步有时也会出现一些问题,比如这个焊盘引脚编号太大了,不太好选中,这是我们就需要把焊盘编号的大小更改到一个合适的大小。
先在Find栏里面勾选Text,然后按下图选择,然后在弹出的Options窗口中选择我们提前自定义好的字体,我们上一节已经分享过怎么自定义各种字体,这里就不多赘述了。
我这里选为1号字体后,用鼠标点击一下要修改的引脚号就好了。
下图为修改字体前后的效果图,显然修改后看着更加顺眼。
修改前: 修改后:
(3)添加和删除引脚编号:
有时候存在个别情况需要我们删除或者添加引脚编号。
删除时需要先点击一下删除按钮:
然后Find栏里面只勾选Text,这是因为我们只勾选它,这样我们的鼠标箭头只能选中Text类型的内容,也就是文本类型,这样可以保证我们不会误删其他内容。
添加时需要先点击一下这个按钮:
然后点击你想要添加的焊盘,接着输入引脚编号,最后别忘了点击右键然后选在Done来结束这个添加操作。
(4)焊盘引脚号显颜色的修改:
先点击我们专门管理各种颜色的按钮:
然后依次点击下面四个地方进行Pin_Number颜色的编辑。
\******************************引脚编号涉及的各种操作***************************************/
然后我们讲一下怎么框选出我们的装配层:
首先在我们的层次结构里面要选中我们的装配层:
这个装配层的颜色可以自己修改,方法如下:
鼠标右键点击颜色方块,就会出现颜色盘,点击想要修改的颜色即可。
选择好我们的层次之后,点击我们绘制矩形形状的按钮:
然后画出一个框包住我们的芯片封装即可,这就是我们的装配层,其实仔细看它并不是一个框,而是一个实心的区域。
接下来分享一下最后怎么在丝印层添加1角标识和芯片名字,首先按下图点击RefDes:
接着选择好我们的层次结构:(Silkscren_Top就是丝印层的顶层)
然后点击我们装配区域的上方随便某个区域(反正后面我们还可以继续移动调整),输入我们的芯片名字IP6537,然后就会出现下面的文字:
当然可以按照之前编辑引脚编号的方法编辑我们的芯片名字,因为它们都是文本类型,大小颜色等等都可以。
然后在1角的左边添加一个圆形,这个按钮就在刚才矩形的左边。
添加完后可以用移动键(下图所示)调整一下位置
方法是先点击移动键,然后在Find栏里面勾选shapes,因为这个圆形属于形状类,然后点击圆形进行移动,最后右键点击DONE关闭移动操作。
OK,至此我们的芯片封装就算完成了,简简单单的一个比较规矩的封装依旧细节满满,下一节继续分享。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-751813.html
到了这里,关于小白Cadence学习笔记<5> (Allegro & Design entry CIS & Pad_design)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!