PCB设计实训报告模板文档格式.docx
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F.把制作好的器件保存在器件库,以供以后的使用;
G.调出器件库中保存好的GST5009,并熟悉如何更改引脚上的参数,或添加新的引脚;
H.关闭软件,把做好的器件文件备份到U盘;
I.关闭电脑,完成实验,认真做好课堂记录。
四、实验数据和结果:
实验数据如图所示,实验结果如图中“步骤三”,附器件“PCI_E”图片:
五、实验总结:
在本实验中,值得注意的问题是软件的使用方法,该软件为英语操作界面,应该注意每一个操作指令的含义。
在器件命名和选择上要特别注意器件的参数,如字母“C”和“G”,符号“-”同“_”,字母“O”与数字“0”的细微差异。
在添加引脚的时候,要知道如何减少输入量,节省时间,同类名称之间可以先复制再更改,大大减少文字输入。
绘制的器件要大小适中,引脚摆放位置要合理。
由于数据量操作大,要边制作边保存,以免因为死机或软件停止运行而丢失数据。
实验二:
基于Cadence电路图设计
进一步熟悉Candence16.2软件的操作界面,详细了解各个图标的功能及作用,并熟练使用这些工具进行器件添加和版图绘制;
完成Intel82576的电路图设计,一一作出八个部分的电路图并检查出网络端口连接,器件编号,连线等各种错误;
使用软件的错误检测工具,更改所有错误,导出正确的检测报告。
原理:
基于Cadence的电路原理图设计,完成基于Intel@82576的电路设计,包括时钟电路、网络接口、PCIE接口、系统电源和配置电路设计。
内容:
基于Cadence电路图完成Intel82576电路设计和制作要求,生成导出正确的检测报告。
C.熟悉软件的功能菜单(如图软件功能简介图)
D.绘制出Intel82576原理框图
E.按照原理框图依次添加器件,完成后续的七张电路图(JTAG,POWER,PCI_E,LOCK,EPROM,配置电路和以太网接口);
F.认真检查每张电路图的连线方式,器件编号,网络端口等是否完全正确;
G.确认各个部分无误后,创建网络检测其正确性,使导出的报告无警告,无错误;
H.调整电路图布局到最佳状态;
I.反复检查确认无误并能导出检测报告,关闭软件,保存数据到U盘,为下一步的封装做好准备工作
J.关闭电脑,完成实验,认真做好课堂记录。
该图为82576Device电路图,其中“XTAL1”和“XTAL2”为晶振的接口网络,配有一个3.3V的Vcc,E22和Y22各联一个电阻下拉,一个复位引脚NRST。
上图为PCI_E,左右各一个不同的电源“+12V”“+3.3V”,各一个个地线。
该图为网口电路图,在“1000”和“LINKUP”间各联入一个470p的电容并接地。
该图为Isolationcircuit电路图,该图联接的六个电容,五个电阻。
在本实验中,需要绘制八张电路图,最终通过网络表的创建构成一个完整的图。
就需要每一张图都不能出现错误,不管是网络标号还是网络端口,都不能误用或出现重名。
在添加器件时,有时需要对器件进行简单的修改或调试;
在联接电路时,要注意区分是否有电器特性;
在导出网络表时,要注意及时改正错误,避免警告的出现。
实验三:
基于Cadence器件封装制作
一、实验目的:
熟练掌握Cadence器件封装制作流程;
完成GST5009器件和Intel82576的电路图的封装;
完成焊盘设计和封装设计。
基于Cadence的电路器件封装制作,完成GST5009器件封装制作,包括焊盘设计和封装设计。
用PadDesigner制作焊盘,使用Cadence对Intel82576的电路图进行封装。
A.首先用PadDesigner制作焊盘,开始->
程序->
CadenceSPB16.2->
PCBEditerutilities->
PadDesigner,弹出如右图界面。
在Holetype中选择OvalSlot,在Plating中选择Non-Plated,在Drilldiameter中输入钻孔的直径:
SlotsizeX,SlotsizeY分别对应椭圆的长宽。
B.切换到Layers标签,填写相关参数,如左下图:
C.建立封装
打开程序->
PCBEditor,选择File->
New,弹出新建设计对话框,如下图:
D.打开封装文件,选择Setup->
UserPreferences,弹出UserPreferencesEditor对话框,如左图:
E.点Paths前的+号,再点Library,padpath和psmpath。
点padpath右边Value列的按钮。
弹出padpathItems对话框,如右上图
F.点击
图标按钮,点击右边的
按钮,选择存放焊盘的文件夹,点击OK。
G.然后做元件封装,点击Setup->
DesignParamenters,点击
Design标签,如下图:
H.放置焊盘,点击Layout->
Pins如下图:
I.然后点击右边的Options按钮,选择制作好的焊盘,点击Padstack右边的
按钮。
将Database,Library勾上。
点OK退出。
J.设置好以后在Command窗口输入x最左上角那个焊盘的坐标回车,在工作区域右键选择Done。
K.修改好就添加丝印和其它层。
点击Shape->
Rectangular。
如右图上方:
L.添加元件实休宽度层。
如右图下方:
M.添加丝印层。
点击Add->
Line。
如右图
N.添加元件位号,选择Layout->
Labels->
RefDes。
在元件旁边单击鼠标左键,输入:
ref回车,右键选择Done。
O.添加元件参数值,选择菜单Add->
Text。
在元件旁边单击鼠标左键,然后输入:
val,右键选择Done。
P.添加元件类型,选择Layout->
Device,在命令状态栏中输入:
dev回车,右键选择Done。
Q.点击保存退出,allegro自动生成一个dra和psm文件,把这两个文件放到封装库文件夹中,再把封装库文件夹路径加入allegro中。
一个物理焊盘包含三个pad,即:
RegularPad:
正规焊盘,在正片中看到的焊盘,也是通孔焊盘的基本。
ThermalRelief:
热风焊盘,也叫花焊盘,在负片中有效。
用于在负片中焊盘与敷铜的接连方式。
AntiPad:
隔离焊盘,在负片中有效,用于负片中焊盘与敷铜的隔离。
SOLDEMASK:
阻焊层,使铜皮裸露出来,需要焊接的地方。
PASTEMASK:
钢网开窗大小。
在BEGINLAYER、DEFAULTINTERNAL、ENDLAYER三个层面中的ThermalRelief可以选择系统提供的默认连接方式,即Circle、Square、Oblong、Rectangle、Octagon五种,在PCB中这几种连接方式为简单的+型或X型,即选择Flash。
在焊盘的制作中,要注意各个参数的设置,还要注意区分焊盘的形状,各层的细微差异;
在对器件封装的过程中,因为软件操作界面参数过多,字母符号显示很小,注意字母的书写,如“C”“G”“O”“0”等。
同时要注意各个网络接口的连接是否正确,及时处理封装时的警告和错误,确保封装的成功。
实验四:
基于Cadence的PCB设计
目的一:
熟悉AllegroDesign软件的操作流程,了解各个图标的功能及使用方法;
设置好电路板的参数,如分层结构、线宽、线距、差分线线宽距、覆铜间距、过孔大小等;
目的三:
基于Cadence的电路板设计,完成基于Intel@82576的PCB电路板设计;
Intel@82576的PCB电路板四层板设计工艺要求。
了解PCB环境设置参数数据、分层结构、工艺条件、PCB长宽,完成Intel@82576的PCB电路板设计。
A.开启计算机,打开Candence16.2软件,打开AllegroDesign;
B.创建一个新的AllegroDesign工程,设定好保存路径;
C.熟悉AllegroDesign软件的功能菜单;
D.打开Intel82576原理框图;
E.按照原理框图依次添加器件,完成Intel@82576的PCB电路板设计;
F.认真检查电路图的是否完全正确;
G.梳理各个线路间的连接,使其保持最佳的布局;
H.检查覆铜是否正确,修理边角,不出现直角,凸起;
I.检查各个板层的连接,确保准确无误;
J.运行检测错误的选项,完成版图设计;
K.保存文件,关闭软件,备份数据到U盘;
L.关闭计算机,完成实验,做好相关数据的记录。
上图为Intel@82576的PCB电路板覆铜后效果图,上端突出部分为网络插孔金手指,紫色红色部分及外层的浅绿色为覆铜。
附:
Allegro平台使用
A.在安装好Allegro软件后,打开开始菜单,鼠标点击AllegroSPB16.2——PCBEditor图标选项,如下图所示:
B.弹出CadenceProductChoices对话框,如下图所示:
C.双击AllegroPCBDesignGXL进入设计系统界面,如左下图所示:
D.打开flie菜单,在弹出对话框中选择新建,如右上图所示:
E.弹出建立项目选择对话框,如右图所示:
F.在选项框中完成文件名和存放路径设置,如右图所示:
G.点击ok,进入PCB设计界面,如右图:
H.设置Allegro工作环境,包括设计参数、格点、子层、器件布局走线规则等;
I.单击Setup菜单,弹出如下左图所示菜单栏:
J.选择DesignParameters选项,弹出DrawingParametersEditor窗口,如右下图所示:
K.选择Design选项,完成图纸大小和设计使用单位的选择,如右图:
L.选择Display,完成对栅格大小的操作,如下图所示:
M.选择Setup选择,在弹出的菜单中选择Cross-section选项,完成对PCB板层的设置,如下图所示:
N.完成分层参数设置后如下图所示:
O.设置设计规则,包括物理规则设置、间距规则设置、设计约束条件和元件/网络属性设置等;
P.选择Setup选择,在弹出的菜单中选择Constraints选项,在弹出菜单栏中选择设置项,如下右图所示:
Q.打开规则设置菜单栏后如下左图所示:
R.点击Physical选项,打开物理规则设置界面如下图所示:
S.新建一个规则属性。
鼠标右键单击Default上,弹出菜单栏如下图所示,鼠标放到Create上,弹出选项PhysicalCSet:
T.点击选项PhysicalCSet,弹出输入框如图所示,输入约束命名,如图所示:
U.物理规则建立完成后如下图所示:
V.点击DEFAULT后的箭头,在下拉列表中选择刚刚建立的规则6.5MIL。
及完成对该网络的布线约束添加:
W.间距规则设置完成后如下图所示:
X.电气规则约束窗口:
Y.电气规则约束完成后如下图所示(图中为部分约束)
Z.电气约束规则检查。
在Setup下拉菜单中选择Constraints选项,在弹出栏中选择Modes,如下图所示:
AA.电气约束规则检查窗口如下左图所示:
AB.到此就完成了PCB设计环境及工程的建立,接下来就可以开始对PCB进行Layout。
在本实验中,涉及到的操作步骤很多,尤其是Allegro平台的熟悉,要特别注意各个参数的设置,避免粗心而造成的错误,对后续实验造成不便。
实验五:
光绘文件制作
了解焊盘的构造,学会制做各种不同工艺要求的焊盘;
完成基于Intel@82576的PCB板工程文件制作,生成光绘文件。
Intel@82576的PCB板工程文件要求,生产工艺参数要求及基础。
光绘文件包括十一个文件部分,即底层、电源层、地层、顶层、丝印顶层、丝印底层、阻焊底层、阻焊顶层、助焊底层、助焊顶层、钻孔层。
A.选择菜单Manufacture->
Artwork,
弹出Artworkcontrolform对话框,但跟随着弹出一个警告对话框,如下图所示:
之后又弹出一个警告框,如下图所示,点击确定关闭警告。
B.ArtworkControlForm对话框如下图所示:
在GeneralParameters页面,Devicetype选择GerberRS274X;
Format:
Integerplaces输入:
3;
Decimalplaces输入:
5。
其它的参数使用默认。
点击FilmControl标签切换到如所示的页面。
Filmname:
显示当前底片的名称;
Rotation:
底片的旋转角度,一般0;
OffsetX、Y:
底片的偏移量,一般0;
Undefinelinewidth:
示定义宽度的线条在输出底片的时候采用的宽度,可以设置一个非0值,比如10mil;
Shapeboundingbox:
板子Outline外扩的隔离线,只针对负片有效;
Plotmode:
底片输出模式。
Positive:
正片;
Negative负片;
Filmmirrored:
底片是否需要镜像。
Drawmissingpadapertures:
若选择这项,表示当一个Padstack没有相应的Flash。
D-code时,系统可以采用较小宽度的LineD-code填满此Padstack;
UseapertureRotation:
Gerber数据能使用镜头列表中的镜头来旋转定义的信息;
Suppressshapefill:
选择此项表示shape的外形不画出。
Vectobasedpadbehavitor:
指定光绘底片使用基本为Flash。
C.接下来需要在AvalilableFilm栏内增加底片资料:
PCB板每个层+TopSilk,BottomSilk+Topsoldermask,Bottom
Soldermask+TopPastemask,BottomPastemask+DRILL。
每个层面上底片的内容为:
bottom
boardgeometry/outline
etch/bottom
pin/bottom
viaclass/bottom
drill
drawingformat/outline
manufacturing/ncdrill-legend
manufacturing/ncdrill-figure
manufacturing/ncdlegend-1-4
mid1gnd
etch/mid1gnd
pin/mid1gnd
viaclass/mid1gnd
mid2gnd
etch/mid21gnd
pin/mid2gnd
viaclass/mid2gnd
paste_bottom
pin/paste_bottom
paste_top
pin/paste_top
silk_bottom
refdes/silkscreen_bottom
packagegeometry/silkscreen_bottom
boardgeometry//silkscreen_bottom
silk_top
refdes/silkscreen_top
packagegeometry/silkscreen_top
boardgeometry//silkscreen_top
sloder_bottom
viaclass/slodermask_bottom
pin/slodermask_bottom
packagegeometry/slodermask_bottom
boardgeometry/slodermask_bottom
sloder_top
viaclass/slodermask_top
pin/slodermask_top
packagegeometry/slodermask_top
boardgeometry/slodermask_top
top
etch/top
pin/top
viaclass/top
D.AvalilableFilm栏中将BOTTOM展开,点中一条内容,右击选择Add。
弹出SubclassSelection对话框,点击BOARDGEOMETRY类,将OUTLINE勾上,如左下图所示。
点击OK关闭对话框。
用同样的方法为TOP层底片增加BOARDGEOMETRY/OUTLINE增加好后如右下图所示。
E.然后增加其它底片,点击TOP,然后右击选择Add。
弹出一个对话框,如下图所示。
在编辑框内输入底片的名称,点击OK关闭对话框。
然后,用上面的方法为新建的底片GND1增加内容。
F.选择Manufacture->
NC->
NCParameters。
弹出NCParameters对话框。
如右下图所示,将Fomat改成:
3,5,然后点Close关闭。
G.然后选择菜单Manufacture->
DrillCustomization更新设计文件。
弹出DrillCustomization对话框。
如下图所示。
单击Autogeneratesymbols按钮,然后弹出一个确认对话框,点击确定即可。
然后点击OK关闭DrillCustomization对话框。
H.选择菜单Manufacture->
DrillLegend,弹出DrillLegend对话框。
如图左下图所示,点击OK关闭对话框。
这时在鼠标光标上就会出现一个矩形的表格,如右下图所示。
I.选择菜单Manufacture->
NCDrill,弹出NCDrill对话框,如左下图所示。
J.选择菜单Shape->
GlobalDynamicParams弹出GlobalDynamicParameters对话框。
如右下图所示。
点击Voidcontrols标签,在Artworkformat下拉框中选择GerberRS274X。
点击OK关闭。
K.选择菜单Manufacture->
Artwork,弹出Artworkcontrolform对话框,如下图所示:
L.点击Selectall按钮选择所有的底片,弹出DBDoctor对话框,将UpdataallDRC与Checkshapeoutlines勾上,点击Check按钮后查看生成的报告,没有错误后,即可输出底片文件。
最后向PCB板厂提供的文件为:
输出的所有层面的.art文件(除了两个钢网层)
输出的.drl文件(板子上有钻孔时需要)
输出的.rou文件(板子上有椭圆孔或矩形孔时需要)
art_aper.txt文件(可选)
.ipc文件(可选)
art_param.txt文件(可选)
向贴片厂提供的文件为:
两个Pastemask层的.art文件(TOP,BOTTOM)
place_txt.txt文件(可选)
Intel@82576的PCB板光绘文件局部图
在本实验中要注意以下几点:
1.根据板子上是否有金手指以确定是否要加工艺线;
2.根据电镀工艺要求确定是否要加电镀用的导电边框;
3.根据喷锡工艺的要求确定是否要加导电工艺线;
4.根据钻孔工艺确定是否要加焊盘中心孔;
5.根据后序工艺确定是否要加工艺定位孔;
6.根据板子外型确定是否要加外形角线。
光绘文件的十一个部分,要确保其完整性和准确性,否则无法进行工艺生产。
附高清截图: