Cadence新手上手指南

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Cadence新手上手指南

做了五六年硬件,见过太多新人栽在Allegro手里。软件本身不难,难的是网上教程要么太老,要么只讲按钮不讲坑。整理一份实实在在的操作笔记,给刚上手的兄弟省点时间。

库准备

别上来就建板子。库搞不定,后面全白搭。

原理图库和PCB封装库要分开管理,别混在一个文件夹里。公司有公用库的直接用,自己的东西单独建目录,路径里绝对不能出现中文和空格。OrCAD Capture画原理图库的时候,pin number必须和封装的pin number逐字对得上,数字就写数字,字母就写字母,别图省事原理图写1、封装里写A1,网表一导直接报错,找半天。

0402、0603阻容件直接用软件自带的。芯片封装务必自己核对datasheet,QFP、QFN这类封装焊盘长度、宽度、间距,拿游标卡尺量一遍实物最稳妥。别嫌麻烦,打样回来焊盘对不上,哭都来不及。

通孔焊盘也提一句。一般通孔比引脚大0.2到0.3mm,0.8mm引脚用1.0或1.1的孔。焊盘外径至少比通孔大一圈,0.4mm以上,不然做出来的板焊盘轻轻一碰就掉。

原理图导出网表

画原理图养成两个习惯。每个元件Value和Footprint字段必须填,10k电阻别光写10k,封装0402还是0603写清楚。芯片封装名要和PCB库里的文件名完全一致,大小写、下划线、空格,一个字符都不能差。

网表生成前跑一遍DRC。原理图DRC虽然不严格,悬空输入脚、重复位号、电源地短路这些低级错误,能在这步拦下来就别带到PCB里。

导出网表选Allegro那个格式,别选Orcad。导出来三个文件:.txt、.net、.log。log文件是重点,有没有warning、warning是什么,一条一条过。

网表调入Allegro

新建brd文件第一件事不是放元件,画板框。Board Outline用Outline层或者Keepout层,公司有规范按规范来。板框尺寸别凭感觉,结构给的多少就画多少,差个0.1mm可能装不进去。尺寸线放Manufacturing下的Autosilk_top或者单独的Dimension层。

Import网表之前先把库路径配好。Setup – User Preferences – Paths – Library,psmpath和padpath两个变量分别加器件库目录和焊盘库目录,公用库自己的库都加进去,顺序不影响,能找到就行。

然后Import – Logic,选导出来的netlist。Import按钮点下去眼睛盯着命令窗口。不是没报红就完事,黄色warning也要一条条看。

提示SPMHNI-194 Device not found的,9成是封装名写错或者库没加对路径,复制Footprint和库文件名逐字符比对,肉眼看不出的空格最坑人。SPMHNI-192 Symbol definition not found的,一般是封装文件放错目录或者psmpath没包含该目录,路径里带中文带空格的直接把文件夹改名。

封装检查

网表进来了,布局的事先放一放。先把所有元件封装过一遍。

Display – Element整个板子框一遍,右边Property栏挨个看Footprint字段。或者Tools – Quick Reports – Bill of Materials Report导个csv出来Excel里筛,重复的漏的一眼能看见。

极性件是检查重点。二极管横线、电解电容阴影、IC圆点或者缺口1脚标记,PCB上丝印和原理图对不对应,直接影响焊接方向。这个搞错上电直接烧,没有回头路。

安装孔顺便看。3mm螺丝用3.2或3.5的孔,非金属化孔在Padstack编辑器里Plated那项取消勾选。接地点单独用带Plated的安装孔处理,别跟结构安装孔混用。

板框绘制与机械定位

板框四周留20mil以上的禁布禁敷铜区域,Keepout层Both的区域画一圈。机械定位孔、连接器开口这些结构要求,直接在板框层用线画清楚,尺寸跟结构工程师再三确认。

板边倒角,0.8mm以上板厚R0.8到R1.0的角,直角铣板容易崩。拼板的话工艺边、V-CUT深度、邮票孔参数跟板厂提前沟通,别自己瞎定。

约束设置

这步新人最爱跳。不设约束直接拉线,返工概率八成以上。

Setup – Constraints – Physical先拉线宽。电源线按电流,1oz铜厚1mm线宽大概过1A,留余量。普通信号6mil起步,BGA内部挤不下4mil也可以,再细工厂制程不一定吃得消。

间距Set里单独给电源跟信号设10mil以上间距,普通信号5mil够。高压部分爬电距离按安规算,别图省事挤一起。

差分对在Constraint Manager里Physical – Net – Differential Pair右键Create,选两个信号线,填线宽线间距。USB 90欧姆一般8mil宽8mil间距,板厚不同有差异,做阻抗板叠层参数提前跟板厂要。

等长规则DDR类地址数据线跟时钟组50mil以内误差够用,不用抠到10mil。蛇形绕线间距保持3倍线宽以上,太密反而串扰大。

布局

接口固定件先摆。USB、电源座、指示灯、按键、安装孔这些结构上有要求的,Tools – Place – Manually选好位置扔进去,右键Lock锁死,防止误碰。

按信号流摆核心芯片。输入到输出、主控到外设,大概流向理一理。别东一个西一个,飞线绕成蜘蛛网后面布线痛不欲生。

去耦电容贴IC电源脚放,越近越好。0.1uF优先,引脚直接打通孔到电源层地层。10uF钽电容或者电解放旁边,不用死贴。

大功耗器件电源、功放、CPU什么的放板边通风处,别两个热源堆一起,温升叠加降额都不好做。

布局完截图给硬件负责人和结构过一遍。别闷头布完线说结构有问题要改,那才叫崩溃。

布线

电源线通杀。从输入到每颗IC电源脚一路打通,粗线走不通的地方打过孔换层,大电源多打几个过孔,单个过孔别硬扛3A,温升吓人。

关键信号第二。时钟、复位、高速差分优先走,能不换层就不换层,stub多了高频信号恶化。

最后普通信号线随便拉。LED、按键、I2C这些低速的别太离谱就行。

走线能短就短能直就直。斜线不是不能走,斜线比两个45度拐弯信号完整性更好。但S型绕来绕去的没必要,看着都累。

过孔别打焊盘上,除非BGA底下空间真的挤不出来。打在焊盘旁边拉一小段线过去。过孔打焊盘工艺不好的板厂虚焊概率高。

过孔距板边至少20mil,铣刀一偏就铣到过孔了,板子批量做出来良率掉一截。

丝印最后调。位号别压焊盘,方向统一从左到右或者从下到上。1脚标记、极性标记打清楚,焊接产线的兄弟看见会感谢你。丝印压焊盘的位号挪一挪,或者改小字号,实在放不下去Assembly层,别直接删,工厂贴片要看。

内层电源地分割校验

多层板内层电源层地层单独处理。分割线画宽点20mil以上,拐角不要直角。

动态铜皮铺完仔细看,孤立小铜皮该删就删。铜皮孤岛是DRC查不出来的坑,拿Plane – Dynamic Copper状态检查一遍有没有没网络的死铜。

View – Net把内层地网络电源网络飞线都显示一遍,确认每块分割铜皮都有对应过孔连到表层或者对应元件引脚。开路的补过孔,不该连的地方赶紧改。

内层铜皮和过孔的热焊盘参数别瞎改,默认一般够用,改太细焊接散热不好容易虚焊,改太大波峰焊上锡慢。

DRC检查

线全拉完了别高兴太早,DRC必须跑。

Setup – Constraints – Mode里线宽、间距、过孔到焊盘、网络连接、短路开路全勾上。跑一次不够多跑两次。

报错一条条改。心存侥幸间距差1mil没事,批量生产时那1mil就是良率杀手。

常见错误列一下:
– 线间距不够,线太密了删几根重新绕
– 过孔距板边

常见问题(FAQ)

导入网表提示 SPMHNI-194 Device not found 怎么解决?
九成是封装名写错或库路径没配好。把原理图元件 Footprint 字段和 PCB 库里的库文件名逐字符比对,肉眼看不出的空格最坑人;同时检查 Setup - User Preferences - Paths - Library,确认 psmpath 已加入对应器件库目录。
SPMHNI-192 Symbol definition not found 是什么原因?
一般是封装文件放错目录,或者 psmpath 没有包含该目录。路径里带中文带空格的直接把文件夹改名,重新配好库路径后再 Import - Logic 导入网表。
新建板子第一件事为什么是画板框?
板框决定板子物理尺寸和安装结构。Board Outline 用 Outline 层或 Keepout 层(按公司规范),尺寸严格按结构图来,差 0.1mm 都可能装不进去;尺寸线放 Manufacturing 下的 Autosilk_top 或单独的 Dimension 层。板框四周留 20mil 以上禁布禁敷铜区域,板边倒角 R0.8 到 R1.0,直角铣板容易崩。
内层电源地分割怎么校验?
分割线画宽 20mil 以上、拐角不要直角;动态铜皮铺完检查孤立小铜皮和死铜(Plane - Dynamic Copper 状态);用 View - Net 把内层地网络和电源网络飞线显示一遍,确认每块分割铜皮都有过孔连到表层或对应元件引脚,开路的补过孔,不该连的地方改掉。热焊盘参数别乱改,默认一般够用。
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