第三章 Cadence的PCB板设计
在Cadence软件系统中，进行PCB板设计（包括元件封装和PCB板设计），主要是通过AllegroPackage软件来实现的。
焊盘设计
进行过PCB板设计的人，都知道PCB板主要是由众多元器件和连线构成的，而每个元器件都有着自己封装形式。在元器件的封装中，又占有着最重要的地位。所以我们的讲授从焊盘的设计开始。
在这一节中，我们首先通过对一个可用于0603封装的表层焊盘，初步学习简单的焊盘设计；然后学习一个普通的通孔焊盘掌握焊盘的一般设计方法，最后再通过一个异型焊盘的设计，学习焊盘高级的设计。
设计表层焊盘
进入焊盘设计界面
我们在电脑上点击“开始→所有程序→CadenceSPB16.2→PCBEditorUtilities→PadDesigner”菜单项，则会出现如下界面：
图3-1进入“PadDesigner”设计环境
接着我们点击“File→New”菜单项，新建一个焊盘文件，我们把该焊盘文件命名为：“Smd37rec39”（其中“Smd”表示顶层焊盘，“rec”表示焊盘为矩形，“37”和“39”表示焊盘的宽度和高度）。
设置“Parameter”选项页
回到“PadDesigner”界面，我们注意到它有两页，我们在“Parameter”页的“Units”的下拉列表框中选择“Mils”，表示以“mil”为单位，该页其它选项可以依照默认值。
设置“Layers”选项页
然后进入“Layers”页，如下图所示：
图3-2“PadDesigner”的“Layers”选项页
由于我们要设计的焊盘是贴片式焊盘，它只需要在印制板的表层进行设计，所以要选中“Singlelayermode”选项。
在该选项页中，主要进行有关焊盘的各个层的设置，各层在选项页的上部显示，如：“BEGINLAYER”、“DEFAULTINTERNAL”等。对应的设置参数在该选项页的下部，分成“RegularPad”、“ThermalRelief”、“AntiPad”三栏进行输入。
我们首先选中“BEGINLAYER”层，它表示印制板的表层，我们先设置“RegularPad”（表示焊盘本身的尺寸）栏中的各项：在“Geometry”项中选择“Rectangle”，表示该焊盘为矩形；然后分别在“Width”和“Height”项中输入“37”和“39”由此设定焊盘的宽度和高度。我们再看看“ThermalRelief”栏目，它表示热风焊盘的尺寸（所谓热风焊盘是指在本焊盘与大面积覆铜为同一网络时，本焊盘与覆铜部分半隔离区域的大小），显然它的尺寸比大于焊盘本身大20mil，在这里我们分别设置为53和55。我们再看看“AntiPad”栏目，它表示反焊盘的尺寸（所谓反焊盘是指在本焊盘与大面积覆铜不是同一网络时，本焊盘与覆铜部分隔离区域的大小），在这里我们也分别设置为53和55。
然后再选中“PASTEMASK_TOP”层，通常它比“BEGINLAYER”层尺寸略大，所以也是在“Geometry”项中也选择“Rectangle”，在“Width”和“Height”项中输入“41”和“43”。“PASTEMASK_TOP”层是指在实际在PCB板上焊接元件时，为焊盘涂上锡膏的钢模板的尺寸。
我们再选中“SOLDERMASK_TOP”层，也只需要设置“RegularPad”栏中的各项：它一般比焊盘本身稍大，在“Geometry”项中选择“Rectangle”；然后分别在“Width”和“Height”项中也输入“43”和“45”由此设定了宽度和高度。“SOLDERMASK_TOP”层是指不涂布阻焊层的大小（也称阻焊盘）。
设置完成后，可以在“Views”栏中看到焊盘的视图，其中“XSection”表示X方向的切面视图，“Top”表示顶视图。
完成上述设置后就可以存盘了。
设计通孔焊盘
在Cadence中，通孔型焊盘的设计比贴片式要复杂一些。下面我们设计一个用于DIP封装的通孔型焊盘。
通孔型焊盘的结构
要在PCB板上制作一个通孔型焊盘，首先要在双面铜箔板上进行钻孔，由于铜箔板内层是不导电的，所以这时顶层和底层是不导通的。然后通过电镀的方法，在孔的内壁上镀上金属，从而使上下导通。当然像贴片式焊盘一样，在通孔焊盘的顶层和底层也需要设置“PASTEMASK”和“SOLDERMASK”。如果这个通孔型焊盘还用于多层PCB板，由于多层PCB板的内层往往使用负片（即见到线条的地方没有铜箔、没有线条的地方有铜箔），这时它与内层电路的连接是采用“Flash”形式，所以在中间层又需要“Flash”焊盘。下图表示了一个典型的通孔型焊盘的结构刨面：
图3-3通孔型焊盘的结构
焊盘参数的确定
为了确定通孔焊盘上各个尺寸，我们应该查找技术文档，下图就是一个采用DIP封装的集成电路的封装尺寸图：
图3-4DIP封装的集成电路的封装尺寸图
从图3-3知道采用DIP封装的集成电路的引脚，其最大宽度为0.022英寸，即22mil。
我们通常可以用以下公式确定通孔型焊盘的各个尺寸：
DRILL_SIZE>=PHYSICAL_PIN_SIZE+10MIL
RegularPad>=DRILL_SIZE+16MIL(DRILL_SIZE<50)（0.4mm1.27）
RegularPad>=DRILL_SIZE+30MIL(DRILL_SIZE>=50)（0.76mm1.27）
RegularPad>=DRILL_SIZE+40MIL(钻孔为矩形或椭圆形时)（1mm）
AntiPad=DRILL_SIZE+30MIL0.76mm
SOLDERMASK=Regular_Pad+6MIL0.15mm
PASTEMASK=RegularPad?
（Flash焊盘和热风焊盘的尺寸后面专门介绍）
根据上述公式，可以给出我们所需要的焊盘的各个尺寸：
引脚尺寸=22mil
钻头直径=(引脚尺寸+10mil)=32mil
正规焊盘直径>=(钻头直径+16mil)(钻头直径<50)=55mil
反焊盘直径=(钻头直径+30mil)=62mil
钢模板直径=正规焊盘直径=55mil
无阻焊剂直径=(正规焊盘直径+6mil)=61mil
“Flash”焊盘的制作
通过对通孔型焊盘结构的学习，我们知道通孔型焊盘可能与位于PCB板内电层的电源层或地线层相连，一般内电层是以负片形式出现的。在通常情况下，这些电源层、地线层都采用大面积覆铜的形式，如果焊盘的四周都与大面积的覆铜相连，则会给元件的拆卸带来很大的困难。制作Flash焊盘的目的，是在焊盘与大面积覆铜的（且负片形式的）内电层相连，我们设计的Flash焊盘，只在一定方向上与覆铜连接，而不是在360°方向上与覆铜都有连接，这样就便于元件的拆卸了。
下图是一个Flash焊盘的例子：
图3-5Flash焊盘
在图3-5上，我们看到4个小块。由于Flash焊盘是用于负片的，所以在PCB板上，这4个小块（对应的铜箔）是被去除的，而其余黑色部分是保留铜箔的。我们还应注意到，4个小块是两个同心圆切割而成的，所以我们就把这两个同心圆的直径称为Flash焊盘的内径（InnerDiameter）和外径（OuterDiameter），而两个小块之间的宽度称为连线宽度（WedOpen）。另外，连线的方向与水平方向成45°角。
我们通常这样命名Flash焊盘：TRaXbXc-d
其中a是内径，b是外径，c是连线宽度，d是连线与水平方向的夹角。
而相应尺寸的计算公式如下：
a.InnerDiameter:DrillSize+16mil
b.OuterDiameter:DrillSize+30mil
c.Spoke:??12?(当DrillSize=10以下）
???????????????????????????15?(当DrillSize=11~40）
???????????????????????????20?(当DrillSize=41~70）
???????????????????????????30?(当DrillSize=71~170）
???????????????????????????40?(当DrillSize=171以上）
d.Angle:45TR48X62X15-45
设计“Flash”焊盘要启动“Allegro”软件，我们在电脑上点击“开始→所有程序→CadenceSPB16.2→PCBEditor”菜单项，则会出现如下界面：
图3-6AllegroPackage软件的项目
在图3-6中，选择“AllegroPCBDesignGXL”，点击“OK”按键后，就启动了“AllegroPackage”软件，界面如下图所示：
图3-7“AllegroPackage”软件界面
我们点击“File→New…”菜单项，弹出以下对话框：
图3-8创建Flash图形文件
如图3-8所示，在DrawingType栏目中，要选择“Flashsymbol”项。
接着我们要设置图纸的大小，点击“Setup→DesignParameters…”，弹出如下“设计属性编辑”对话框：
图3-9设计属性编辑对话框
在图3-9所示的对话框中，共有5个选项页，我们主要在“Design”选项页中设置，在该页的“Size”栏目中，“UserUnits”项设置为“Mils”，“Accuracy”项（表示小数点后的位数）设置为“1”；在“Extents”栏目中，设置“LeftX”和“LowerY”均为-100（它们表示图纸上，左下角的坐标），在“Width”和“Height”中，都输入“200”（它们是图纸的宽度、高度）；在“DrawingType”栏目中选择“Flash”。
进行了上述选择之后，点击“OK”按键，回到主界面。
点击“Add→Flash”菜单项，弹出如下对话框：
图3-10添加Flash对话框
在图3-10所示的对话框中，“Innerdiameter”表示内径；“Outerdiameter”表示外径；“Spokewidth”是“辐条宽度”，即：焊盘与大面积覆铜的连接线宽度；“Numberofspokes”表示辐条的数目；“spokesangle”是辐条的角度。
我们将内径、外径的尺寸分别设为48、62mil，辐条宽度设为15，其它保持默认值。其Flash图形如下图所示：
图3-11Flash焊盘
Flash焊盘绘制完毕后，应该进行存盘，在存盘时还会自动产生其数据文件。
通孔型焊盘的设置
在完成了上述准备工作，我们再次启动焊盘编辑器，新建焊盘，并把该焊盘命名为：pad55cir32d。一般通孔型焊盘用“pad”标示；55和32分别表示正规焊盘和钻孔的直径；cir表示为圆形焊盘；d表示考虑了多层板的中间层的连接。在焊盘编辑器的“Parameters”页上，我们按照下图进行设置：
图3-12通孔型焊盘的“Parameters”页设置
如图3-12所示，在“Parameters”页中，对于贴片式焊盘而言，只需要设置“Units”和“Decimalplaces”两项。而对于通孔型焊盘，还要进行更多设置：
“Holetype”设置孔的形式，可以是圆的、椭圆的或长方形的，我们选择“CircleDrill”。
“Plating”设置孔是否镀有金属层，我们的孔当然要镀金属层，所以选择“Plated”。
“Drilldiameter”是钻头的直径，按照前面的计算，我们把它设为“32”。
“Figure”是钻孔符号的形状，我们设为圆形。
“Characters”是钻孔符号图形内的文字。
“Width”和“Height”是钻孔符号图形的高度和宽度。
在“Layers”页中，我们首先设置“BEGINLAYER”层：“RegularPad”栏的“Geometry”项中选择“Circle”；“Width”或“Height”栏中输入“55”。“ThermalRelief”栏的“Geometry”中输入“Flash”；并在“Flash”栏中选择我们前面完成的“TR48X62X15-45”图形。“AntiPad”栏也设置为直径为62的圆形。
我们设置完“BEGINLAYER”层后，可以把它复制到“ENDLAYER”层和“DEFAULTLAYER”层。方法是首先用鼠标的右键点击该层前方的“”块，在弹出的菜单中选择“Copy”；然后再用鼠标右键点击目的层前方的小块，并在弹出的菜单中选择“Paste”，这样就可以完成各层之间的拷贝工作。
上述设置完成之后，我们再设置顶层和底层的“SOLDERMASK”和“PASTEMASK”，如下图所示：
图3-13通孔型焊盘的“Layers”页设置
完成通孔焊盘的设置后，可以保存并关闭“PadDesigner”软件。
设计异型焊盘
在PCB板设计中，往往会遇到一些特殊形状的焊盘，比如在三端稳压集成块1117上，其中间的引脚就与散热片形成一个特殊形状的焊盘，下面我们就学习这个焊盘的制作。
查看1117的技术文档
稳压集成块1117有好几种封装形式，在这里我们只考虑SOT-223封装，它的形式如下：
图3-14SOT-223封装的稳压集成块
下图是SOT-223封装的尺寸图：
图3-15SOT-223封装的尺寸图
从图3-15上可以看出，我们可以把SOT-223的中间引脚和上方的散热片合成为一个引脚，这个引脚形成“T”字形，其上方可以是3.25×2.15mm的矩形，并拖着一个0.95×5.8mm的“尾巴”。其余两个引脚的焊盘可以是0.95×2.15mm的标准矩形焊盘。
绘制异型焊盘图形
下面我们就开始制作这个“T”字形的异型焊盘，首先要绘制一个“T”字型的图形，我们还是要使用Allegro软件来绘制该图形。打开Allegro软件后，新建一个设计文件，其类型为：“Shapesymbol”，文件命名为“T001”。
新建该图形文件后，也需要设置所用的单位、精度和图纸的大小，我们图纸采用mm为单位精度为3位小数，并把图形的大小设置为10mm见方，且中心点为原点。其具体设置方法这与前面讲授的内容一致，就不赘述了。
下面我们用绘制多边形的方法，绘制我们所需要的图形：
首先点击“Shape→Polygon”菜单项，然后在窗体下部的命令栏中，输入其左上角的坐标，其输入为：“x-1.653.975”。（请注意x与坐标值之间有空格，另外两个坐标值之间也有空格。）
输入第一个点的坐标后，接着我们画出图形上方的直线：在命令栏中输入：“ix3.25”，于是从（-1.65,3.975）到（1.65,3.975）之间就画出了一条直线。（ix3.25表示x方向的坐标增量为3.25）
我们再画上方矩形右边的直线，在命令栏中输入：“iy2.15”，于是从（1.65,3.975）到（1.65,1.825）之间就画出了一条直线。（iy2.15表示y方向的坐标增量为2.15）
我们再画上方矩形右下边的直线，在命令栏中输入：“x0.475”，于是从（1.65,1.825）到（0.475,1.825）之间就又画出了一条直线。（“x0.475”表示x坐标移动到0.475处，y坐标不改变）
以下依此类推，画出整个图形，最后，用鼠标的右键在图纸上点击，在弹出的菜单中选择“Done”。如果在此过程中，若某个步骤出现误操作，可以用鼠标的右键在图纸上点击，在弹出的菜单中选择“Oops”，就可以撤销前一个操作；如果选择“Cancel”，就可以撤销整个绘制工作。
绘制后的图形如下所示：
图3-16异型焊盘的图形
除了这个图形之外，为了在制作焊盘时设置阻焊盘和钢模板，我们还要再绘制一个图形，它比前述图形略大，我们把它命名为：“T002”，其制作过程就不再详述了，请读者自行完成。
创建异型焊盘
打开焊盘编辑器软件，新建一个焊盘文件，并命名为“SOT223m”，所用的单位是“毫米”，精度为小数点后3位。
在编辑器软件的“Layers”页上，请按照下图方式进行设置：
图3-17异型焊盘的设置
在“BEGINLAYER”层的“RegularPad”栏目的“Geometry”选项栏上，选择“Shape”，并在“Shape”选项中选择“T001”图形。而该层的热风焊盘和反焊盘，均用矩形替代。
在“PASTEMASK_TOP”层和“SOLDERMASK_TOP”层，均在“Geometry”选项栏上，选择“Shape”，并在“Shape”栏采用“T002”图形。
完成上述设置后，可以保存并退出焊盘编辑软件。
元件封装设计
在创建了焊盘之后，就可以创建元件的封装了，在本节中，我们将通过CAP-0603和SSOP-20两个元件封装的创建，熟悉元件创建的过程。其中CAP-0603元件封装采用形式手工方式进行，而SSOP-20元件封装采用向导方式进行。
手工方式创建贴片型元件封装
要创建元件的封装，首先应该启动“Allegro”软件，在前面我们已经初步掌握，
我们点击“File→New…”菜单项，弹出以下对话框：
图3-18选择新设计的类型为“Packagesymbol”
在图3-18中的对话框中，我们可以选择，新建设计的名称、存储路径和类型。“DrawingName”栏目中填上“CAP-0603”；在“DrawingType”中选择“Packagesymbol”，表示要进行元件封装设计。点击“OK”按键后，回到主界面。
设置幅面和栅格
我们当然要设置图纸的大小，其方法在前面介绍过了，这里就不细说了，请按照下图的方式进行设置：
图3-19设置图纸的尺寸
进行了上述选择之后，点击“OK”按键，回到主界面，这时图纸的幅面变小，可是栅格还是比较大的，需要改变栅格的设置：点击“Setup→Grid…”，出现以下界面：
图3-20栅格点设置
在图3-20中，将所有的“SpacingXY”都设为0.025，把“OffsetXY”都设为0，然后点击“OK”按键回到主界面，这样就把栅格的大小设置为1mil。
放置焊盘
接着点击“Layout→Pins”菜单项，然后点击“Option”窗口（一般它隐藏在主窗体的右边），该窗口如下图所示：
图3-21添加引脚时的“Option”窗口
首先要选择“Connect”选项，而不要选择“Mechanical”，表示添加的引脚时有电气连接的。
在“Padstack”栏目中点击边上的“”按钮，从而选择焊盘，我们选择前面创建的“Smd37rec39”焊盘。“Copymode”栏目保持默认值。
“Qty”的“X”栏目输入2，而“Y”栏目输入1，表示在元件中横向有两个焊盘，而纵向有一个焊盘。“Spacing”的“X”栏目输入“1.5”表示两个焊盘的中心距为1.5mm，“Order”的栏目保持默认值。
“Rotation”栏目保持“0”，表示不旋转。
“Pin#”栏目输入1，表示引脚编号从1号开始，“Inc”栏目输入1，表示引脚标号的地增值为1。
“OffsetXY”分别输入0和-0.25，表示焊盘上编号文字的位置。
完成上述设置后，在命令窗口输入“x-0.750”，于是会放置两个焊盘，并将第一个焊盘放在（-0.75,0）的位置上。
绘制元件外形
下面我们绘制元件的外形，点击点击“Option”窗口，在该窗口上有两个下拉列表框，如下图所示：
图3-22“Option”窗口的活动类和子类
在图3-22中，上面的下拉列表框用于活动类的选择，下面的下拉列表框用于子类的选择。这种“活动类”和“子类”，其实就是一种组合的分类方法，如在图3-22中，“活动类”是“PackageGeometry”表示要进行元件的几何尺寸设计，“子类”是“Assembly_Top”，表示要在顶层的装配层上进行绘制。
下面我们设置丝印外框，点击“Add→Line”菜单项，然后点击“Option”窗口，设置活动类为“PackageGeometry”，子类改为“Silkscreen_Top”，并把线的宽度设成0.05，然后在命令窗口输入元件丝印外框的坐标：
Command>x-1.40.675
Command>y-0.675
Command>x1.4
Command>y0.675
Command>x-1.4
我们应该注意到，在上述命令中，只有第一个命令完整地输入了坐标，在其它的命令中，都只输入了一个坐标值，它隐含着另一个坐标值不变。
绘制完成后，应用鼠标右键在图形上点击，在弹出的菜单中选择“Done”。
在实际进行PCB布板过程中，我们往往要关闭丝印层，仅打开装配层，所以必须在装配层上绘制出元件的外形，从而在仅打开装配层的情况下，使用户能分辨元件。
按照图3-22进行“活动类”和“子类”的设置后（“活动类”为“PackageGeometry”、“子类”为“Assembly_Top”），然后点击点击“Add→Line”菜单项，开始在顶层装配层，绘制元件的几何图形。绘制的方法与在丝印层绘图是一致的，所以就不多说了。
由于在装配层上绘制的图形，仅仅用于在PCB布板中，对元件的识别，所以其尺寸没有严格的要求，仅需要能形象地显示，另外线的宽度可以是0。
由于装配层上的图形不会影响焊接，所以可以把它们放在焊盘上。
设置元件所占据的空间
任何一个元件至少要有一个“PlaceBound”（即放置界限），它一般都是矩形，我们点击“Add→Rectangle”，然后选择活动类为“PackageGeometry”，子类为“Place_Bound_Top”，然后在命令窗口中输入：
Command>x-1.45-0.725
Command>x1.450.725
这样就完成了“放置界限”的设置。
放置参考编号
参考编号也是一个元件必不可少的组成部分，放置的方法如下：点击“Layout→Labels→RefDes”菜单项，我们先在顶层装配层加入参考编号，然后选择子类为“Assembly_Top”，然后在元件边上点击一下，输入需要的文字。因为我们所创建的CAP-0603元件封装用于电容，所以输入的文字为“C”，在实际放置时，该文字变为“C1、C2”等。
按照类似的方法，在顶层丝印层也放置参考编号的文字为“C”。需要注意的是由于丝印层的编号是实际印在PCB板上的，为了在生产过程中看清楚，所以不能太小，我们可以在“Option”栏的“Textblock”选项栏中选择合适的字号。
创建零件
点击“File→CreateSymbol…”菜单项，将弹出创建“CreateSymbol”对话框，选择路径、名称后，可以保存该封装。
点击“File→CreateDevice…”菜单项，将弹出创建“CreateDevice”对话框，选择封装的类型为“DISCRETE”。
最后点击“File→Save”菜单项，就保存了“CAP-0603”封装设计文件。
在全部设计完成后，CAP-0603封装如下图所示：
图3-23CAP-0603封装的设计完成图
向导方式创建元件封装
下面我们利用向导方式创建SSOP-20封装。而从技术资料上查找的SSOP-20封装图如下：
图3-24SSOP-20封装尺寸图
在电脑上点击“开始→所有程序→CadenceSPB16.2→PCBEditor”菜单项，启动Allegro软件，然后点击“File→New…”菜单项，弹出的如图2-7的对话框中，在该对话框中的“DrawingType”的下拉列表框选择“Packagesymbol(wizard)”选项，并设置好路径，元件名称设为“SSOP-20”，点击“OK”按键后，出现如下对话框：
图3-25选择封装的种类
在图3-25的对话框中选择“SOIC”一项，然后点击“Next”按键，这时对话框变成如下的样子：
图3-26选择模板
在图3-26中，可以选择向导的模板，我们在“Templatedrawingfile”栏目中，选择“DefaultCadencesuppliedtemplate”选项，选择默认的模板，再点击“LoadTemplate”，然后再点击“Next”按键，这时对话框变成如下的样子：
图3-27选择封装尺寸的单位和默认前缀
在图3-27的对话框中，用于选择封装尺寸的单位和默认前缀，我们就按照图3-27的对话框中的选择进行设置，然后再点击“Next”按键，这时对话框变成如下的样子：
图3-28设置芯片的尺寸
在图3-28上设置芯片的尺寸，我们按照图3-28的对话框中的选择进行设置，然后再点击“Next”按键，这时对话框变成如下的样子：
图3-29选择管脚的焊盘
图3-29的对话框用于设置芯片引脚的焊盘（第一个引脚的焊盘与其它引脚的焊盘），我们选择的焊盘均为“smd61obl18”（这是一个宽度61mil、高度18mil的圆角矩形贴片焊盘），然后再点击“Next”按键，这时对话框变成如下的样子：
图3-30设置坐标原点、选择是否创建.psm文件
图3-30的对话框用于设置坐标原点，选择是否创建.psm文件，完成设置后，点击“Next”按键，这时对话框变成如下的样子：
图3-31完成向导方式创建元件封装
在图3-31的对话框中点击“Finish”按键就可以完成元件封装的创建过程，下图就是SSOP-20封装的设计完成图。
图3-32SSOP-20封装的设计完成图
PCB板的布局
一．创建电路板
在完成了所有电路元件的制作后，就可以创建电路板了。首先要打开“Allegro”软件，在然后新建一个制图文件，如下图所示：
图3-33创建电路板
选择的类型为“Board”，然后选择文件的名称和路径，并点击“OK”按键。
接着我们应该设置图纸的尺寸：点击“Setup→DesignParameters…”菜单项，由于我们电路板的大小约为66×49mm，所以我们把图纸的尺寸设为宽度为10000mil，高度设为4000mil。设置的方法与进行零件封装尺寸设计类似，在此就不赘述了。
下面我们设置电路板的边框：选择活动类为“BoardGeometry”，子类为“Outline”，然后用绘制直线的方法设置电路板的边框：边框的宽为2600mil，高为1968min。
我们往往希望电路板的四角都是圆弧状的，而不是直角，因此需要给它们进行倒角：点击“Manufacture→Dimension/Draft→Fillet”菜单项，进行圆弧倒角（若点击“Manufacture→Dimension/Chamfer→”菜单项，则进行斜面倒角）。然后在“Option”窗口中，设置圆弧的半径，在我们的电路中，圆弧半径设为100mil，然后分别点击电路板的边框，就可以把电路板的4个角，都变成圆弧形状。
接着我们要设置“允许布线区”。通常在电路板的边上最好不要布线，因此我们就把“允许布线区”设置为电路板边沿150mil以内的区域。点击“Setup→Areas→RouteKeepen”菜单项，然后在命令窗口中以输入坐标的形式绘制一个2400×1768min的区域，它就是我们的布线区域。
实际上我们还可以进一步设置其它区域，如“禁止元件放置区”，而在我们的电路板中，由于有些接口元件要摆放在电路板的边缘上，所以我们就不进行设置了。上述设置完成之后，电路板如下图所示：
图3-34电路板完成基本设置后的状态
二．调入网络表
接着我们要调入网络表，点击“File→Import→Logic…”菜单项，出现如下对话框：
图3-35网络表加载对话框
在图3-35的对话框中首先要选择“Importlogictype”栏目，因为我们的原理图是采用DesignentryCIS原理图系统绘制的，所以我们应该选择“DesignentryCIS”选项；在“Importdirectory”栏目中，选择网络表所在的文件夹，通常是原理图文件夹下的“allegro”文件夹。
其它的选项可以按照默认值进行选择，然后点击按键，就可以调入网络表。在此过程中，如果网络表有错误，则会出现一个文本文件，指示出错的地方。
如果没有错误，我们可以点击“Place→Manually…”菜单项，于是弹出如下对话框：
图3-36元件放置对话框
在图3-36中对话框中，可以看到网络表中加载的各个元件。
三．手工方式放置元器件
以手工方式放置元件，可以在图3-36的对话框中，选择某一个元件，然后拖动该元件的编号，放入电路板的图纸中。
有时我们希望根据原理图的连线关系，把各个元件放置在电路板的图纸中，最好是在原理图中选择元件，然后就能够直接放入电路板中。这时我们应该打开“DesignEntryCIS”软件，点击“Options→Preferences…”菜单项，则会弹出“Preferences”对话框，如下图所示：
图3-37参数选择对话框
在图3-37所示的对话框中，选择“Miscellaneous”选项页，在“IntertoolCommunication”栏目中，要勾选“EnableIntertoolCommunication”复选框，这样就把原理图设计程序和PCB板设计程序连接在一起了。
这时在“PCBEditor”程序中，打开图3-36中的“元件放置”对话框，并在原理图中选择要放置的元件，并点击鼠标右键，在弹出菜单中选择“PCBEditorSelect”菜单项，这时把光标移动到PCB图纸上，则可以把要放置的元件放置到PCB板图纸上。
另外我们还可以快速地把所有元件都放置到PCB板的图纸上。点击“Place→Quickplace…”菜单项，则会弹出如下对话框：
图3-38元件快速放置对话框
我们在“PlacementFilter”选项栏中，选择“Placeallcomponents”选项；在“Edge”选项栏中，勾选在图纸中放置的位置；在“BoardSide”选项中选择放置在顶层或底层；其它选项可以按照默认值进行，然后点击“Place”按键，就可以把所有元件都放置到电路板的图纸上了。
四．电路板元件布局的原则
在电路板上进行元器件的布局，是电路板设计中最重要的任务之一。如果元件布局不合理，是不可能布出一块性能良好的电路板的。而在电路板上进行元件的布局是一项创造性的工作，虽没有一个固定方法，却有着一系列布局原则。
1．元件摆放的顺序
电路板上，有一些元件的位置是固定的，比如：电源插座、指示灯、开关和接插件等需要定位的器件，要首先放置这些元件，并给这些器件赋予不可移动属性。
然后放置特殊元件，例如核心信号电路芯片、发热元件、变压器等，再放置比较大的元件，如集成电路等，最后放置小元件，例如电阻、电容、二极管等。
即按照“先大后小，先难后易”的布置原则，重要的单元电路、核心元器件应当优先布局。
2．元件离电路板边缘的距离
元件通常应该放置在离板边缘3mm以内的位置，或者至少距电路板边缘的距离等于板厚，这是由于在大批量生产中进行流水线插件和进行波峰焊时，要提供给导轨槽使用，同时也是防止由于外形加工引起电路板边缘破损，引起铜箔线断裂导致废品。如果电路板上元件过多，不得已要超出3mm时，可以在电路板边缘上加上3mm辅边，在辅边上开V形槽，在生产时用手掰开。
3．原理图的指导作用
布局中应参考原理图（框图）主信号流向规律安排主要元器件。如果没有特殊要求，尽可能按照原理图的元件安排对元件进行布局，信号从左边进入、从右边输出，从上边输入、从下边输出。按照电路流程，安排各个功能电路单元的位置，使信号流通更加顺畅和保持方向一致。以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑，原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。数字电路部分应该与模拟电路部分分开布局。特殊情况需较长布线，尽量使用具有低输出阻抗之信号线，频率较高时应有良好的阻抗匹配。
4．元件的布局分隔
高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开;
模拟信号与数字信号分开；
高频信号与低频信号分开。
5．特殊元件布置
发热元件应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外,温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
具有高电位差的元件：应该加大具有高电位差元件和连线之间的距离，以免出现意外短路时损坏元件。为了避免爬电现象的发生，一般要求2000V电位差之间的铜箔线距离应该大于7mm，若对于更高的电位差，距离还应该加大。带有高电压的器件，应该尽量布置在调试时手不易触及的地方。
高频元件：高频元件之间的连线越短越好，设法减小连线的分布参数和相互之间的电磁干扰，易受干扰的元件不能离得太近。隶属于输入和隶属于输出的元件之间的距离应该尽可能大一些。
可以调节的元件：对于电位器、可调电感线圈、可变电容、微动开关等可调元件的布局应该考虑整机的结构要求，若是机内调节，应该放在电路板上容易调节的地方。
IC的去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。
BGA与相邻元件的距离>3mm。其它贴片元件相互间的距离>0.7mm；贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm。
五．电路板元件布局的基本操作
1．元件的移动
元件的移动可以采用如下方式：点击“Edit→Move”，然后点击要移动的元件，然后拖动到需要的地方；直接用鼠标右键点击要移动的元件，在弹出的菜单中选择“Move”菜单项，也可以移动元件。如果要给元器件进行精确地定位，应该在命令窗口输入坐标值或移动的距离，比如在输入“ix-3”就可以把元件向左移动3个单位。
2．元件的旋转
有时需要元件旋转元件，这时首先要按照移动元件的方式，使元件进入“移动”状态，然后再用点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Rotate”菜单项，再用鼠标在要旋转的元件周围绕行一定的角度，就可以转动元件。也可以直接用鼠标右键点击要旋转的元件，在弹出的菜单中选择“Spin”菜单项。
通常元件的转动角度是90°，其实也可以转动其它角度，在“Options”我们改动“Angle”的默认值，就可以转动其它角度。
下图是笔者所对STC单片机下载板的布局：将单片机锁紧插座放置在线路板的下方；USB接口插座放在左上边，并且伸出板框，便于连接；按键开关放在右上边，也便于操作；3脚跳线和扩展插座，放在上边，便于操作和连接；其它芯片、元件依据就近的原则进行放置。另外在每个芯片边上要放置一个去耦电容。
图3-39接口电路板的元件布置
我们的接口电路板元件布置如图3-39所示。当然，读者可以根据上述原则，自行布置出更好的电路板。
PCB板的布线
PCB板的布线原则
线宽和间距
电路板上的布线的线宽首先要考虑导线上流过的电流，对于低频信号，通常可以按照下表考虑线宽，该表的单位是安培（A）：
线宽（mil） 铜皮厚度（35mil） 铜皮厚度（50mil） 铜皮厚度（70mil） 6 0.20A 0.50A 0.70A 8 0.55A 0.70A 0.90A 12 0.80A 1.10A 1.30A 16 1.10A 1.35A 1.70A 20 1.35A 1.70A 2.00A 24 1.60A 1.90A 2.30A 32 2.00A 2.40A 2.80A 40 2.30A 2.60A 3.20A 48 2.70A 3.00A 3.60A 60 3.20A 3.50A 4.20A 80 4.00A 4.30A 5.10A 100 4.50A 5.10A 6.00A 表3-1不同线宽允许的电流上限
表3-1是低频信号的电流上限，通常铜箔的宽度都要比上述极限值大，这是因为高频信号的“趋肤效应”等原因。
要尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,电源线为1.2～2.5mm，地线应该尽量宽，一般以大于3mm为宜。对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)。
线间距：线间距的设置应考虑其介电强度。相邻铜箔线之间的间距应该满足电气安全要求，同时为了便于生产，间距应该越宽越好。最小间距至少能够承受所加电压的峰值。在布线密度低的情况下，间距应该尽可能的大。电路工作电压与爬电距离的关系，一般是100V/mm。
当然对于低电压、小电流信号，主要考虑的是PCB板加工能力，一般线宽、线距都要大于6mil；特殊情况下线宽、线距也要大于4mil。
布线的顺序
电源线优先：在电路板上，通常首先布置电源线和地线，这样可以保证电源线、地线在电路板是比较规整，线宽也得以保证。
关键信号线优先：摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线。
密度优先原则：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线。
高速信号线的处理
当高速信号（信号频率高=上升沿和下降沿快的信号）在铜箔线上传输时，由于铜箔线电感和电容的影响，会使信号发生畸变，当畸变过大时，就会使系统工作不可靠。一般要求，信号在电路板上传输的铜箔线越短越好，过孔数目越少越好。典型值：长度不超过25cm，过孔数不超过2个。
减小交叉干扰
当一条信号线具有脉冲信号时，会对另一条具有高输入阻抗的弱信号线产生干扰，这时需要对弱信号线进行隔离，方法是加一个接地的轮廓线将弱信号包围起来，或者是增加线间距离，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。对于不同层面之间的干扰可以采用增加电源和地线层面的方法解决。
有些具有高阻抗的信号线进行包地处理时仍不能获得良好的效果，由于信号线与地线间存在电位差，干扰信号很容易通过信号线与地线间电容耦合，解决方法是将信号线通过缓冲（如运放），使信号线变成低阻抗线，低阻抗线是不容易被干扰的，用该低阻抗线将需要屏蔽的信号线进行包围，由于两线间电位相等，干扰便不能对高阻抗信号线形成干扰，以达到抗干扰的作用。这是一种非常重要的干扰方法。
应尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用同轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离，而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。
3W和20H原则
为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。
由于电源层与地线层之间的电场是变化的，在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H（对于双层板是电路板的厚度）为单位，若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。
PCB板布线规则设置
在“Allegro”软件中，进行PCB板布线规则的设置，首先要打开约束管理器：点击“Setup→Constraints→ConstraintsManager”菜单项，则会弹出如下对话框：
图3-40约束管理对话框
利用约束管理器可以进行多项有关布板的设置，对于我们而言，主要是进行线宽和线距的设置，其它设置将在后续章节中学习。
1．线宽的设置
在约束管理对话框左侧的栏目中选择“Physical”，并选择该栏下的“PhysicalConstrainSet”/“AllLayers”，它用于设置默认的线宽，这时约束管理器变成如下的样子：
图3-41设置默认线宽
在图3-41对话框的中间可以设置默认线宽的最大值、最小值，以及脖颈线宽的最大、最小值。
显然我们还需要设置诸如电源线、地线等特殊网络的线宽，在对话框左侧的栏目中选择该“Net”/“AllLayers”，这时会把各个网络的线宽都显现出来，可以进行分别的设置。
2．间距的设置
间距的设置是另一个常用的设置项目，在约束管理对话框左侧的栏目中选择“Spacing”栏目，与线宽设置相类似，可以设置默认的间距和按层、按网络分别设置间距。
在这里设置的项目比较多，比如“LineToLine”、“LineToPin”、“ViasToLine”等，我们把它们都设置成10mil。如下图所示：
图3-42线间距设置
布线操作
布线操作主要包括飞线的显示和关闭、画线、放置过孔、画线推移、过孔移动等。
请注意，以下大多数操作执行后，都应该用鼠标点击右键，并在弹出的菜单中选择“Done”菜单项（或按下F6键），以完成该项操作。若要放弃该操作，可按下F9键。
飞线的显示和关闭
要显示所有的飞线，可以在菜单栏上点击“Display→ShowRats→All”菜单项，就可以把全部的飞线都显示出来。
要关闭所以的飞线，在菜单栏上点击“Display→BlankRats→All”菜单项，则会关闭所有的飞线显示。
我们在布线时，往往希望仅显示几条飞线，我们应该先关闭所有的飞线显示，然后在菜单栏上点击“Display→ShowRats→Nets”菜单项，再点击相应的引脚，则该引脚所在网络的飞线就会显示出来。
画线
画线时布线的最基本操作，在菜单栏上点击“Route→Connect”菜单项，然后在打开“Options”窗口，如下图所示：
图3-43画线的选项
在图3-43中，最上面的栏目指示当前画线的层，下一个栏目是切换层，即放置过孔后，自动该层画线。“Linewidth”栏目用于设置当前的线宽，其它的栏目可以保持默认值。
然后在电路板的图纸上点击相应的引脚，并移动另一个引脚上，于是就可以在电路板上画出连线。
要删除某些连线，可以点击“Edit→Delete”菜单项，再用鼠标逐一点击要删除的连线，最后按下F6键就可以了。
放置过孔
放置过孔是非常简单，在连线过程中，用鼠标在要放置过孔之处进行双击，就可以放置一个过孔，并且自动把当前的布线层切换为另一层。
在画线过程中，也可以用菜单的形式放置过孔：在画线过程中，在要放置过孔的位置用鼠标左键点击一下，然后再点击鼠标右键，这时会弹出一个菜单，选择“AddVia”项，于是在刚才鼠标左键点击的位置就会放置一个过孔，并且自动把当前的布线层切换为另一层。
连线和过孔的移动
在布线过程中，经常需要移动连线和过孔，移动的方法都很简单。
要移动连线时，首先点击“Route→Slide”，然后把鼠标放置在连线上，在该连线高亮显示时，拖动鼠标就可以移动该连线了，而连线的端点并不移动。如果该连线边上有其它连线，将受到该连线的挤压随着移动。
移动过孔与移动连线类似，在把鼠标放置在过孔上，在该过孔高亮显示时，拖动鼠标就可以移动该过孔了，而过孔上的连线也随之移动。
下图是STC单片机下载电路板的连线图。
图2-32接口电路实验板的PCB设计
PCB板的后处理
覆铜
在某些电路板上，为了减小信号的干扰，常常把PCB板的空白位置都保留铜箔，并且使之与地（或电源）连接，这被称为“覆铜”。就我们设计的“STC单片机下载电路板”而言，并不需要进行覆铜，但是为了同学们这部分内容，所以还是在该电路板上进行覆铜（只要正确地进行覆铜操作，对我们的电路板是没有害处的）。
有关覆铜的设置
假设我们把连线、过孔、焊盘等电气元素之间的间距设为10mil，这是多数PCB板生产厂家可以实现的。可是如果把覆铜与上述电气元素之间的间距也设为10mil，则生产出的PCB板可能会出现覆铜与连线、过孔或焊盘之间的短路现象。所以一般要把覆铜与其它电气元素之间的间距设为20mil或20mil以上。该设置如下：
在“Allegro”软件中，点击“Setup→Constraints→Spacing…”菜单项，这时会弹出如下窗体：
图3-33设置覆铜与其它电气元素的间距
在图3-33中，我们首先在左边选择“Shape”栏目，它将设置覆铜与其它电气元素的间距（覆铜被认为是一种“Shape”）。接着我们可以在该窗体的右边设置它与连线、过孔、焊盘等电气元素的间距（比如我们把上述间距都设为20mil）。设置完成后，可以直接关闭该窗体。
覆铜的操作
在“Allegro”软件中，进行覆铜操作是点击“Shape”菜单栏，在该菜单栏中应选择“Polygon”、“Rectangular”或“Circular”子菜单项，分别进行多边形覆铜、矩形覆铜或圆形覆铜操作。由于我们要在整个电路板上覆铜，而我们的我们的电路板是一个矩形板，所以我们选择“Rectangular”项。
这时我们还要设置“Options”小窗口，如下图所示：
图3-34覆铜时设置“Options”小窗口
在图3-34中，首先设置“ActiveClass”为“Etch”，在“Subclass”中，选择需要覆铜的层，然后在“ShapeFill”中，选择覆铜的类型：覆铜分成静态和动态覆铜，动态覆铜会自动避让其它电气元素；而静态覆铜不会自动避让，需要在覆铜上人工挖空其它电气元素的位置，所以我们选择动态覆铜“Dynamiccopper”。在“Assignnetname”我们应该选择覆铜所连接的网络，我们选择“Gnd”。
然后在电路板上绘制一个矩形，它就是我们需要的覆铜。
我们在底层也放进行覆铜，其方法与顶层覆铜的方式基本一致，也不多说了。
删除“孤岛”
在我们的覆铜中，有一些部分与地线并不连接，成为“孤岛”，这些“孤岛”反而形成耦合电容，不利于阻止信号线的相互干扰，所以要把它们删除。
选择“Shape→Deleteislands”菜单，然后打开“Options”小窗口，
图3-35删除孤岛的“Options”小窗口
在“Options”小窗口中选择要删除孤岛的层，并且还显示了目前孤岛的数目，点击“Deleteallonlayer”按键，就可以删除各个孤岛。
状态检查
连线状态检查
在初步完成布线和覆铜之后，应该检查一下是否把所有连线都连接好，点击“Display→Status…”菜单项，则会弹出如下对话框：
图3-36连线状态对话框
如图3-36所示，在连线状态对话框中，分成三个小框，其中“Symbolandnets”是表示有关元件和连线的：“Unplacedsymbols”项表示PCB板上未放置的元件数；“Unplacednets”项表示未连好的网络数；“Unplacedconnection”表示未连好的连接数。
在图3-36中，显示了有一个网络的一个连接还没有连好，为了找到未连好之处，点击“Unplacedconnection”前的黄色方块，则出现如下对话框：
图3-37未连接引脚的报告
在图3-37中显示了未连接的引脚，当前未连接的引脚是R1的1号引脚到C5的2号引脚，在点击对应的坐标，还可以图纸的中心定位到该引脚之处。我们随后在PCB板上添加该连线，再次进行状态的检查，就可以发现所有连线都已连好了（由于我们的覆铜类型是动态覆铜，所以只要直接连线就可以了）。
覆铜状态检查
在图3-36中，中间一栏是有关覆铜的状态，“Isolatedshapes”就是前面说过的“孤岛”，在我们删除孤岛之后，该项为0。
“Unassignedshapes”表示未连接网络的覆铜，由于在我们覆铜中，均设置了覆铜所连接的网络为“Gnd”，所以该项也为0。
“Outofdatashapes”表示畸形的覆铜，在我们的PCB板上，该项也为0。
DRC校验检查
在图3-36中，最下面的一栏是有关DRC校验的，一般在完成初步PCB设计后，要点击“UpdateDRC”按键，再进行一次DRC校验，如果没有任何DRC错误，才能继续后面的工作，如果有校验错误，必须进行修正。
更新元器件编号
更新元器件编号的意义
在实际进行电子产品生产、调试、维修过程中，常常希望在电路板上的元器件编号是按照一定顺序排列的，这样查找元器件就很方便。可是迄今为止，我们在PCD板的元器件编号是从原理图上的编号转移而来的，这与PCB板上的元件排列顺序是不一致的，所以为了给今后的生产、调试、维修活动带来方便，我们要对PCB板上的各个元器件编号，按照一定顺序进行重新排列。当然我们还必须保持原理图和PCB板的一致性，要再把重新编号的结果，回注到原理图中。
在PCB板上更新元器件编号
在“Allegro”软件中，要自动更新元器件的编号，应点击“Logic→AutoRenameRefdes→Rename…”菜单项，这时弹出如下对话框：
图3-38PCB板元器件重新命名对话框
在图3-38上，点击“Renameallcomponents”按键就可以对PCB板上的元器件进行重新编号。不过由于“Allegro”软件所默认的元件编号方式往往与我们希望的方式不完全一致，所以我们一般要对元器件编号的方式进行设置，在图3-38上，点击“More…”按键，出现如下对话框：
图3-39元器件重新编号设置对话框
在图3-39上，左上方的“LayerOptions”框用于顶层、底层的设置。其中“Layer”栏目用于设置对哪个层进行重新编号，它共有三个选项：“TOP”表示只在顶层进行重新编号，“BOTTOM”表示只在底层进行重新编号，“BOTH”表示在顶层、底层都进行重新编号。对于我们的PCB板而言，由于把所有的元件都放置在顶层了，所以应选择“TOP”或“BOTH”
“Startinglayer”栏目用于选择起始编号的板层，一般选择“Toplayer”。
“Componentorigin”栏目用于设置元件编排顺序的参考点，通常选择元件的中心为参考点，即选择“BodyCenter”。
图3-39左边另外两个栏目分别用于设置顶层和底层的排列顺序，两个栏目对应项的设置方法是完全一致的。“FirstDirection”栏目用于设置第一排列方向是水平方向还是垂直方向；另两个栏目用于设置两个方向上的排列顺序。
图3-39右上方的栏目用于设置编号的格式。在“RefDesPrefix”项中输入“”表示新命名的编号前缀与原来的前缀一致。
“ToplayerIdentifier”和“BottomlayerIdentifier”栏分别表示在顶层或底层的额外前缀（比如可能希望把底层第3个电容命名为BC3，就应在“BottomlayerIdentifier”栏中输入“B”）。
“SkipCharacter(s)”表示要跳过的字符。
“RenameMethod”有两个选项：“GridBased”表示基于栅格点命名，“Sequential”表示按照顺序命名。
图3-39右边中间的栏目用于按照顺序命名编号时的编号位数：比如该处如输入3，对电容的命名就是C001、C002、C003等。通常我们在该处输入1，这样电容的命名就是C1、C2、C3等。
图3-39右下方的栏目用于基于栅格点的命名，由于一般很少采用基于栅格点的命名方式，在这里就不介绍了。
就多数PCB板而言，一般只要去掉“ToplayerIdentifier”和“BottomlayerIdentifier”栏中的字符，其余各项，保持默认就可以了。
完成了PCB板上元器件重新编号的设置后，就可以回到图3-38的对话框中，点击“Renameallcomponents”按键对PCB板上的元器件进行重新编号。
原理图回注
完成了PCB板上的元器件重新编号后，为了保证原理图和PCB板的一致性，要从PCB板上提取新的元件编号，回注到原理图上。
在“Allegro”软件中，点击“File→Export→Logic…”菜单项，弹出如下对话框：
图3-40逻辑输出对话框
在图3-40中，有两个选项页，在“Cadence”选项页中，可以选择原理图的格式和原理图网络表所在的路径；在“Other”选项页设置PCB板文件所在的路径。设置完成后点击“ExportCadence”按键，就完成了回注文件的创建工作。
接着打开“DesignEntryCIS”软件，打开原理图设计，在项目窗口中，选择设计文件，再点击“Tools→BackAnnotate…”
图3-41回注对话框
在图3-41所示的对话框中也有两个选项页，由于我们的PCB板是由PCBEdit软件生成的，所以就在“PCBEditor”选项页中进行设置。
在“PCBEditor”选项页中可以设置PCB文件的路径、网络表文件的路径以及回注后输出的交换文件路径。如果要直接更改元件的编号或浏览输出文件，应分别选中“UpdateSchematic”和“ViewOutput(.SWP)F:”复选框。然后点击“确定”按键，就可以完成回注工作了，原理图中的元器件名称都已被更改，同时还产生了一个交换文件。下图就是该交换文件的一部分：
图3-42交换文件
生产PCB板所需的文件
PCB板生产过程简介
在后面的章节中我们将较为详细地介绍PCB板的生产过程，在这里为了说明各个用于生产的文件的作用，简单介绍一下PCB板的制作过程。下面我们以双面板为例介绍其主要工艺过程：
加工双面PCB板的原材料是在绝缘材料板两面都镀有铜箔的板材，其尺寸通常是1米见方。加工的第一步是切割板材；然后要在板材的过孔、通孔焊盘之处进行钻孔（如果不是圆孔还需特别处理）；钻孔完毕后再进行电镀，使孔壁内侧镀上了金属层；然后在板材的两面上均匀涂布感光胶，并用照相的方法，使板上最终没有铜箔的地方曝光（曝光后的感光胶变硬）；洗去未曝光的感光胶，并再次进行电镀，给最终留有铜箔的地方镀上保护层（孔壁也被保护）；然后进行腐蚀，板上没有保护层的铜箔就都被腐蚀掉了；再把保护层洗掉，通过丝网印刷的形式把焊盘、过孔之外的地方涂上阻焊剂（俗称“绿油”）；再通过热风整平工艺，将焊锡材料镀在PCB板的焊盘和过孔上；再通过丝网印刷的形式给PCB板印上元件外框、编号等内容。
另外在PCB板的焊接时（如果采用回流焊），应在板上覆盖钢模板，这些钢模板上有许多空洞，它们对应着焊盘、过孔等需要涂锡膏的位置，通过钢模板镀上助焊材料，然后放上元件进行焊接。
前述丝网印刷时，先要制作网版，而制作网版也是先在丝网上涂布感光材料，然后再用照相的方法，使一部分变硬的感光材料保留在丝网上，液体是无法透过丝网的这部分区域的，而丝网的其它部分是可以通过液体的。
用于PCB板生产的文件
如果我们采用Portel软件进行PCB设计，则PCB的设计工作到此就可以完成了。但是实际上，当我们把Portel软件设计的PCB文件送给PCB生产厂家后，PCB生产厂家还需要由设计文件生成钻孔文件、光绘文件等等，有了这些文件才能完成PCB板生产。
可是目前多数PCB板生产厂家对Cadence软件并不太熟悉，所以上述生成钻孔文件、光绘文件等工作，要由我们PCB板的设计者自己来完成。
那么生产PCB板共需要哪些文件呢，我们在这里把这些文件总结一下：
PCB板上有很多圆孔（包括过孔和通孔型焊盘），所以必须有一个钻孔文件，它表示哪些位置进行钻孔、孔径是多大。并且还要有一个钻孔参数设置文件。
PCB板上可能还有长圆孔、矩形孔等异型孔，仅仅使用钻头，是无法加工这些孔的，所以还需要异型孔的钻孔文件。
钻孔参数设置文件（扩展名为“.txt”）；圆孔的钻孔文件（扩展名为“.drl”）；异型孔的钻孔文件（扩展名为“.rou”）；
在前述加工PCB板过程中，包括制作丝网的网版，多次采用照相形式进行，而这都需要光绘文件。光绘文件都是以“.arc”为扩展名的，就我们的单片机下载电路板而言，包含以下光绘文件：
顶层的光绘文件，其中包括顶层焊盘、过孔和铜箔的信息。
底层的光绘文件，其中包括底层焊盘、过孔和铜箔的信息。
顶层丝印层光绘文件。
顶层阻焊层光绘文件。
顶层加焊层光绘文件。
底层阻焊层光绘文件。
底层加焊层光绘文件。
钻孔图形的光绘文件。
板框外形的光绘文件。
建立丝印层
设置丝印层的颜色
在“Allegro”软件中，如果需要变更PCB板上各种元素的显示方式，应点击“Display→Color/Visibility”菜单项，则会弹出如下对话框：
图3-43颜色和可视性对话框
图3-43所示的对话框是用于在PCB设计中，设置各种元素的颜色和可视性的对话框。其左边是用于显示了各种类别的类别栏，右边是用于选择对应项目的设置栏，而下方是用于选择设置颜色的色彩栏。
比如列表栏中“Stack-Up”是用于按照层叠结构来设置颜色、“PackageGeom…”用于设置元件的颜色。假如我们希望吧顶层的焊盘和过孔都设置为蓝色，就可以先在类别栏上点击“Stack-Up”一项，然后在颜色栏的颜色块中选择蓝色，然后点击设置栏的“Top”与“Pin”的交叉处、“Top”与“Via”的交叉处的颜色块，使该颜色块变为蓝色，并选中它们前面的复选框。最后点击“Apply”按键，就可以设置顶层的焊盘和过孔都为蓝色。
由于现在元件的布局和布线工作都已经结束了，我们不需要装配层（包括元件边框和元件编号）的显示了，所以我们先把装配层的显示关掉：我们点击类别栏的“PackageGeom…”项，去掉设置栏“Assembly_Top”前面的“√”；再点击类别栏的“Component”项，去掉设置栏“Assembly_Top”和“RefDes”交叉点处的“√”。最后点击“Apply”按键，就可以关闭顶层装配层的显示了。
下面我们设置丝印层的颜色，这里所说的丝印层是指提供给PCB板生产厂商的丝印层文件。原本在PCB板上也有表示元器件外形和元件编号的丝印层，它们的颜色和丝印层文件的颜色可以不一致。前者经过后面介绍的方法，才能转换成丝印层文件。
我们在图3-43的类别栏上选择“Manufacturing”项，在设置栏中把“Autosilk_Top”的颜色设为白色，如下图所示：
图3-44设置丝印层的颜色为白色
生成丝印层文件
在“Allegro”软件中，点击“Manufacture→Silkscreen…”菜单项，弹出如下对话框：
图3-45生成丝印层文件对话框
在图3-45中，在“Layer”栏目中，设置要生成丝印文件的层，若是顶层应选择“Top”，若是底层应选择“Bottom”，若是两层都要应选择“Both”。由于我们的元器件都在顶层，所以只需要在顶层上进行丝印，即设置为“Top”。
“Elements”栏目设置把什么元素复制到丝印文件中：“Lines”表示图形线，“Text”表示文本，“Both”表示两者都复制。通常在这里都要选择“Both”。
“Classandsubclasses”栏目中，共有7个项，而每个项又可以有“Silk”、“Any”和“None”三个选择：“None”表示不提取；“Silk”表示仅从丝印设置中复制图形；“Any”表示优先从丝印设置中复制图形，如果没找到，就从装配层复制图形。假设把“Referencedesignator”设置为“Silk”就表示把原本PCB板上丝印层的元器件编号复制到丝印文件中。通常我们只需要在丝印层上标识元器件的编号和外框，所以就应该把“Packagegeometry”和“Referencedesignator”设置为“Silk”，而把其它项设置为“None”。
“Text”栏目中，主要设置有关丝印层的文字。“Rotation”后的4个复选框表示允许生成的文字方向；“Allowundercomponents”表示允许生成的文字放在元件下面；“Lockautosilktextforincrementupdates”表示新的文字锁定为原位置；“DefaultTextchecking”表示进行文本检查；“Maximumdisplacement”表示文本移动时，与原位置的最大偏移量。通常我们生成丝印文件后，文本的位置都要进行移动、旋转，所以该栏目中的各项设置意义不大，保持原来的默认状态就行了。
在图3-45上点击“Silkscreen”按键，就可以生成丝印文件了。下图就是生成的丝印文件图形：
图3-46丝印文件图
调整文字和增加文字
在图3-46中可以看出，在自动生成的丝印文件上，各个元件标号的方向都是混乱的，需要进行调整。在丝印层文本时调整时，要注意不要把丝印层的文本放到焊盘和过孔上，所以我们需要把顶层的焊盘、过孔都显示出来。
调整丝印层的文字，就是对丝印层的文本进行移动和旋转，为了避免误操作，所以我们应该在“Find”小窗体上，仅选中“Text”一项。还要注意，应该尽可能避免把文本放在元件下面，因为这样的话，一旦元件焊接后，文本就被覆盖了。但有时元件和文本非常密集，这样就只好把文本放在元件下面了。
另外还可以在丝印层上额外添加文字，其方法是点击“Add→Text”菜单项，并设置“Options”小窗口如下图所示：
图3-47在丝印层添加文字的设置
如图3-47所示，要在丝印层上添加文字，应该把Class和Subclass分别设置为“Manufacturing”和“Autosilk_Top”，并设置好文字的大小、方向等信息，然后在PCB板上点击相应位置，输入要添加的文字，最后按下“F6”键，完成添加文字的工作。
下图是完成丝印层文字调整，并添加文字后的丝印文件图（未关闭顶层焊盘和过孔的显示）：
图3-48完成文字调整后的丝印文件图
生成钻孔文件
钻孔参数设置
要生成钻孔文件，首先要进行相关的设置，在“Allegro”软件中，点击“Manufacture→NC→Parameters…”菜单项，弹出如下对话框：
图3-49钻孔参数对话框
如图3-49所示，在钻孔参数对话框中，“Parameterfile”框中指定生成的参数文件的路径和名称。
在“Outputfile”框中，“Header”项指定一个或多个文本文件作为其头文件，默认为“none”；“Leader”框中指定文件的引导长度；“Code”框指定文件的编码格式。一般我们对“Outputfile”框中的内容不做变更，保持其默认值。
在“Excellonformat”框中，“Format”项指定钻孔文件中的数据格式，如“2-3”表示小数点前有2位，小数点后有3位。“OffsetX”项指定钻孔文件中坐标原点与绘图工作区坐标原点的偏移量。“Coordinates”项指定文件采用绝对坐标或增量坐标。“Outputunits”指定文件使用的单位。“Leadingzerosuppression”项指定输出坐标开头是否填入0。“Trailingzerosuppression”项指定输出坐标末尾是否填入0。“Equalcoordinatesuppression”项表示是否禁止相等的坐标。“EnhancedExcellonformat”项指定是否产生头文件。通常我们对“Excellonformat”框中的内容也不做变更，保持其默认值。
最后，点击“Close”按键关闭该对话框，同时产生了钻孔参数文件，其名称是我们刚才在“Parameterfile”框中指定的。
生成钻孔文件
在“Allegro”软件中，点击“Manufacture→NC→NCDrill…”菜单项，弹出如下对话框：
图3-50钻孔文件生成对话框
在图3-50中，“Rootfilename”栏指定钻孔文件的路径和名称。“Scalefactor”栏设置比例因子。“Toolsequence”栏指定钻头尺寸的顺序（从小到大或从大到小）。
“Autotoolselect”栏指定是否自动选择工具。“Separatefilesforplated/non-platedholes”指定是否区分电镀或不电镀的钻孔。“Repeatcodes”指定是否重复编码。“Optimizedrillheadtravel”指定是否优化钻头的移动路线。这几个设置一般保持默认值。
在“Drilling”框中，如果在PCB板上包含盲孔和埋孔，则应选择“Bylayer”；如果全是通孔，则应选择“Layerpair”。在多层PCB板上，如果需要利用背钻去掉过孔的残桩应选中“Includebackdrill”。
完成上述设置后，可以点击“Dill”按键，就会产生钻孔文件（其扩展名为“.drl”）。
最后点击“Close”按键，关闭上述对话框。
刚才生成的钻孔文件只能处理圆形孔。对于长圆孔和矩形孔而言，要在“Allegro”软件中，点击“Manufacture→NC→NCRoute…”按键，弹出以下对话框：
图3-51异型孔钻孔文件对话框
在图3-51中，点击“Route”键就可以创建异型孔的钻孔文件（扩展名为“.rou”）了。由于在我们的电路板中所有的孔都是圆形孔，所以我们可以不进行此项工作。
生成钻孔表和钻孔图
我们首先在“Allegro”软件中，关闭除PCB板之外的一切显示，即在颜色和可视性对话框中，仅选中类别栏中“BoardGeometry”中的“Outline”一项，其它类别栏中的各项都不予以选中（可以先点击）。
然后在“Allegro”软件中，点击“Manufacture→NC→DrillLegend…”菜单项，弹出如下对话框：
图3-52钻孔表和钻孔图生成对话框
在图3-52中，“Templatefile”栏指定模板文件；“Drilllegendtitle”栏指定钻孔的标题；“Backdrilllegendtitle”栏指定整个钻孔图的标题；“Outputunit”栏指定钻孔表所用的单位。
在“Holesortingmethod”框中指定钻孔表中各个孔的排列顺序，包括递增或递减、电镀孔在前或非电镀孔在前。
下面的“Legends”框中内容，在图3-50中已经介绍过了，就不多说了。
点击“OK”按键，关闭上述对话框，同时在鼠标上会出现一个悬挂的方框，这就是钻孔表，我们把它放在PCB板的板框外边，这同时PCB板板框之内出现钻孔图，如下图所示：
图3-53钻孔表和钻孔图
创建光绘文件
光绘文件的设置
“Allegro”软件中，点击“Manufacture→Artwork…”菜单项，弹出如下对话框：
图3-54光绘设置对话框的“GeneralParameters”页
在图3-54中，共有两个选项页，我们先看“GeneralParameters”页，“Devicetype”栏目是光绘机的类型，一般应选择“GerberRS274X”，这是大多数PCB生产厂家都能接受的。“Outputunits”栏目设置光绘文件中所用的单位。“Erroraction”栏目设置制作光绘文件过程中出现错误的处理方式：放弃当前的光绘文件或放弃所有的光绘文件。“Format”栏目设置数据的整数、小数位数。“Filmsizelimits”设置胶片的最大尺寸。“Suppress”栏目中，可选择是否去掉整数前面和小数后面的0，以及是否简化相同的坐标。“Globalfilmfilenameaffixes”栏目用于给光绘文件添加前缀和后缀。“Scalefactoroutput”栏目设置输出文件的比例。
我们应根据实际情况完成上述设置，然后进入另一页。
添加光绘项目
光绘设置对话框的“FilmControl”页如下图所示：
图3-55光绘设置对话框的“FilmControl”页
如图3-55所示，我们看到在“Availablefilms”栏目中已经自动包含了“BOTTOM”和“TOP”两项，它表示将生产顶层和底层两个光绘胶片文件。如果我们点开“BOTTOM”或“TOP”项，可以发现里面已经包含了“ETCH”、“PIN”、“VIA”三项，这表明将把焊盘、过孔、铜箔的形状放入光绘文件中。
通过前面的介绍，我们知道，阻焊层、加焊层、丝印层等都需要光绘文件，所以还需要额外的光绘项目。
下面我们先添加丝印层光绘项：不必关闭光绘设置对话框，直接打开“颜色/可视性”对话框，在这里我们仅让需要添加到光绘丝印层中的项显示：先点击“Globalvisibility”右边的“Off”按键，然后在“Manufacturing”类别中选中“Autosilk_top”项、在“BoardGeometry”和“PackageGeometry”类别中均选中“Silkscreen_Top”项，然后关闭“颜色/可视性”对话框。回到光绘设置对话框的“FilmControl”页上，用鼠标右键点击“BOTTOM”或“TOP”项，在弹出的菜单中选择“Add”，弹出如下对话框：
图3-56输入光绘文件名称
在图3-56的对话框中，输入光绘文件的名称，点击“OK”按键后，就可以添加丝印层的光绘项了，在该项中的包含了当前所显示的3项丝印层图形信息。
按照同样的方法，我们再添加顶层阻焊层、底层阻焊层、顶层加焊层、底层加焊层、外框轮廓层、钻孔图形层。下面我们把这些光绘所需要添加的显示项列出：
名称 显示类别 显示项 说明 TOP Stack-Up Top-Pin 顶层光绘图 Stack-Up Top-Via Stack-Up Top-Etch BOTTOM Stack-Up Bottom-Pin 底层光绘图 Stack-Up Bottom-Via Stack-Up Bottom-Etch Silkscreen_Top PackageGeometry Silkscreen_Top 顶层丝印光绘图 BoardGeometry Silkscreen_Top Manufacturing Autosilk_top SOLDERMASK_TOP Stack-Up Soldermask_top-Pin 顶层阻焊层光绘图 Stack-Up Soldermask_top-Via PackageGeometry Soldermask_top BoardGeometry Soldermask_top SOLDERMASK_BOTTOM Stack-Up Soldermask_bottom-Pin 底层阻焊层光绘图 Stack-Up Soldermask_bottom-Via PackageGeometry Soldermask_bottom BoardGeometry Soldermask_bottom PASTEMASK_TOP Stack-Up Pastemask_top-Pin 顶层加焊层光绘图 Stack-Up Pastemask_top-Via PackageGeometry Pastemask_top PASTEMASK_BOTTOM Stack-Up Pastemask_bottom-Pin 底层加焊层光绘图 Stack-Up Pastemask_bottom-Via PackageGeometry Pastemask_bottom OUTLINE BoardGeometry Outline 外框轮廓光绘图 DRILL_DRAWING Manufacturing Nclegend-1-2 钻孔图形光绘图 BoardGeometry Outline 表3-2双面板中生成光绘文件的显示项
生成光绘文件
完成添加光绘项目之后，请注意在图3-55的右边的“UndefinedWidth”栏目，它是默认线宽，由于我们在前面的设计过程中，可能给某些线宽设为0，若我们设置了默认线宽，用默认线宽就给这些线赋以实际值。（每个光绘项都要设置）。
另外，在图3-55中，应该选中“Checkdatabasebeforeartwork”，它将在创建光绘文件之前，先进行数据文件的检查。
最后点击“CreateArtwork”按键，按照前面设置的光绘项目，生成光绘文件。
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