Cadence Allegro设计PCB正片与负片的区别[通俗易懂]

Allegro 学习笔记

关键词：正片 负片 Shape Artwork

Etch 是指 Allegro 软件中的走线及 Shape，Shape 是指铜皮。这个 Etch 在正片的走线层，是指画的线和 Shape 等，你看到的部分就是有铜的地方。而在负片层，Allegro 软件中是用 Antietch 线作为 Shape 与 Shape 间的分隔线，负片层铺好铜后，有 Antietch 线的地方是没有铜的，而无 Antietch线即有铜的区域了。

问：Antietch 有什么用途？电源、地分割的时候是否必不可少？如果电源分割时不用 Antietch 是否会造成短路？

析：用于负片的分割，把负片分割成两个或者多个部分，并且可以方便自动铺铜，在铺铜好了以后再去分割，比较方便，分割铜的 Shape 可以不用它，你可以自己建立 Shape 的形状，还有可以 Void,可以 Edit Boundery什么的，灵活使用。

问：那也就是说，如果是正片的话，就不需要 Antietch, 只需要用 Etch了，是否可以这么认为？还有就是对于正片、负片是否针对输出 Gerber时，来确定呢？

析：在 Xsection 里面先要设成 Plane，Negative 然后在出 Gerber 时选Negative；加 Antietch 是为了方便 Plane 层分割。正片层不需要 Antietch。

问：是否在同一个 BRD 文件中，可以正负片共同存在？对于 Antietch方便分割 Plane 层，又是如何理解。

析:Plane 层都设置成负片层。负片层分割有 Antietch 好做，可以自动Split，铜箔不用手工画;一般的 PCB 都带正负片，正负片能同时存在于同一个 brd 里面。

问：PTH 孔的连接问题

析：跟正片层连接，ALLEGRO 取的是 REGULAR PAD。跟其它无关；跟负片层连接，取的是 Thermal Relief，跟其它无关;与负片层隔离，取的是 Anti Pad 如果手动在负片层隔离了，那么以最大隔离的那个为主。

问：正负片是在什么情况下区分使用呢，它们有什么不同呢，还有关于”负片层隔离”又是什么意思。

析：对于 Thermal Relief 的理解是，防止焊盘过热而造成虚焊，正片是连接到 Regular Pad，跟其它无关。负片层隔离：比如在 GND 层，有 PTH 孔不是连接到 GND 的，那么它需要跟 GND 隔离，这时这个隔离的大小是 Anti Pad，跟别的没关系。Thermal Relief 主要是控制 Pad 的热传播，太快不易 Rework 的。负片基本是电源地，正片基本是走线层。这样区分方便。

问：正负片同时在一个 BRD 文件里面在做板时是否易出错？

析：到 Vendor 那边，正片 Gerber 也是能做成负片菲林，负片亦能做成正片，据了解 PCB 制版时，表层和内层，Vendor 会根据它们的需要来确定菲林的正负片。

问：电源层设置成负片是否是比正片效果好吗？为什么要将电源层设置成负片？

析：负片隔离 PTH 时，PTH 孔在负片层没有 Regular Pad，这对于信号非常好。而正片则有 Regular Pad。焊盘到电源、地的间距变小对信号不好。正负片对于厂家生产没什么分别，任何 PCB 设计软件都有正负片的区别。

析：Antietch 是用来画内层隔离线的，是无电器特性的 Lines，而 Etch是有电器特性的，平常走的线。

问：当 Antietch 没有完全切到板边,还剩一点点的空间，这样有没有办法检查出来？

析：在 Artwork 中的 Available Films 中，把 Antietch 层赋予相应的负片层中。负片先沿板边画一圈 Antietch，宽度 0.5MM 以上；分割负片时Antietch 衔接处重合；铺负片铜皮。Package KeePin 和 Route KeePin 设置离 Board Outline 远一点。在 Allegro 中设置颜色时，其中有一项是 Antietch,请问这是什么，Etch是不是走线的意思，是不是想当与 PADS 中的 Trace，是负片层用来画分割线的一个层面，当画好以后，跑负片层时，这些线会把 Shape 分开俗称墨线，当出 Gerber 时，如果内层出负片，则只出墨线，PCB 板厂在曝光时，只曝光墨线部分。

Allegro 铺铜详解

正片实际就是能在底片上能看到的就是存在的；负片实际上就是在底片看到的就是不存在的。正片和负片从名字上就看出是相反的，下面的二张图最能说明区别了，很容易理解。

上图是正片，黑色部分是铺铜，白色部分是过孔和焊盘。

上图是负片，白色空白部分是铺铜，而黑色区域是过孔或者焊盘。正片的优点是如果移动元件或者过孔需要重新铺铜，有较全面的 DRC校验。负片的优点是移动元件或者过孔不需重新铺铜，自动更新铺铜，没有全面的 DRC 校验。

可以在上图看到热风焊盘，分为正热风焊盘和负热风焊盘。

这二种焊盘是针对内层中的正片或者负片的。也可以在选择焊盘时预览。接着要理解动态铜箔和静态铜箔的概念和区别所谓动态就是能自动避让元件或者过孔，所谓静态就是要手动避让，其实他们有不同的设置。主要是对动态铜箔的设置，可以通过Shape->Global Dynamic Params 来设置铜箔的参数。铺铜的主要步骤是建立 Shape.我们先学习一下如何建立 Shape,可以在菜单栏上看到 Shape

下面根据 Cadence 的一本书中的实例来看看，如何为平面层建立Shape。使用 Shape 的菜单项为 VCC 电源层建立 Shape点击 Shape->Polygon 命令，并在 options 选项中设置为下。

注意 Assign Net Name 我们设置新建的 Shape 的网络名为 Vcc 并且为静态的Static solid，然后在Route KeePin区域中沿着边缘绘制出这个Shape形状。使用 Z-copy 命令为 GND 地层建立 Shape，在 Edit-Z-Copy 命令修改 Options 如图

然后点击刚才设置的 VCC 的 Shape 创建完毕。选择 Shape 菜单中的 Select Shape or Void，然后用鼠标选中刚才创建的 GND Shape 并右键选中 Assign Net 为复制成的 GND Shape 创建网络名，具体的 Options 为

至此我们使用二种方法制作了 VCC 和 GND 的 Shape 。接着我们要为了适应不同的电压对铺铜平面进行分割。我们可以使用Add->line 的 Antietch 对铺铜平面进行分割，使用 Antietch 来分割平面。使用 Add->line 命令，并且设置 Active Class 为 Antietch，线宽为 20，然后在已经建立 Shape 的平面上，画出想要分隔的范围，再用 Edit->SplitPlane->Create

然后选择你分配给的电压网络，例如我这里是 1.8V，

点击 OK 完成 Shape 的分隔。

图中画的有些粗糙，只是为了练习用来说明用。下面来做一个建立动态 Shape 的练习，刚刚创建的 GND 的 Shape 是一个静态的，可以在那个Options中看到是没有设置动态选项，建立动态Shape，使用 Setup->Cross – Section 命令设置底片的格式为”Positive”正片格式，然后使用 Shape->”Global Dynamic Parameter 命令设置动态 Shape 的相关参数，再使用 Editor->Z-Copy 命令复制制作新的 GND 层的 Shape,

一要注意这次选择上 Create dynamic Shape 以创建动态的 Shape然后选择 Shape->Select Shape or Void 命令设置网络名称为 GND.选择Done 后制作完成。另外可以使用使用 Shape->”Global Dynamic Parameter 命令或者Shape->Select Shape orVoid 修改已经建好的动态 Shape，使用多边形分隔平面其实在上面建立 VCC 层的 Shape 时我们就使用了多边形的命令，只不过只是说沿着 Route KeePin 布线允许区域完整的走了一圈，现在可以根据个人需要设计多边形的分隔平面。还是使用 Shape -> Polygon 命令来创建，创建完成后可使用Shape->Select Shape or Void 来选中刚创建的 Shape 并右键选择 RaisePriority 来改变 Shape 的优先级，也就是谁的级别高，级别高的 Shape 在移动时可以推挤级别低的 Shape 并保持隔离带。增加挖空的多边形，使用 Shape -> Manual Void -> Polygon 命令在需要对 Shape 进行挖空的地方绘制多边形，并且可以使用 Shape->ManualVoid ->Move 移动，Copy 拷贝，Delete 删除创建的挖空，也可以通过修改Global Dynamic Parameters命令中的Void Controls内的相关参数来设置直插和过孔的挖空情况，例如可以将直插元件的挖空连起来。转换 Shape 的动、静态，选择 Shape->Change Shape Type 然后通过填写 Options 中的 Shape Fill Type 为动态或者静态就可以实现转换。编辑边界并添加 Trace，通过使用 Shape->Edit Boundary 修改边界，使用布线命令 Route ->Connect来增加 Trace 并且使用过孔使 Trace 与目标元件相连。删除孤铜，我理解孤铜是指铺铜过程中产生的不平滑而且具有毛刺的形状，也有多余的部分。在网上竟然没有查到他的解释，只是感觉他能够对铺铜造成一定的负面影响，比如信号的干扰等。可以使用 Shape->DeleteIslands 来删除孤铜。可设置某个层的也可以对全部层进行此操作。分隔复杂的平面，比较复杂的平面是让铺铜区域包含多个铺铜区域，或者是划分成多个铺铜区域。常用的做法，使用增加 Antietch 来划分成二个或者多个部分。能定义分割的平面为正片还是负片模式。定义复杂平面并把它输出底片，定义复杂平面可以使用上面练习中的方法在一个平面层上利用 Shape->Polygon 来画多边形，然后使用Manufacturing->Artwork 命令，弹出 Artwork Control Form 窗口，

在 Film Control 中选择 GND，然后点击 Create Artwork 生成Photoplot.log 文件。添加负平面 Shape 并孤铜检查像上面练习中的使用 Z-Copy命令创建 GND平面层的方法来创建一个负平面的 Shape，然后使用 Shape->Select Shape or Void 来修改一下相关的设置，假如出现如书上的热风焊盘连在一起的情况，

点击 Setup -Constraints 设置Negative Plane islands为ON就打开了负负平面孤铜的约束检查功能。这时候会在图上那一圈相连的焊盘上出现DRC 的标志，利用 Display->Element 并对 Find 页面中仅选择 DRCMarkers，点击 DRC 的错误标志，就会显示详细的错误内容，可以看到一个很明显的错误是”SHAPE_ISLAND_OVERSIZE”，是说明孤铜超过尺寸了，下面对出现错误的焊盘进行修改。使用 Tools->Padstack->Modify Design Padstack 命令然后用鼠标单击出现问题的焊盘，单击 Options 中的 Edit 按钮，就会弹出 Pad Designer 编辑器，这时候改变，

变更相关层的 AntiPad 的 Width，使它小一些，然后执行下面操作完修改。

到此重要的铺铜完成，总结一下，发现可能练习的比较乱而杂，希望学习的朋友多看几遍

Allegro 中生成光绘文件步骤:

1、选取菜单 Manufacture/Artwork,打开 Artwork Control Form 对话框

2、设置 Film Control 项，在这里添加需要的层，该项具体参数含义如下：

Film Name:底片名称；

Rotation:底片旋转的角度；

Offset X,Y:底片偏移量；

Undefined Line Width: 未定义的线宽；

Shape Bounding Box: 默认值为 100，表示当 Plot Mode 为负片时，由 Shape

的边缘往外需要画 100mil 的黑色区域；

Plot Mode: Positive 为正片，Negative 为负片 ；

Film Mirrored: 底片是否左右反转；

Full Contact Thermal-Reliefs: 只有当为负片时，此项才被激活；

Suppress Unconnected Pads: 是否画出未连线的 Pad，只有当层为内层时，此项才被激活；

Draw Missing Pad Aperture：若勾选此项，表示当一个 PadStack 没有相应的 Flash D-Code 时，统可以采用较小宽度的 Line D-Code 涂满此 PadStack；Use Aperture Rotation: Gerber 数据能够使用镜头列表中的镜头来旋转定义的信息；Suppress Shape Fill：勾选此项表示 Shape 的外形不画出，使用者必须加入分割线作为 Shape 的外形，只有在负片的时候，此项才被激活；Available Films: 在这里添加你需要的层。

下面以 4 层板为例：

TOP 层：

Board Geometry/OOutline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Etch/Top

Pin/Top

Via Class/Top

Drawing Format/Title_Data（加入注释文字，亦可根据习惯在其他层加入）

GND 层：

Board Geometry/Outline

Manufacturing/ Photoplot_Outline

Etch/GND

Pin/GND

Via Class/GND

Antietch/GND

Antietch/All

Drawing Format/Title_Data

VCC 层：

Board Geometry/Outline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Etch/GND

Pin/GND

Via Class/GND

Antietch/Vcc

Antietch/All

Drawing Format/Title_Data

BOTTOM 层：

Board Geometry/Outline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Etch/Top

Pin/Top

Via Class/Top

Drawing Format/Title_Data

SOLDERMASK_TOP 层：

Board Geometry/Outline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Via Class/Soldermask_Top

Pin/Soldermask_Top

Package Geometry/Soldermask_Top

Board Geometry/Soldermask_Top

Drawing Format/Title_Data

SOLDERMASK_BOTTOM 层：

Board Geometry/Outline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Via Class/Soldermask_Bottom

Pin/Soldermask_Bottom

Package Geometry/Soldermask_Bottom

Board Geometry/Soldermask_Bottom

Drawing Format/Title_Data

PASTEMASK_TOP 层：

Board Geometry/Outline

Pin/Pastemask_Top

Drawing Format/Title_Data

PASTEMASK_BOTTOM 层：

Board Geometry/Outline

Pin/Pastemask_Bottom

Drawing Format/Title_Data

SILK_TOP 层：

Board Geometry/Outline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Ref_Des/Silkscreen_Top

Package Geometry/Silkscreen_Top

Board Geometry/Silkscreen_Top

Drawing Format/Title_Data

SILK_BOTTOM 层：

Board Geometry/Outline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Ref_Des/Silkscreen_Bottom

Package Geometry/Silkscreen_Bottom

Board Geometry/Silkscreen_Bottom

Drawing Format/Title_Data

DRILL 层：Board Geometry/Outline

Manufacturing/Photoplot_Outline

Manufacturing/Ncdrill_Legend

Manufacturing/Ncdrill_Figure

Manufacturing/Nclegend-1-2

Board Geometry/Dimension

Drawing Format/Title_Data

PCB 板厂所需文件，同样以 4 层板为例：4 个参数文件，11 个光绘文件，共 15 个文件，其中:Pastemask_Top.art Pastemask_Bottom.art ，可以不用给到 PCB 板厂，因为此文件为钢网文件，只需给贴片开钢网时配合坐标文件使用。

nc_param.txt

Ncdrill.tap (Ncdrill.drl)

art_aper.txt

art_param.txt

Top.art

GND.art

Vcc.art

Bottom.art

Soldermask_Top.art

Soldermask_Bottom.art

Pastemask_Top.art

Pastemask_Bottom.art

Silkscreen_Top.art

Silkscreen_Bottom.art drill.art

注：双面板只需去掉 GND.art Vcc.art ，多层板，只需再加上 Inner.art，

多几层即加几层。

撰写：BGAPCB 此文希望对阅读者有所帮助！

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