Allegro PCB Editor 是Cadence PCB设计解决方案的核心,被许多大公司选用作为PCB设计的核心平台,在中国也有非常广泛的应用客户群。本书主要是结合笔者十多年的实际设计经验,以PCB设计流程为主线,介绍基于Allegro SPB平台的PCB设计过程和方法,此次更新是基于最新版本写作的。
序 言
“PCB 设计是一个遗憾的艺术!”这是投身到这个领域以来我最深切的感悟。PCB 作
为产品硬件开发中物理实现的关键载体,其设计交付是电、热、结构、可制造性、成本、
周期等多方面需求实现的综合博弈和相互妥协的结果。对已设计交付使用的PCB进行检视,
都可发现只要需求方降低规格,PCB 可以设计得更完美。“没有最好,只有更好!”我相信
这是业界优秀工程师的追求和境界。
随着电子行业的蓬勃发展,中国不但成为了PCB 的制造中心,其实也是PCB 的设计
中心。要说国内PCB 行业最缺什么?我认为是人,有沉淀、积累、不浮躁以及富有钻研精
神的人。在我参加的多次国内外PCB 相关研讨交流活动中,最大的感触是:“我们很年轻,
而国外同行多为头发花白的老者!”年轻代表着朝气、有闯劲,具有持续发展的潜力,后继
有人;但明显缺乏与科技发展同步的沉淀与传承,基础构建薄弱。
简单、智能、安全、准确以及高清的信息交互是人们的持续追求,导致PCB 设计在高
速、高频、高密、高可靠性、环保等方面面临着挑战,一个个心理设计极限和认识被打破。
PCB 设计仍是充满着挑战的岗位!为了获得最优化的PCB 工程解决方案,必须要培养具有
扎实的综合技能和优秀的PCB 设计驾驭能力的PCB 设计师来支撑。
PCB 设计工程师人才培养的最佳途径是设计实践。在国内电子行业蓬勃发展的大环境
下,实践机会并不缺乏,而具有实践基础的指导书籍却不多见。
我第一次看到这本书稿的标题时,本以为这是常规的工具软件使用指导书,但完整阅
读完后,“PCB 设计工程师的红宝书!”这是我的第一反应。书中以Allegro PCB 设计软件
平台使用为架构,PCB 基础设计知识介绍为辅助,并结合一博科技公司成功的实践流程、
理念、经验积累,图文并茂,将PCB 如何成功设计交付完整系统地呈现出来。我认为无论
是对PCB 设计初学者还是经验丰富的高手,本书都具有非常高的指导作用和参考价值。
有幸与本书的陈兰兵先生、汤昌茂先生以及其他所有的作者相识多年,他们在PCB 设
计这个行业上均至少奋斗了十几年,常常为极具挑战和代表性的PCB 提供设计工程解决方
案。在繁忙的本职工作之余,精心打造本书,这是他们的心血结晶,也是对PCB 设计行业
的一种分享和回馈。
推荐此书给有志于PCB 设计领域的广大读者,通过此书打开一扇门,充实和夯实中国
PCB 设计师队伍,共同迎接世界级的挑战!
IPC 设计师理事会中国分会主席
黄文强
2012 年5 月于深圳
前 言
1936 年奥地利人保罗·爱斯勒(Paul Eisler)第一个在收音机装置内实现了印制电路
板,从而奠定了当今印制电路板的制造基础。在这四分之三个世纪的发展过程中,随着
新材料、新工艺的不断应用,相应的制造技术越来越成熟,在解决高密度互连和嵌入式
元器件的实现后,似乎走到一个瓶颈阶段,而绿色环保成为当今关注的主题,但是整个
印制电路板设计技术和方法却面临更多的挑战。
21 世纪进入了高度信息化社会,在产业中印制电路板是一个不可缺少的重要支柱。
印制电路板是电子元器件的唯一支撑体,电子信息领域中的一切互连和装备必须依赖印
制电路板得以实现。传统印制电路板设计是以电路原理图为基础,实现电路设计者所需
要的连接和实现功能。而当今电子设备要求高性能化、多功能化和小型化,高速大容量
电路设计、低功耗设计和高密度互连设计变得更加重要,从而融合多学科的印制电路板
设计技术成为高端电子产品最关键技术之一,成为整个产品开发设计的一个重要环节。
因此印制电路板不是画出来的,是基于产品功能和性能要求而设计出来的,在实现产品
功能和降低成本的同时,也更加注重可制造性、可测试性和可靠性设计。尤其是近代EDA
设计工具的发展,不断丰富和完善印制电路板设计理念和方法,从而把部分印制电路板
设计工作提到原理图设计的前面,成为产品的系统级设计的一部分,这使印制电路板设
计变得更加复杂,也显得更加重要。另一个重要的趋势是芯片、封装和印制电路板的协
同设计,从而形成紧密配合的硬件设计和物理实现的产业链。专业的设计团队同时还面
临不断缩短的设计周期压力,从而推动印制电路板设计从个人设计向平台建设的发展,
印制电路板设计平台的建设也变得更加重要。
回忆中国印制电路板走过的历程,今天它已在世界印制电路板发展史上写下了光辉的
一页。2010 年中国印制电路板产值近300 亿美元,几乎占全球一半的市场份额,已经成为
全球印制电路板第一生产大国。而更重要的是,随着本土通信、消费电子产品公司在全球
的市场飞速突破,以及全球化设计发展的推动,中国已经成为全球的印制电路板设计中心,
这将推动整个行业的技术发展和设计水平提升。
本书基于Cadence Allegro 最新的设计平台,通过设计行业相关专家的经验分享、实
例剖析,详细介绍了整个印制电路设计的各个环节,以期对提高整个行业的设计水平有
所帮助,可供广大设计工程师参考。在此也特别对Cadence 和一博科技的大力支持表示
感谢!
本书第1~6、8~12、14、16、17 章由一博科技的吴均、汤昌茂以及一博科技相关技术
专家主持编写,第13 章及第15 章的部分内容由周佳永编写,第7、18、19 章、附录及第
15 章的部分内容由王辉编写。在本书的编写过程中,第7 章使用了系列丛书中《Allegro
系统级封装设计》中黄冕编写的内容,并在此内容基础上添加了PCB 设计常用的电气规则
约束。第15 章的PCB 设计高级技巧中关于Ravel 语言部分,由Cadence 全球服务部门的
单坚编写。这一部分也是Cadence 进行二次编程的关键改变,让二次开发变得更加简单,
VIII
有兴趣的工程师可以看一下。第18 章小型化部分的分类资料由沈宣江提供。第19 章射频
设计,主要资料及审核由Cadence 研发总部专家肖定如完成。本书可以说是一本综合使用
Allegro PCB Editor 的参考书,随书附带了一张光盘,主要是书中用的实验数据和由库源电
气提供的使用视频,还提供了由北京耀创和东好科技提供的一些使用文档。由于时间有限,
书中可能有些不足的地方,欢迎广大读者指正,联系邮箱地址为sip.apd@gmail.com。
陈兰兵
2012 年春于上海