PADS这套工具我从9.5一直用到VX前面写过一篇起步的东西讲界面、建库、拉板框。这篇聊的是更多——也就是真正决定你加不加班的那批操作库的深层逻辑、外部文件怎么导进来、快捷键和无模命令怎么用、铜皮怎么处理、等长怎么调、位置图和钢网怎么出不返工还有文件一打开就报错自动关闭用于开始布线的项目未选定这类让人抓狂的提示。这些内容网上的教程大多只给一句点击某某菜单至于为什么这么点、点错了会出什么事基本没人讲。这篇我按自己实际做板的顺序来写适合已经会画简单两层板、想让手上的PADS更顺手的人也适合刚从其他EDA转过来、被PADS的操作习惯搞得有点懵的朋友。文中涉及的具体菜单路径以我手头的PADS版本为准不同版本可能有细微差别但思路是通的。1. 先把库和工程文件的逻辑理顺不然后面全是坑1.1 PADS里的三件套Part Type、CAE Decal、PCB Decal很多人用PADS用半年还搞不清库里的东西为什么分成好几类结果一改封装就出乱子。实际上PADS的元件库是三层结构理解这三层后面所有新建元器件改型号换封装的问题都会迎刃而解。第一层是CAE Decal也就是原理图符号你在PADS Logic里看到那个带管脚编号的方框就是它。第二层是PCB DecalPCB封装Layout里那个焊盘阵列就是它。第三层是Part Type它是把前两者绑在一起的中间人同时负责定义这个元件有几个门Gate、每个门对应哪些管脚、管脚号怎么映射。你从库里调一个电阻出来实际调的是Part Type它指向一个CAE Decal和一个PCB Decal。为什么要这么设计因为同一个电气元件原理图符号和PCB封装本来就不是一回事。一个0402电阻原理图上是两个引脚的符号PCB上是两个小焊盘它们靠Part Type关联。这样一来同一份原理图换封装比如0402换成0603只需要改Part Type指向的PCB Decal电路连接关系不用动。理解了这点你就明白为什么改封装不能去原理图上直接改符号改符号也解决不了焊盘的问题。这里有个最容易踩的坑管脚号必须严格对应。CAE Decal里管脚编号是1、2PCB Decal里焊盘编号也必须是1、2Part Type里的Pin Mapping把两边连起来。只要有一处对不上从Logic导入网表到Layout时就会报管脚未找到或者干脆丢元件。我在早期做一块带按键的板子时封装里的焊盘编号写成A、B原理图符号写1、2结果网表导了三次都不对最后是一根一根对着编号查出来的。1.2 怎么新建一个元器件并关联封装热词里问pads如何新建元器件的特别多我把完整流程走一遍顺序别搞反。打开Library Manager文件 库先确认目标库的位置。可以在库里右键新建一个自己的库把路径设在纯英文目录下避免中文路径出问题。先建PCB Decal。打开封装编辑器Tools PCB Decal Editor用绘图工具画焊盘、丝印、装配外框。焊盘用Terminal工具放置编号要和将来的管脚一致。画完保存选好归属的库。再建CAE Decal。在Logic里用CAE Decal Editor画原理图符号管脚编号同样要对齐。最后建Part Type。在Library Manager里新建Part指定它用哪个CAE Decal、哪个PCB Decal定义Gate和管脚映射。这一步是把前两步串起来的关键。放一个到原理图里验证再生成网表导入Layout看能不能正常调出封装。顺序为什么不能反因为Part Type要引用前两者的名字前两者不存在Part Type建不起来。而先画封装再画符号是因为封装涉及实际的焊盘尺寸计算是最耗时、最容易出错的一步先把硬骨头啃掉。提示库的搜索顺序会影响同名元件的调用。如果你有多个库Library Manager Library List里的顺序决定了PADS优先从哪个库找元件。把常用的、最新的库放前面能省掉不少为什么调出来的是旧封装的困惑。1.3 封装向导省事但别全信pads元件封装向导Decal Wizard支持DIP、SOIC、QFP、BGA等常见封装输入引脚间距Pitch、引脚数、本体尺寸它能自动算焊盘长度和宽度。这东西确实能省时间但我用它之后从来不会直接保存就用一定会进编辑器核对。原因很简单向导生成的是理论焊盘而实际贴片要考虑器件公差、贴片机精度和回流焊时的偏移。我的经验做法是在向导给出的焊盘基础上做微调——焊盘长度一般比引脚实际长度长0.3到0.5mm向外延伸0.2到0.3mm向内保留0.1mm左右这样焊接时有足够的爬锡空间又不会因为焊盘过长导致连锡。举个例子一个SOIC-8的器件引脚间距1.27mm引脚宽度0.6mm。向导可能给出焊盘宽0.6mm、长1.5mm。我会把宽度调到0.65到0.7mm留一点横向余量方便贴片对中长度方向向外多延0.25mm。做完之后用封装编辑器的测量工具量一下相邻焊盘的中心距是不是1.27mm总跨距是不是和器件规格书一致。这个核对步骤花不了两分钟但能避免一大批返修。还有一点向导对BGA这类高密度封装给出的球径和焊盘计算公式比较保守实际做板时我会结合PCB厂的工艺能力最小线宽、最小焊盘、最小间距再确认一遍。厂里做不出来的封装画得再标准也是白搭。1.4 在Logic里改元件型号和换封装热词里有个具体问题pads logic如何更改tvs元件的型号。这个场景很常见——原理图已经画好了发现TVS选错了型号需要替换。只改型号不改电气连接最简单的方法是选中元件右键Properties或者按CtrlQ在Part Type那一栏把它换成库里另一个TVS型号。如果目标型号的PCB Decal不同比如从SOD-123换成SMAPart Type一换封装也跟着换了这是最干净的做法。如果只是想换封装、型号名不改那要用ECO模式。Logic里打开Tools ECO用Change Component这类命令把现有元件替换成库里指定的另一个Part Type。改完之后一定要重新生成网表然后在Layout里做一次ECO比较让PCB同步更新。我有一个坏习惯就是改完原理图直接去Layout看结果发现板上的还是老封装折腾半天才想起来网表没更新。养成改原理图必比ECO的习惯能少走很多弯路。2. 外部文件导入PADS的这条路2.1 Allegro转PADS的思路与中间文件Allegro转PADS是很多团队会用到的操作尤其是接手别人用Allegro画的板子、要在PADS里继续改的时候。PADS本身提供了导入Allegro文件的能力思路是先把Allegro的板子导成一种PADS能识别的中间格式再到PADS Layout里导入。常见做法是在Allegro里把设计导出为ASCII格式的转换文件然后打开PADS Layout用File Import文件类型选Allegro相关格式按提示做层映射和单位设置。导入过程里最关键的是层对应关系——Allegro的层命名和PADS不一样导入对话框里要一层一层手动指过去Top对Top、Bottom对Bottom、丝印对丝印内层对应好。这一步没做对导进来的板子就是一团乱麻。我更想提醒的是转换后的检查。转换工具再强也不可能百分百还原我每次转完都会重点看四样东西网络名是否完整、焊盘尺寸有没有变形、铜皮和覆铜是否需要重灌、设计规则还是不是原来那套。实事求是地讲转换过来的铜皮和泪滴基本都得重做规则也建议在PADS里重新设一遍因为两个软件的规则模型本来就不完全一样。我的做法是把转换当成把器件和走线搬过来规则和铜皮在PADS里重来这样反而干净。2.2 导入ASC的层映射与常见丢件pads怎么导入asc这个是PADS用户问得最多的。ASC是PADS自己的ASCII格式Logic和Layout都能导出和导入用途很广降版本、传给别人、备份、做ECO交换。在Layout里导入ASCFile Import文件类型选ASC弹出的对话框里选导入模式是新增到当前设计还是替换当前设计然后是层映射。这里要特别注意ASC文件里记录的是导出时的层信息导入到一个层设置不同的设计里时如果映射没对好元件和走线会跑到错误的层上看起来就像丢件了。常见的丢件还有几种原因一是ASC里引用了本地库里没有的封装PADS找不到封装就只放个空位二是导出的ASC和当前PADS版本差异太大部分信息解析不了三是导入模式选错把新内容覆盖掉了原设计。排查时我一般会先看导入日志有没有报错再打开Library Manager确认封装是否都存在。如果封装缺失得先把对应的库导进来再重新导ASC。注意导入ASC之前先把当前设计另存一份。导入是破坏性操作尤其是选了替换模式一旦覆盖很难撤销。这个习惯我用一次教训换来的——曾经把一版调了两天的布线直接覆盖没了。2.3 DXF板框导入报超出范围怎么破导板框进PADS提示超出范围怎么办这个热词几乎每个用DXF做板框的人都遇过。原因通常有两个坐标原点差太远或者单位搞错了。先说原点。结构工程师给的DXF原点可能坐在很远的角落比如坐标是300500这种。PADS本身有一个设计区域的概念坐标值超出这个范围就会报错。解决办法有几个一是在导入DXF的对话框里设置好Origin偏移把板框挪到原点附近二是先把PADS视图缩放到原点附近再导入三是导入之后用全选加Move by Origin把整个板框拖到原点旁边。我最常用的是第二种配合第三种简单粗暴。再说单位。DXF本身不带单位你导入时选错单位尺寸直接差一个数量级。记住这几个换算1英寸等于25.4毫米1密尔mil等于0.0254毫米1毫米约等于39.37密尔。如果导入后发现板框大得离谱或者小得看不见八成就是单位选错了重新导一次把单位改成毫米。还有一种报错是板框不闭合。DXF里的板框如果不是首尾相连的闭合多段线PADS没法把它识别成板框。这种情况要在CAD软件里把线条连成闭合或者导入PADS后用板框编辑工具补上最后一段。板框闭合这件事看着小但它直接影响后面铺铜、生成外形Gerber不能马虎。3. Layout日常操作里的高频动作3.1 快捷键这套体系配好了效率翻倍pads快捷键是提效的核心。默认快捷键我列几个最常用的具体以你版本为准快捷键功能使用场景CtrlE移动对象摆放元件、挪走线CtrlR旋转90度调整元件方向CtrlI任意角度旋转特殊角度摆放CtrlF翻面到另一层元件换面CtrlQ查看/修改属性查网络、改封装F2布线手动走线F3动态布线交互式走线Backspace撤销上一段走线走错了回退Esc取消当前操作通用退出除了这些PADS还有一套特别好用但很多人没掌握的东西——无模命令。就是在不打开任何对话框的情况下直接敲命令。常用的有s 100 100把视图跳到指定坐标ss R1快速选中位号R1的元件g 5把栅格设成5gv显示栅格gd隐藏栅格um切换单位为毫米ui切换为英寸po执行铺铜dr打开设计规则n 网络名高亮某个网络nn取消所有高亮。这些命令看着零碎实际用起来非常顺。比如你要检查一个电源网络走线敲n VCC整条网络亮起来一眼就能看出哪段走得细、哪段绕得远。想改个坐标又不想用鼠标点敲s x y光标直接跳过去。我建议刚上手的人先记五个s、ss、g、n、po用熟了自然会上瘾。自定义快捷键在Tools Customize里配。我的习惯是把切换层打开规则铺铜这三个高频动作绑到顺手的位置减少鼠标在工具栏之间来回找的时间。3.2 换层与网格设置这一步决定布线手感pads切换层有两个层面。一是视图切换L1到L9是默认的层快捷键按一下就切到对应层多层板管理起来很快。二是布线时的换层在走线过程中用快捷键或者打孔命令切换目标层并放置过孔。这里要注意内电层Plane和普通信号层Layer在PADS里性质不同内电层是负片你在上面看到的是没有铜的地方分割内电层要用平面区域和分割平面命令别把信号走线直接往里扔。网格设置是影响布线手感的关键参数。PADS里有几种栅格**设计栅格Design Grid**管布局和走线的对位**过孔栅格Via Grid**管落孔位置填充栅格Hatch Grid管铜皮的网格密度。我的经验值是这样布局阶段用100密尔或者50密尔走普通信号用25密尔或10密尔进入细间距器件区域用5密尔甚至1密尔。栅格设太细光标移动会变得很慢很黏设太粗过孔和焊盘对不上中心会经常出现差一点点的情况。所以栅格不是越细越好是够用就好随时按需切。有个小技巧走线前先把栅格切到和焊盘间距匹配的值。比如BGA的球间距是0.8mm约31.5密尔那用5密尔栅格走线最舒服既不卡又能从球缝里穿过去。3.3 网格铜怎么变实铜pads网格铜箔怎么变实铜这个问题的答案取决于你说的是哪种铜。PADS里常见两种一种是Copper对象你画出来的实心区域另一种是Copper Pour也就是铺铜灌注出来的区域。很多人口中的网格铜其实是把Copper对象的填充方式设成了网格线。要把它变成实铜右键选中这块铜打开Properties在填充设置里把网格间距Hatch Grid改成0或者把填充类型直接选成Solid。改完刷新一下视图网格线就变成整块实心的了。如果是Copper Pour灌注出来的网格铜那要去Options里的覆铜选项把填充风格从Hatch改成Flood/实心填充再重新灌一次铜。不过我想多说一句铜皮选择的取舍因为很多人只想着实铜好看。网格铜和实铜各有各的适用场景网格铜的铜量少受热时热应力小不易起泡蚀刻均匀适合大面积铺在非关键区域实铜载流量大、屏蔽效果好适合电源和敏感信号区域。但在大面积实铜上加回流焊时如果散热没处理好容易局部受热不均。我的做法是板和器件的散热区用网格铜电源和屏蔽区用实铜两者结合着用而不是一刀切。提示改完铜皮的填充方式后务必重新执行一次灌注否则你看到的可能还是旧填充。PADS的铜皮显示和实际灌注结果有时会不一致看最终效果要以灌注后的为准。3.4 等长走线从规则到调线pads如何拉等长是做DDR、高速接口时绕不开的。老实说PADS Layout本身调等长的能力偏弱真正的等长调整建议在PADS Router里做。思路是两步。第一步设规则在Router里打开设计规则找到网络长度相关的设置给需要等长的网络设置最小长度、最大长度或者把它们编成一个匹配长度组Match Length Group。第二步调线用交互式长度调谐工具Interactive Length Tuning选中要调的网络沿着走线拖动工具会自动生成蛇形绕线accordion把长度补到目标值。这里有几个经验参数值得说。蛇形绕线的间距最好大于3倍线宽间距太近相邻段落之间的串扰会明显上升长度是补上了信号质量反而差了。绕线幅度不要太大大起大落的蛇形占面积还容易引入阻抗不连续。调之前先把蛇形的模板Tuning Pattern配好包括转角类型、段间距、振幅配一次以后重复用。以常见的DDR3为例数据组内等长误差一般控制在±5密尔以内地址和控制组的误差可以放宽一些具体数值一定要以你手上的芯片手册和接口规范为准不要照搬别人的数字。我最开始做DDR的时候吃过一次亏只顾着把长度调齐忘了看蛇形间距结果时序是过了但眼图很难看后来把间距拉开重新绕了一遍才干净。3.5 删不掉的开孔、定位孔与锁定对象pads开孔删不掉和pads定位孔怎么删除是高频吐槽。删不掉的原因基本就以下几个按顺序排查就行对象被锁定Glued。选中它右键看有没有Unlock或者用筛选器Select Filter专门选这类对象再删。它是某个元件封装的一部分。定位孔如果是以Mounting Hole元件形式放上去的删元件本身就行如果是画在封装里的焊盘那要进元件编辑器改封装。它在板框或者Keepout里。板框要进板框编辑模式才能改Keepout要在Keepout设置里删。当前层不对。有些对象只在特定层可见可编辑切到对应层再删。它是一个独立的钻孔对象不属于任何焊盘。这种要在钻孔相关的设置里找用筛选器选中钻孔对象后删除。我的排查顺序一般是先看能不能选中选不中多半是筛选器或层的问题再看能不能解锁最后才怀疑它是不是封装自带。定位孔这类东西我建议项目管理上就规范好——统一的定位孔做成标准元件需要时直接从库里调不要临时在板上画这样改板、删孔都方便。4. 出图不返工位置图、Gerber与钢网4.1 Layout导出位置图的完整设置pads layout导出位置图Pick and Place也叫贴片位置图是给贴片厂用的出错了整个贴片环节都会乱。操作方法File CAMAdd一个新的输出输出类型选Pick and Place或者对应的器件位置输出。关键设置有几个。原点要和贴片厂约定一致通常以板左下角或者某个定位孔为原点原点选错所有器件的坐标都会整体偏移机器贴不到位置上。单位用毫米小数点保留三位。要输出的信息包括位号Ref Des、器件中心坐标、旋转角度、所在面Top/Bottom。版面要确认底面器件的坐标是否需要镜像这个必须和工厂问清楚不同机器要求不一样。我最常出问题的地方是器件中心的定义。有些厂要的是器件几何中心有些要的是1脚位置这两个差着半个器件本体。出位置图之前先跟对方要一份坐标要求按他们的格式来能省掉一轮返工。4.2 Gerber输出的检查清单Gerber热词里写成gaber实际是Gerber是交给板厂的最终文件出错了就是真金白银的损失。流程是File CAM Add逐个添加需要的层每个层设置好参数后先预览再输出。参数上格式一般用2:5或者2:4跟板厂确认单位毫米输出设备选RS-274X勾上嵌入光圈表。要输出的层通常包括顶层和底层的线路Routing、阻焊Solder Mask、丝印Silkscreen、助焊层Paste Mask多层板还要加内层另外钻孔文件NC Drill和钻孔图Drill Drawing要单独出不要漏。我出Gerber之前会过一遍这个清单检查项为什么重要板框闭合板框不闭合厂里无法确定外形丝印不压焊盘压到焊盘会导致焊接不良阻焊开窗正确开窗错了元件焊不上或短路钻孔文件和孔径表齐全缺了没法钻孔单位和小数位与厂里一致不一致尺寸会错每层都预览过只看文件不看图容易放过错误每次出完Gerber我都会用CAM里的预览功能一层一层翻着看尤其是丝印层和阻焊层。这一步花十分钟能避免几千块的板子报废。4.3 钢网资料Solder Paste单独出pads点样出钢网资料说的其实是钢网文件对应的是Solder Paste层不是阻焊层。很多人出钢网出不来就是因为封装里没有画Paste层。正常情况下库里的标准焊盘会自动带上Solder Paste层钢网就是按这层开孔的。如果封装是你自己画的、没画Paste层那钢网资料自然是空的。操作上还是在CAM里添加Solder Paste Top和Solder Paste Bottom两层出成Gerber给钢网厂。钢网开窗默认按焊盘1:1开但细间距器件比如引脚间距很小的QFN、BGA需要按钢网厂建议做缩孔避免连锡。这里有个工艺参数叫面积比指开窗面积和孔壁面积之比一般要求大于0.66不然锡膏脱模困难。钢网厚度常用的0.12mm细间距的多用0.1mm。这些数据跟钢网厂确认后再定比自己拍脑袋靠谱。5. 报错与崩溃排查实录5.1 用于开始布线的项目未选定是怎么回事这个提示翻译过来就是你点了布线命令但PADS没找到你要布的对象。PADS的交互式布线是先选对象再操作的逻辑你不选它就不知道你要走哪根线。解决办法有两个。一是先用Select Nets选中要布的网络右键菜单里找选择网络或者按住Ctrl点引脚选中后网络会高亮再点布线命令就正常了。二是检查筛选器Filter——如果筛选器只允许选某类对象你点来点去都选不中引脚或者走线也会出现未选定的假象。打开筛选器把需要的对象类型勾上问题就解决了。我遇到过一次特别绕的筛选器设置没问题网络也选了还是提示未选定最后发现是软件卡在了一个未完成的操作里按Esc清空当前状态后就正常了。所以遇到莫名其妙的提示先按两下Esc很多时候就好了。5.2 文件打开就报错、自动关闭按这个顺序排查pads的pcb文件提示报错自动关闭是我最不愿意见到的因为可能意味着文件损坏。但实际操作里真正文件损坏的比例没那么高多数是环境问题。我一般按下面这个顺序排先排除显卡和渲染问题。PADS的3D视图和OpenGL渲染对显卡驱动比较敏感如果崩溃总是发生在打开3D或者旋转视角时先把渲染模式切到不用OpenGL更新一下显卡驱动。这个原因占比很高。检查路径。PADS对中文路径、空格、特殊字符比较敏感把工程文件挪到纯英文、无空格的短路径下试试。检查库引用。文件从别人那拷来的可能引用了你机器上不存在的库打开时找不到元件就报错。用Library Manager确认所有引用的库路径都存在。换版本或转格式。高版本文件在低版本里打开会出问题可以用文件菜单里的导出存成ASC再导入降版本读取。数据库修复。如果前面都不行用软件自带的恢复功能尝试修复或者从备份文件重开。最根本的一条是备份习惯。我现在每天收工前会Save As一个带日期的版本改大动作之前再复制一份。文件真损坏的时候好的备份能救你一整周的活。这个成本几乎为零收益却是救命的。5.3 常见问题速查表把前面这些高频问题整理成一张表方便对照现象最可能的原因处理思路导入板框提示超出范围坐标离原点太远或单位选错归原点、核对毫米/英寸导入ASC丢元件库缺失或层映射错先导库再检查层映射打开报错自动关闭显卡驱动或路径问题关OpenGL、改英文路径布线提示项目未选定没选网络或筛选器过滤先选网络检查筛选器铜皮改不了实铜是Pour对象改覆铜填充方式后重灌定位孔删不掉被锁定或属于封装解锁或进封装编辑器钢网资料是空的封装没有Paste层补画Paste层后重建封装等长调不好在Layout里硬调换Router用长度调谐工具提示这张表可以贴在自己的工作笔记里遇到问题先对号入座能省掉大量搜索时间。但要注意同样的现象可能有不同原因排查时按从环境到文件的顺序走比一上来就怀疑文件损坏要高效。6. 几个我踩过的坑和现在的固定习惯聊了这么多最后说几个我自己用PADS这些年形成的习惯都是踩坑踩出来的。改库之前先备份库。库是全公司或者全组共用的一个错误的封装改动能影响好几个项目。我现在的做法是改任何库元件之前先把那个库整个复制一份确认改动没问题再替换。板框导入后第一件事是归原点。不管DXF给了什么原点导进来先把板框挪到坐标原点附近后面所有对位、出图都以这个原点为准能省掉后面无数坐标对不上的麻烦。铜皮最后灌灌完必检查。铺铜放在布线基本定型之后避免频繁重灌。每次灌完用灌注边界和实际显示对照着看确认没有孤岛、没有没连上的网络。孤立的铜皮在PADS里是死铜不处理掉可能在电测时出问题。文件全部走英文路径每天留一个日期版本。这两条看着朴素但它们救过我最少三次。快捷键和无模命令持续打磨。工具这东西用久了就该形成自己的一套肌肉记忆。我现在的习惯是每发现一个重复动作超过三次就去Customize里给它配个键或者记个无模命令。时间长了画板的速度会有质的提升。这套东西后续还能再往深里走比如多层板的层叠设计和阻抗控制、射频板的特殊处理、脚本自动化批量改封装。等哪天有空我再把这些单独拿出来写一篇。
