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allegro pcb 挖孔

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在Allegro PCB Editor中进行“挖孔”(创建孔洞)通常指的是在PCB设计中添加非布线用途的孔,例如:

  1. 机械安装孔 (Mounting Holes):用于螺丝固定PCB。
  2. 散热孔 (Ventilation Holes):促进空气流通散热。
  3. 特殊结构开口 (Cutouts / Slots):用于安装连接器、开关、显示屏或其他需要PCB开窗的元件。
  4. 禁布区隔离孔 (Keepout Holes):防止特定区域布线或放置元件。

以下是主要的操作方法:

方法一:在封装 (Package Symbol) 中定义(最常用,适用于安装孔、异形孔元件)

  1. 创建/编辑封装
    • 打开或创建一个新的封装符号 (File -> New... -> Package Symbol) 或编辑现有封装 (File -> Open -> 选择.dra文件)。
  2. 放置钻孔焊盘 (Drill Hole Padstack)
    • 选择菜单 Layout -> Pins 或点击工具栏上的引脚图标。
    • 在右侧 Options 面板:
      • Padstack: 点击下拉箭头或旁边的 ... 按钮,打开 Padstack Editor
      • 创建非金属化孔 (NPTH):
        • Padstack Editor 中,Design Layers 标签页:
          • BEGIN LAYER: 选择一个圆形或所需形状的 Flash(通常是 NullCircle_<尺寸>,表示没有铜箔连接)。
          • DEFAULT INTERNAL: 同上,选择 Null 或合适的Flash。
          • END LAYER: 同上。
          • SOLDERMASK_TOP/BOTTOM: 通常设置为比钻孔直径大一定尺寸(通常是钻孔直径+0.1mm ~ +0.15mm)的圆形(或其他形状)Flash,以确保孔壁没有阻焊油墨。
        • Drill 标签页:设置实际钻孔的 Diameter (直径)。
        • Drill Symbol 标签页:设置钻孔符号(可选,用于绘图)。
        • 关键:Padstack Editor 顶部,将 Type 设置为 Non-Plated(非金属化)。这是NPTH的关键设置。
        • 保存这个新的Padstack(给它一个描述性名称,如 NPTH_3.0MM)。
      • 创建金属化孔 (PTH):
        • 如果孔需要导电(虽然大多数安装孔是NPTH,但有时需要PTH),Type 设为 Through
        • Design Layers 标签页,BEGIN LAYER, DEFAULT INTERNAL, END LAYER 需要设置为具有合适尺寸正片焊盘(如 Circle_<尺寸>),这个尺寸通常等于或略大于钻孔直径(如钻孔3.2mm,焊盘环宽0.4mm,则焊盘直径设为4.0mm)。
        • SOLDERMASK_TOP/BOTTOM 同样需要设置,尺寸大于焊盘直径(如焊盘4.0mm,阻焊开窗4.2mm)。
        • Drill 标签页设置钻孔直径。
    • 选择合适的Padstack后,在封装编辑窗口的合适位置点击放置这个孔(Pin)。对于机械孔,通常放置在原点或指定坐标。
  3. 添加板框 (Package Boundary - Optional but Recommended)
    • 使用菜单 Shape -> RectangularShape -> Circular(或在 Add 菜单下查找 Line / Circle 等命令,取决于你的Allegro版本和设置)。
    • 在右侧 Options 面板,将 Active Class and Subclass 设置为 Package Geometry / Place_Bound_Top(通常放置元件实体轮廓)。
    • 围绕孔绘制一个表示元件实际占用区域的轮廓(对于安装孔,通常是孔周围的圆形或方形)。
  4. 添加装配层/丝印层 (Optional)
    • 切换到 Package Geometry / Assembly_TopSilkscreen_Top 层。
    • 可以放置一个圆圈或其他符号来指示孔的位置(尤其是在装配图上)。
  5. 保存封装:保存.dra文件并生成.psm文件 (File -> Create Symbol)。
  6. 在PCB板中使用:在Board File (.brd) 中,像放置普通元件一样 (Place -> Manually),将这个带有孔的封装放置在板框 (Outline) 内的所需位置。

方法二:在板框 (Board Outline) 上直接挖孔(适用于散热孔、大面积开窗、板框内异形挖空)

  1. 确保板框已定义:确保 Board Geometry / Outline 层已定义了PCB的外形轮廓(通常是一个闭合的多边形)。
  2. 绘制挖空形状
    • 选择菜单 Shape -> Polygon / Rectangular / CircularAdd -> Line (Options面板需选择 Line / Circle 等)。
    • 在右侧 Options 面板:
      • Active Class and Subclass: 设置为 Board Geometry / Outline
      • 确认 Shape Fill 模式通常选 Dynamic copper(虽然Outline层本身不是铜,但挖空操作需要)。
  3. 在板框内部绘制需要挖空的形状
    • 对于圆形散热孔阵列:可以在 Outline 层上画很多小圆圈。
    • 对于矩形开窗:画一个矩形。
    • 重要: 这些用于挖空的形状必须绘制在已有的、闭合的板框轮廓 (Outline) 内部
  4. 使用Z-Copy命令挖空(关键步骤)
    • 选择菜单 Edit -> Z-Copy
    • 在右侧 Options 面板:
      • Copy to Class/Subclass: 设置为 Board Geometry / Outline
      • Size: 选择 Contract
      • Offset: 输入 0
      • 勾选 Create dynamic shape (如果可用)。
      • 勾选 Use max accuracy(可选,提高精度)。
    • 点击 板框轮廓 (Outline) 的边缘线。这时,Allegro会自动检测板框轮廓内部的“孤岛”(即你刚刚绘制的用于挖空的形状)。
    • 点击 板框内部需要挖空的形状的边缘线(或者框选所有需要挖掉的小孔)。点击后会看到该区域被“挖掉”(视觉上变成了板框外部)。
    • 完成后点击右键选择 Done
  5. 检查:放大查看挖空区域,确认形状正确。设计规则检查 (DRC) 通常会检查Outline完整性。

重要注意事项

  1. 非金属化孔(NPTH) vs 金属化孔(PTH)
    • NPTH (Non-Plated Through Hole):孔壁没有导电铜层。这是大多数纯机械安装孔部分散热孔的要求。在Padstack Editor中必须Type 设置为 Non-Plated
    • PTH (Plated Through Hole):孔壁导电铜层。用于需要电气连接或增强散热的孔(有时散热孔也会做成PTH)。在Padstack Editor中将 Type 设置为 Through
    • 在Gerber文件输出和制造说明中必须清晰标注哪些孔是NPTH,哪些是PTH!
  2. 阻焊开窗 (Solder Mask Opening)
    • 无论NPTH还是PTH,孔壁通常不需要覆盖阻焊油墨。因此,在Padstack Editor中 SOLDERMASK_TOPSOLDERMASK_BOTTOM 层定义的Flash图形尺寸需要大于钻孔直径(通常大0.1mm-0.15mm),以确保孔壁裸露。
  3. 制造文档标注
    • 在PCB制造图纸 (Manufacturing / Drawing 层) 上清晰地标注所有挖孔的位置、尺寸、类型(特别是NPTH标记)和公差要求。
  4. DRC (设计规则检查)
    • 运行DRC检查 (Tools -> Quick Reports / DRC Browser),确保挖孔不会违反制造商的最小孔径、最小间距、板边距等规则。
  5. 方法选择
    • 对于元件安装孔、精确位置的孔,强烈推荐使用封装符号 (Package Symbol) 方法。它更规范,易于复用和管理定位。
    • 对于散热孔阵列、大尺寸异形板内开窗(非元件孔)或需要在板框边界上开槽,使用Z-Copy板框挖空方法更灵活。

选择哪种方法取决于孔的具体用途和位置。务必与PCB制造商沟通孔的加工要求(孔径公差、是否金属化、阻焊要求等),并在设计文件中明确标注清楚。

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