關于AUTOCAD結合AD18軟件抄板方法的研究

李方品

電子硬件工程師為了提高硬件開發(fā)能力，提高效率，在實際工作中不可避免要對線路板進行抄板克隆，測繪出原理圖和BOM清單。目前國內專業(yè)抄板軟件（quickpcb、pmpcb、delta等）有諸多缺點，比如不支持高分辨率圖像（800DPI-1200DPI），各層圖像對齊精度低，圖像在軟件中容易抖動等等弊端。用上述軟件抄板，技術人員不但要花錢購買，操作繁瑣，且商家技術支持和培訓不到位。目的是研究能否采用AD軟件導入CAD文件的方法來實現(xiàn)抄板（克?。┑膯栴}?；静僮鞣椒ㄊ牵合仍贑AD軟件里導入事先掃描并調整好的頂層和底層圖片，打開ALTUIMDESIGNER18軟件導入該CAD文件即可完成。結果取得的效果比想象的好，每個器件封裝、絲印、走線焊盤和其他各圖形均能準確表達。得出結論：該方法不但速度快，精確度提高，操作人性化，技術人員一般都能學習和掌握，掌握后合格率達100%。該技術的實現(xiàn)無論對電子硬件工程師還是教育培訓機構均有深遠的意義和一定的參考價值。

詳細操作、設計要點和技術方案如下。

1 準備工作

準備電腦、掃描儀、AUTOCAD2014軟件和AD18軟件，以本雙面板為例，先對各器件參數(shù)和位置編號記錄，拆除所有器件，保存拆前的照片（以備查用），去除通孔焊盤的殘留錫，脫脂棉蘸酒精把PCB上的污漬洗干凈，正反面掃描（分辨率1200DPI，橫平豎直），保存為BMP格式。

2 軟件操作

打開AUTOCAD2014軟件，建立一新的CAD文件。分別設置以下名字的圖層：TOP圖層，顏色為紅色；BOT圖層，顏色為藍色；TOPSILK圖層，顏色為黃色；BOTSILK圖層，顏色為青色；TOP-SMDPAD圖層，顏色為紅色；BOT-SMDPAD圖層，顏色為藍色；VIA圖層，顏色為綠色；PAD-THT圖層，顏色為紅色；GNDCROSS圖層，顏色為灰色；MECHANICAL1圖層，顏色為粉色。

建立增量角和附加角：在極軸追蹤（F10）命令上面右鍵單擊，在彈出的對話框里點的“設置”出現(xiàn)對話框，在“極軸追蹤”選項卡里的增量角設為15°，在附加角一欄里分別增加“45°、90°、135°、225°、315°”。開始啟用極軸追蹤功能和附加角功能。

把MECHANICAL1層設置為當前層，在插入菜單中選擇插入光柵點陣圖像，選擇下面的圖片（如圖1所示），出現(xiàn)插入圖片對話框，在對話框中選擇比例為1:1，正面圖片放在左邊，反面圖片放在右邊。

圖1 電路板掃描圖

3 制作器件封裝

制作器件封裝，制作封裝前，先用“矩形”命令在MECHANICAL1層圍繞頂層圖片的四個角畫一個矩形。接下來先以0805封裝為例。步驟如下：先設置圖層“TOPSILK”為當前層，用“P+L”命令按照線路板的絲印畫完所有的絲印，絲印寬度為0.2mm，絲印畫完后把“TOPSMDPAD”層設置為當前層，用“矩形”命令圍繞貼片焊盤的四個坐標畫矩形，再用“L”命令在四個坐標分別畫兩條交叉直線?？蜻x中整個封裝，用“B”命令建立塊。

在對話框里點“拾取點”將光標點在左邊的交叉線的交點點擊一下，按確定鍵。到此一個0805的封裝制作完成。接著所有的0805封裝的元件都用“復制選擇”命令復制完成。

所有0805封裝放置完成后，繼續(xù)同樣方法制作1206封裝，所有封裝（包括穩(wěn)壓管、AT24C02和AMS1117）等器件的封裝均按照0805封裝制作。

制作其余的貼片器件封裝，這里舉例單片機封裝（TQFP-48）的制作步驟，注意該芯片腳距是0.5mm，先用“P+L”命令畫絲印。用CAD的“矩形陣列”功能完成貼片焊盤的制作，步驟是：選中第一個建立的“焊盤”，輸入“ARRAYCLASSIC”命令，彈出如對話框，在對話框里設置陣列為“矩形陣列”，“行偏移”為0，列偏移為0.5?！靶袛?shù)”為1，“列數(shù)”為12。設置后點擊“確定”按鈕，CAD里立即在原來的“焊盤”位置開始由左向右以0.5mm的距離增加同樣尺寸的“焊盤”。用“復制選擇”和“旋轉”命令將左右兩側的焊盤固定好，最后選擇單片機封裝所有對象，用“BLOCK”命令建立塊，設置塊的中心為塊對應封裝的第一個焊盤，取塊名為“TQFP-48”。至此，所有貼片封裝都畫好。

4 頂層直插器件封裝制作和走線

頂層直插器件封裝的制作方法和過程：設置“PAD-THT”層為當前層，以“8M”晶振為例，用“PL”在TOPSILK圖層描絲印，用“DONUT”圓環(huán)命令（必須開啟F3對象捕捉）放置焊盤，注意：焊盤的孔徑和直徑大小用“DI”命令獲取。對準焊盤位置放置圓環(huán)，繼續(xù)用“復制選擇”命令放置另外所有焊盤，至此直插晶振的封裝制作完成。

繪制頂層走線，用“PL”多段線命功能描頂層走線，由于上文已設置好附加角和增量角，故設定“TOP”層為當前層，在頂層走線的對應位置盡量重疊的將多段線（設置寬度為線路板走線設計寬度）描上去，多段線最好終止于焊盤的內部中心，防止轉換至AD軟件后需要再次延伸。如果一個網(wǎng)絡的頂層走線包含不止一個寬度，此時無法用“PL”命令完成走線，這種情況直接用“L”命令在走線的外緣（邊界）描直線，注意直線終止于焊盤內部。按照同樣方法和步驟按線路板頂層的走線位置把其余的頂層走線描完。

5 底層直插器件封裝制作和走線

繼續(xù)處理底層走線和底層元件，方法同上，將底層走線用“PL”多段線命令按照實際線路對齊描完整。最后按上述方法制作鋰電池座的封裝，由于底層元件只有一個。

6 繪制頂層和底層的所有過孔和自由通孔焊盤

繪制頂層和底層的所有過孔和自由通孔焊盤，這里的“自由”的意思是不屬于任何器件的焊盤。關閉其他層，分別打開“VIA”層和“PAD-THT”層并設為當前層，用繪制通孔焊盤（DONUT命令）的方法在每個過孔或自由焊盤的中心位置放置所有過孔和自由焊盤。特別指出，過孔分兩種，一種是連接過孔，它們不接地，另外一種過孔是接地過孔。焊盤分三種，屬于封裝的焊盤、自由的通孔焊盤和自由的貼片焊盤；制作時要分別對待。

該步驟目的是注明和標記所有接地過孔、接地自由通孔焊盤和接地自由貼片焊盤，用于轉至AD軟件后設置GND網(wǎng)絡用途。包括頂層和底層，和普通的不接地的區(qū)分開。設定“GND-CROSS”層為當前層，顏色為灰色。可在接地過孔的中心設置一個“十字交叉”，交叉大小大于焊盤的最大尺寸，注意：頂層的接地貼片焊盤同樣處理。

7 頂層和底層圖像定位點的尋找和定義

頂層和底層圖像定位點的尋找和定義，以上步驟完成后需在頂層圖片和底層圖片各找一個清晰的“定位點”，通常是取靠板邊緣的過孔或焊盤。在明顯部位以對象中心為參考點描一個圓，在CAD里該處理的都處理完畢。

8 CAD轉AD18的詳細操作

在AD18軟件里將CAD文件導入，對話框里設置特別注意“塊”要作為器件導入，單位改為毫米（mm）。在對話框里把圖層TOP轉為TOPLAYER，圖層BOT轉為TOMLAYER，圖層TOPSILK轉為TOPOVERLAY，圖層BOTSILK轉為BOTTOMOVERLAY，圖層TOPSMDPAD轉為TOPLAYER，圖層BOT-SMDPAD轉為BOTTOMLAYER，圖層VIA轉為MULTILAYER，圖層PAD-THT轉為MULTILAYER，圖層GND-CROSS轉為MULTILAYER，圖層MECHANICAL1轉為MECHANICAL1。設置完成后點擊“選擇”，在PCB左下角點擊一下，在彈出的對話框里點擊“OK”，導入后會顯示在線DRC報警，我們可以按“T+M”清除沖突顯示。

框選右邊底層對象，并且以之前設置的定位過孔為準，把底層對象拷貝并且鏡像到左邊頂層的圖像，注意要以之前設置的過孔對準。到此為止，所有對象合成完畢，就是每個貼片元件的封裝的焊盤還是直線交叉的。

現(xiàn)在在AD18軟件里進行“設計+生成PCB庫”命令操作，以單片機封裝為例，介紹貼片元件封裝的建立過程，用“CTRL+M”測量焊盤的2個對角線的頂點X和Y分向的距離，這個焊盤是1.3×0.3mm，放置第一個1.3×0.3的表貼焊盤，其余表貼焊盤可以用復制的方式放完，最后把直線轉過來的用“尋找相似對象”功能刪除。該單片機封裝做好后放置在PCB的對應位置。其余所有貼片封裝的制作方法和單片機的一樣。

將在CAD里用“DONUT”命令繪制的焊盤用“D+V+P”命令轉成過孔。在PCB界面按“D+D+N”命令增加一個名字為“GND”的網(wǎng)絡，將所有的打上“十字交叉”的接地過孔和接地貼片焊盤的網(wǎng)絡均設置為“GND”網(wǎng)絡名。

敷銅，首先刪除“十字交叉”，刪除所有CAD里導入的細線條，設置設計規(guī)則，敷銅和其他網(wǎng)絡間距0.4mm，直插焊盤和貼片焊盤和敷銅均直接連接。敷銅效果如圖2所示。

圖2 敷銅效果

最后給每個元件添加編號了，由于在CAD里無法給元件封裝“塊”定義編號，故只能在這一步手動給各元件打編號，由于大部分是0805封裝的貼片電阻和電容，所以可以先顯示任何一個貼片電阻的元件編號，用“查找相似對象”的方法把所有元件的編號先改為“R1”，再用“工具+重新標注”命令重新設置所有元件的編號，這樣每個元件都是以“R1”開頭，編號從R1到R74。至此，可以將少數(shù)貼片電容和貼片集成塊的編號手動改為線路板上實際的編號。