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PCB Design Express
Allegro/APD Artwork 製作原理及步驟
前言:為了讓用戶了解 Allegro/APD 製作 artwork 的原理,以及正確的製作程序。
本文包含下列章節:
概要
Vector-Based Artwork
Raster-Based Artwork
製作Vector-Based Artwork 步驟
製作Raster-Based Artwork步驟
Shapes and Vector-Based Artwork
概要
Artwork 是製造 PCB 所需要用的一組影像底稿,PCB Layout 完成後,將圖形製作
成 Artwork 檔,提供給 PCB(或 Substrate)製造廠商,這個步驟我們稱為製作 Artwork
(Artwork process)。
Artwork 可以為正片格式或負片格式,正片格式-將有圖形的部份例如( connect
lines, pads, and shapes 等)繪成黑色,沒有圖形的則為空白。負片格式則反之,有圖
形部份是空白,沒有圖形部份則為黑色。
artwork 的繪圖模式有 vector-based(向量式繪圖機) 和 raster-based(光柵式繪
圖機)兩種。這兩種繪圖都可以繪出正片格式和負片格式的 artwork。這兩種格式
Allegro/APD 都提供。
製作 Artwork 的各種輸入及輸出檔案
Allegro/APD 執行 Artwork 指令時,會依照環境變數 ARTPATH 所指定的路徑搜尋
art_aper.txt(鏡頭表)和 art_param.txt(參數檔)兩個檔案,將參數檔的設定值加到
Artwork Control Form 的 General Parameters 表格內。每當你修改任何參數值之後,
新的參數檔將被存到目前的工作目錄之下。
執行 artwork 步驟的輸入檔:
Aperture File(鏡頭表) :檔名 art_aper.txt (只有 vector-based 繪圖機格式
才需使用)
Parameter File(參數檔) : 檔名 art_param.txt,這個檔案描述所使用的繪圖
機及 artwork 輸出格式。採用 vector-based artwork 時,要一併將鏡頭表,參
數檔以及所有的 artwork 檔交給 PCB 製造商。
Film Control data (底稿記錄):這組資料是記錄在 board file 內,每一個底稿
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它包含 Film name 及其所開的圖層。
Artwork 輸出檔
Artwork 製作記錄檔 :檔名 photoplot.log,記錄製作 artwork 過程的訊息。執
行 Artwork 製作指令後,不管成功與否都必需查看這個檔案,以了解製作過程有
任何問題或警告訊息以及結果。
Artwork 檔:檔名<film name>.art 完成後的所有 artwork files。
MDA 格式的輸出檔
若 Artwork 包含 antipads 和 thermal flashes 時,輸出 McDonald Dettwiler
(MDA) 格式的 film 會產生兩個 artwork files。一個是<film name>.art 另一個是
<film name>_s.art。
MDA 格式使用 paint(塗上)和 scratch(刮除)兩種指令. 附加” _s”的檔案即是使用
scratch 指令。
Vector-Based Artwork
Vector-based artwork 是較舊式的繪圖方式。這種繪圖機有一個轉盤,裝上各種鏡
頭。繪圖機的光束透過鏡頭將圖形畫到底下的感光底片上。
vector-based 繪圖機,讀取 artwork 檔案並依照指令選取鏡頭,在指定的座標位置移動
光束或快閃一下將圖形畫出來。這種格式的檔案又稱為 Gerber data。
備註:由於本文包含非 Gerber formats,因此用“artwork”統稱底稿檔案。除非特別指
定為 Gerber format。
Vector-based artwork 模式,對於畫 shapes,先選擇較小的鏡頭畫 shape 外框,
再用較大的鏡頭填滿 shape 內部。因此採用 vector-based artwork ,對於銅鉑面的圖
層你將會面臨下列問題:
正片或複雜式的 shapes 將使得繪圖處理時間較長而且檔案很大
如果圖形間距太小,沒有足夠小的鏡頭,可以精確的畫出這樣的圖形部份,則這
個 shape 就作不出來。Allegro/APD 稱這種情況為 “can’t fill shape”
problem。
這種問題可以採用負片出圖方式來解決,若一定要用正片出圖的話,則必需修改
shapes將有問題的部份排除,才能順產生Artwork。Raster-based artwork則不會有這
個問題,詳細請參考
shapes and Vector-based Artwork。
Vector-Based Pad-Type Behavior
至於決定 Pad-Type 的方式,Allegro/APD 製作 artwork 時,會採用 regular、
thermal、 或 antipad 三種 pad type。對於 Vector-Based artwork,是依照出圖格
式來決定採用那種 Pin-Type。
正片格式的 artwork 一率採用 regular pad。
負片格式的 artwork,若 pins 和 vias 與 shape 相連則採用 thermal pad,不
相連則採用 antipad。
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Vector-Based Plotter Types
Allegro/APD 提供兩種 vector-based 繪圖格式:
Gerber 6x00 – vectorizes arcs
Gerber 4x00 – supports arcs
詳細請參考:
製作Vector-Based Artwork步驟
Raster-Based Artwork
Raster-based artwork 是一種較新的 artwork 繪圖方式,這種處理方式,先將圖
形影像位置以暗(dark)、明(clear)格式存到記憶體中,然後再用雷射掃描出圖.
這種繪圖處理方式,能將一個大的暗的區域所包含的明的區域套在一起,組合成正確的圖
形。例如:一個 shape 內會包含許多的 void,artwork 先以暗來描述 shape 範圖,然後
以明描述所包含的 void 部份,最後再將暗和明套在一起後,就成為正確的圖形影像。
這種方式,繪圖機不需要來來回回的移動以填滿 shape,比 Vector-Bases 方式較省時、
資料量也小,而且也沒有”Can’t fill shape”的問題了。 Raster-based 繪圖機可以塗滿
小於 1 mil 的區域。
Raster-Based Pad-Type Behavior
Allegro/APD 進入 artwork 指令時,對每一個 film record 都先設定成
Vector-based pad behavior。
對於 raster-based artwork,如果不採用 Vector-based pad behavior 那麼碰到負片
的shape,會造成甜甜圈式的pads。 Cadence建議您採用 Vector-based pad behavior.
除非您想要產生甜甜圈式的 pads.
下圖為 raster-based 負片 artwork 採用 Vector-based pad behavior 的例子:
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下圖為 raster-based 負片 artwork 不採用 Vector-based pad behavior 的例子:
小心:由於 Allegro/APD 並不會檢查 regular pad 對 antipad 大小的距離。因此採用
負片出圖時,要注意,所有的 antipads 必需大於 regular pads 以保持安全距離。
Raster-Based Plotter Types
Allegro/APD 提供下列三種 raster-based 繪圖機格式輸出:
Barco DPF
Gerber RS-274X
McDonald Dettwiler MDA
詳細請參考:
製作Raster-Based Artwork步驟