Création d'un composant (empreinte, symbole, pastille)

La création complète d'un composant se fait en trois ou quatres étapes :

  • 1 Création d'une empreinte
    • Lors de cette opération, vous allez créer l'empreinte du composant, c'est-à-dire que vous allez dessiner le composant (disposition des broches, place occupée sur les surfaces inférieures et supérieures de la carte, forme du composant...). Il sera parfois necessaire de definir des pastilles adaptées au composant.
  • 2 Création d'un symbole
    • Lors de cette opération, vous allez définir le symbole du composant, c'est-à-dire le nom des pins, leurs propriétés, et le dessin du symbole utilisé pour le composant.
  • 4 Création d'une pastille
    • Lors de la création d'une empreinte, vous allez peut-être vous rendre compte que la pastille que vous recherchez n'existe pas dans la bibliothèque. Dans ce cas, vous allez donc devoir la créer vous-même. Cette partie traite de la création de toutes sortes de pastilles.
    • Version PDF pour la création d'une pastille :Création pastille

Remarque très importante sur les noms des fichiers :

  • Lors de la création de l'empreinte, le nom d'enregistrement sera le nom du boîtier (TO220, ssop26, plcc44).
    • Ce nom représente le nom du boitier et n'est en rien relié à la fonction du boitier (2N2222, Capteur de courant, PIC18F4550, ...)
  • Lors de la création du symbole, le nom d'enregistrement sera le nom du composant.
    • Ce nom permettra de retrouver le composant dans la bibliothèque. Il doit décrire le composant, indépendamment du boitier.

Exemple : L'amplificateur opérationnel *TL081 (nom du composant) a un boîtier DIP8 en technologie traversante et SO8 en technologie cms (nom du boîtier).*

Travail préliminaire

Prenons comme exemple la création du composant FGPF30N30 (IGBT):

Pour commencer, télécharger la datasheet du composant pour connaître toutes ses caractéristiques : noms des broches, type et dimensions du boîtier...

Création d'une empreinte

  • Ouvrir Cadence par « Project Manager ».
  • Choisir « Allegro PCB Librarian XL ».
  • Créer ou ouvrir un projet en suivant les instructions de la partie précédente du tutoriel.

A partir de l'environnement Allegro Project Manager, aller dans Tools - Library Tools - PCB Editor Symbol Editor.

Une nouvelle page est lancée.

Aller dans « File – New » puis choisir « Package symbol (wizard) » et nommer votre empreinte par le nom du boîtier. Ici : to-220f
Cliquer sur « Browse » pour choisir dans quel répertoire l'enregistrer :
psd-data/librairies/polytech_ge_beta/pcb/
Attention si vous ne voulez pas perdre votre travail, verfier le chemin de sauvegarde de vos fichiers !

Choix du boitier (package) : ici, on choisit SIP car c'est l'empreinte du boitier qui ressemble le mieux.

Remarque : Voici une liste pour vous aider à choisir le "package". Vous trouverez la technologie de type monté en surface (cms) et la technologie de type traversant. Vous pouvez aussi vous reporter aux organismes de normalisation tels que JEDEC, EIAJ, Mils standards, SEMI et ANSI/IPC.

  • Technologie de type « traversant » (Through Hole Package) : DIP, DIL, MDIP, CERDIP, PDIP, SPDIP, TO...
  • Technologie de type « monté en surface » (Surface Mount Package ) : SOIC, SSOP, LQFP, LTCC, PLCC, SOT, il y a aussi certains TO...
  • Document présentant quelques familles de package (source National Semiconductor) : Boîtiers
  • Liste des familles de package (source www.newnespress.com) : Liste package

Cliquer sur « Load Template ».

Choisir l'unité que vous utiliserez pour dimensionner votre empreinte : la datasheet donnant les dimensions en millimètres, on va choisir ici les millimètres. Il faut respecter les règles suivantes :

1mm = 40 mils
1 inch = 2.54 cm
1 inch = 1000 mils

Remarque : « Accuracy » correspond au nombre de chiffres désiré après la virgule.

Donner ici le nombre de broches nécessaire ainsi que les dimensions demandées sur le schéma de la fenêtre.

Cliquer sur le premier bouton « ... » .

Cette fenêtre s'affiche : choisir la pastille pad60cir36d c'est-à-dire une pastille circulaire en cuivre (anneau) avec un diamètre extérieur de 60 Mils et un diamètre intérieur de 36 Mils. Cliquer sur OK pour valider et revenir à la fenêtre précédente.

Remarque : Pour choisir la pastille vous pouvez vous reporter à la rubrique CHOISIR CONVENABLEMENT LA TAILLE DES PASTILLES POUR LES COMPOSANTS TRAVERSANTS.

Remarque : Recherche d'une pastille dans la bibliothèque :

  • On peut effectuer une recherche en tapant "*" suivi de la taille de la pastille.

Exemple : La recherche « *20 » donnera toutes les pastilles disponibles avec une taille de 20.

  • A noter que « pad » est le mot clé pour les pastilles des composants traversants et «smd » pour les composants cms.
  • Les pastilles circulaires ont un nom contenant "cir".
  • Les pastilles carrées ont un nom contenant "sq".
  • Les dimensions sont données en mils.
  • La première dimension correspond à la taille du cuivre.
  • La deuxième dimension correspond à la taille du percage.

Cliquer sur le second bouton « ... » pour choisir la pastille de la pin 1 (souvent, il est commode de la différencier).

Ici, on va choisir une pastille carrée nommée pad60sq36d.

Faire OK puis Next.

Une nouvelle page s'affiche.

Cocher « Pin 1 of symbol » et « Create a compiled symbol ».

Il est important que fixer l'origine du composant sur la broche 1. Cela garanti que les broches du composant soient sur la grille par la suite.

Une dernière page s'affiche : cliquer sur « Finish ».

L'empreinte définie auparavant s'affiche sur la page.

Cette empreinte est standard et ne correspond pas forcément au composant réel. Par exemple, dans notre cas, les broches ne doivent pas être centrées par rapport au contour de l'empreinte. Il va donc falloir les décaler. Pour effectuer ces modifications, il va falloir modifier le pas de la grille puis déplacer les couches. Pour savoir comment effectuer ces opérations, se reporter aux informations utiles.

Voici le résultat final :

Pour finir, valider et enregistrer l'empreinte en suivant les instructions suivantes :
« File – Create Symbol » et choisir le dossier d'enregistrement de l'empreinte qui est « psd-data/librairies/polytech_ge_beta/pcb/ » dans le cadre de la sous-traitance uniquement.

Création d'un symbole

Il faut maintenant créer le symbole du composant.

Aller dans « Tools – Library Tools – Part Developper ».
Faire « File – New - Cell ».

La fenêtre suivante apparaît :

Choisir la librairie « polytech_ge_beta » et nommer votre composant. Ici, le nom sera : fgpf30n30

Une nouvelle page de travail s'ouvre. Noter la barre de gauche :

Faire un clic droit sur « Packages » et cliquer sur « New ».

Cette page apparaît :

Si nécessaire (le composant existe avec plusieurs boitiers), renommer le package en THRU pour le boitier traversant et SMD pour le boitier monté en surface.

Il faut désormais créer les broches du composant. Pour cela, cliquez sur « Pins – Add » dans la fenêtre ci-dessus.

Dans Prefix, donner le nom de la pin.
Dans Type, donner le type de la pin (analogique, entrée/sortie, puissance...).
Dans Location, donner le placement de la pin sur le futur symbole standard du composant (à droite, gauche, en haut, en bas).
A chaque fois que vous avez terminé de paramétrer une pin, faire Add.

Répéter ces opérations pour chaque pin à créer.

Pour le composant que nous créons depuis le début de ce tutoriel, on obtient ceci :

Faire OK pour valider.

Le tableau ci-dessous définit toutes les PIN disponibles

Aller dans l'onglet « General ». Dans « Jedec Type », choisir l'empreinte associée au symbole que nous sommes en train de créer.

Retourner dans l'onglet « Package Pin ».
Cliquer sur « Footprint » puis sur « Extract from Footprint ».

Les numéros des broches de l'empreinte associée apparaissent dans la partie droite de la page.

Il faut maintenant relier les pins du symbole avec les numéros de pins de l'empreinte. Pour cela, sélectionner une ligne correspondant à une broche du côté symbole et sélectionner la case à associer du côté empreinte, puis cliquer sur « Map » (voir ci-dessous) :

...........Côté Symbole................................................................................. Côté Empreinte..............

Faire cela pour chaque broche du composant.

Il faut maintenant créer le symbole en cliquant sur « Generate Symbol » dans l'onglet « Package Pin ». Le symbole s'ajoute dans l'arborescence de gauche, et vous pouvez modifier le symbole créé librement dans cette fenêtre-ci :

........... Récapitulatif des broches ................................................................................. Modification du symbole..............

Si la fenêtre graphique ne s'affiche pas, c'est que la license choisie à l'ouverture du project manager n'est pas la bonne. Dans project manager, aller dans File, change product, et choisir Allegro PCB Librarian XL.

Si vous avez mis des pin en GLOBAL PINS lors de l'affectation, pensez à les remettre en LOGICAL PINS avant de créer votre sybole. Cette opération créera un bus sur votre symbole. Pour séparer le bus et avoir toutes les broches voulues, faites un clic droit sur la broche en question et Expand

Vérification du nouveau composant :
Attention: Penser à sauvegarder avant de vérifier sinon la vérification échoue !!
Aller dans « Tools – Verify ». Cocher la deuxième ligne et cliquer sur « Verify ».

Une fenêtre vous donne alors les éventuelles erreurs. Nous n'avons aucune erreur bien sûr!

Ensuite, il faut aller dans « Design Entry » (dans la fenêtre « Allegro PCB Librarian XL ») et insérer votre composant sur un schéma vierge.

Il est peut être utile de modifier le symbole et dans tout les cas il faut vérifier que les broches se trouvent bien sur un pas de grille.

Pour cela cliquer deux fois sur le symbole.

Afficher la grille et faire les modifications nécessaires.

Faire save_as et vérifier que le symbole est bien sauvé dans la librairie et non dans la hiérarchie du schéma.

Remonter sur le schéma principal.

Faire un clic droit sur « Design Sync » et cliquer sur « Export Physical » (dans la fenêtre « Allegro PCB Librarian XL »). Faire OK et la que vérification s'exécute !

Ne pas oublier de remonter vos travaux sur le serveur: Mise_à_jour_des_librairies_sur_le_serveur

Création d'une pastille

Voici la procédure à suivre pour créer une nouvelle pastille :

Aller dans « Tools – Library Tools – Pad Stack Editor ».

La fenêtre suivante apparaît :

Dans l'onglet « Parameters », choisir :

« type » : pastille traversante, simple face...
« units » : choix de l'unité utilisée pour dimensionner les pastilles.
« Drill/Slot hole » : dimensions du trou de la pastille.

Remarque : En cas de pastille CMS,il est inutile de donner les renseignements sur le trou de perçage puisqu'il n'y en a pas !

Dans l'onglet « Layers » (couches), configurer la partie « Regular Pad » pour donner la forme et les dimensions de la pastille :

Enregistrer votre pastille dans le dossier « D:\psd_data\librairies\etudiants\pcb » contenant toutes les pastilles existantes en donnant un nom conforme aux autres pastilles. Pour cela, faire « Files – Save » et choisir l'emplacement et le nom du fichier .pad.

Informations utiles

Dans cette partie, vous trouverez de nombreuses informations qui vous seront utiles fréquemment.

OUVRIR L'AIDE DE CADENCE*

Suivre le chemin suivant :
« Menu démarrer – Tous les programmes – Cadence... - Cadence Help »

CHERCHER L'EXISTENCE D'UNE EMPREINTE DE BOITIER DANS LA BIBLIOTHÈQUE

Cliquer sur l'icône « Place Manual ».

Dans l'onglet advanced selectionner library et deselectionner desgin.

La fenêtre suivante s'affiche :

Il faut maintenant rechercher si le boîtier existe dans « Package symbols ». Si c'est le cas, cocher la case associée et faire glisser l'empreinte sur l'espace de travail. Sinon, il vous faudra la créer vous-même pour l'ajouter à la bibliothèque...

LES COUCHES QUI COMPOSENT L'EMPREINTE*

  • La couche silksreen : ce qui sera écrit/dessiné sur la carte.
  • La couche assembly : pour la pose automatisée lors de la réalisation (peu utile pour nous).
  • La couche place_bound : place occupée par le composant sur la carte (surface de contact entre le composant et la carte).

Remarque 1 :
A chaque fois, il existe une couche top et bottom (sur et sous la carte).

Remarque 2 : Afficher / Cacher certaines couches
Pour ne travailler que sur certaines couches, cliquer sur l'icône .

Puis, cocher les couches à afficher puis faire Apply et OK.

  • TRAVAUX SUR LES COUCHES*

De gauche à droite :

  • « Shape Add » : dessiner une couche polygonale.
  • « Shape Add Rect » : dessiner une couche rectangulaire.
  • « Shape Add Circle » : dessiner une couche circulaire.
  • « Shape Select » : sélectionner une couche.
  • « Shap Void Element » : ?
  • « Shap Void Polygon » : créer un vide polygonal.
  • « Shap Void Circle » : créer un vide circulaire.
  • « Shap Void Boundary » :créer une bande vide.

AJOUTER UNE PASTILLE*

Cliquer sur l'icône « Add Pin »

Puis, aller dans « Options » sur la barre de droite et choisir la pastille à insérer. Pour spécifier les caractéristiques de la pastille, remplir les informations demandées dans la fenêtre suivante :

Remarque : Modification du numéro de pastille
Lorsque l'on ajoute une pastille, en général, elle porte le même numéro qu'une autre. Il convient de modifier ce numéro pour que chaque pin possède un numéro unique :
Aller dans « Edit – Text », se placer sur le numéro à modifier et taper le nouveau numéro.

CHOISIR CONVENABLEMENT LA TAILLE DES PASTILLES POUR LES COMPOSANTS TRAVERSANTS

Toutes les dimensions des pastilles sont données en mils.
Le format est le suivant: pad60cir36
  • pad: toujours présent
  • 60: diamètre en mil du la pastille de cuivre, ici 1.5mm
  • cir: la pastille est circulaire, en général on utilise un pastille carrée pour repérer les broches particulières de certains composants (broche 1, Pole +, Anode, ...)
  • 35: diamètre du trou en mils ici 0.9mm.
  • Si votre composant possède des broches circulaires, il est facile de choisir le diamètre intérieur de votre pastille qui est celui de la broche.
    Par exemple pour le composant sélectionne.
    Une broche à une taille de 0.8mm soit: 32Mils.
    Le trou sera choisi un peu plus grand afin de prévoir une eventuelle métalisation.
  • Si votre composant possède des broches rectangulaires, suivre les instructions ci-dessous :

DÉPLACER UNE PASTILLE OU UN AUTRE ÉLÉMENT*

Pour déplacer un élément, régler au préalable le pas de grille en suivant les instructions données dans cette rubrique. Ensuite, cliquer sur l'icône " Move " et sélectionner l'élément à déplacer.

VISUALISER LES CARACTÉRISTIQUES D'UN ÉLÉMENT*

Il faut sélectionner l'élément puis faire un clic droit et choisir « show element ».

Selon l'élément sélectionné, Cadence vous donnera les caractéristiques suivantes :

  • le nom de l'élément,
  • les coordonnées,
  • la taille,
  • ...

Exemple pour les caractéristiques d'une pastille :

LA GRILLE*

Pour modifier le pas de la grille, aller dans « Setup – Grids » et taper l'espacement entre les points de la grille en x et y.

Remarque : Déplacement d'éléments (pastilles, rectangles...)
L'utilisation de la grille est très importante puisque, pour déplacer des éléments composant l'empreinte, il n'y a qu'une solution : les déplacer le long de la grille.
Exemple : Avec Cadence, on ne peut pas imposer des distances entre les éléments. Il faut choisir un pas de grille judicieux et déplacer les composants de façon à obtenir l'espacement désiré.
Une solution efficace pour les composants complexes, ou les broches ne sont pas reparties régulièrement, est de définir un pas de grille en X et Y correspondant exactement à la position d'un borche, de poser la broche puis de recommencer avec un autre pas de grille.

SUPPRIMER UN ÉLÉMENT DE L'EMPREINTE*

Pour supprimer un rectangle, une pastille ou tout autre élément, cliquer sur l'icône « Delete » puis, sur l'élément à sélectionner. Faire un clic droit et « Done ».