KiCad 筆記

雜亂無章: 只是粗略筆記
參考:
1. https://docs.kicad.org/7.0/en/pcbnew/pcbnew.html
2. https://techexplorations.com/guides/kicad/2e/pcbnew-layout/
3. https://circuitstate.com/tutorials/getting-started-with-kicad-version-6-beginners-tutorial-to-schematic-and-pcb-design/

KiCad PCB Editor:
    上方工具欄
    下面狀態訊息欄
    左邊開關工具列
    右邊繪圖工具列
        右側樣貌設定區(可用左邊工具列關閉)
            右下選項過濾鈕及預設層面顯示方式(Layer presets)
        左側物件特性設定區(可用左邊工具列關閉))

電路板設定: File->Board Setup, 或直接點選上方工具欄 "帶輪框的綠色電路板圖示", 主要設定：
    1. 板材堆疊: Board Stackup
        Physical Stackup 層板數(2 層板, 4層板, ... )及介電質(dielectric material)的厚度/介電常數/介電損耗(影響特性阻抗)
    2. 文字及圖示: Text & Graphics
        default(各層面預設):線徑寬度, 文字寬/高/厚
        Formatting 實虛線設定: 實線與間隙比
        文字替代變數,使用方式： ${變數名稱}
    3. 設計準則: Design Rule
        約束條件 (Constraints)
        預設尺寸(Pre-defined Sizes): 可分別自行填入走線(Tracks), 灌孔(Vias), 差動線(Differential Pairs) 的預設尺寸, 之後使用滑鼠直接點選(上方工具攔下面輸入框), 即刻作切換
        使用網點類型(Net Classes)預設尺寸切換:
            Clearance: 與其他網點間隔
            TrackWidth: 走線寬度
            Via SIze: 一般灌孔尺寸
            Via Hole: 一般灌孔直徑
            uVia SIze: 雷射灌孔尺寸
            uVia Hole: 雷射灌孔直徑
            DP Width: 差動線寬
            DP Gap: 差動線間距
    鑽孔(Via)類型專有名詞:
        灌穿孔: Through hole
        雷射灌孔: Micro hole
        盲/埋孔: Blined/Buried hole
　　鍍銅灌孔: PTH
        裸空灌孔: NPTH

當要測量距離時, 右下角顯示滑鼠移動相對距離, 滑鼠位置上按空白鍵, 直接重設相對原點(0, 0), 移動時顯示方座標(dx, dy)或極座標(r距離, θ角度)
層面圖:
    走線銅箔層:  Cu 包含 F 正面, B 背面, 內層(> 2 層版時)
    加工繪圖層:
        文字面(silkscreen), 包含 F 正面, B 背面, 零件名稱, 注意事項
        零件外框(Courtyard), 包含 F 正面, B 背面, 零件擺放時, 防止互相衝突
        裸(焊)錫面(solder paste), 包含 F 正面, B 背面, 製作 stencil(模板)上錫膏用
        防焊(膠)面(solder mask), 包含 F 正面, B 背面, 防止銅箔網(copper net)短路
    工廠組裝層, 包含 F 正面, B 背面, 通常是 DIP 打件時用到的資訊都放在此
        This includes polarity markers, reference designators, and component values.
    膠合粘貼層： adhesive 包含 F 正面, B 背面
    邊框(Edge cut), PCB 裁切框(ＰＣＢ外型), 製作完就能點選Ｖiew->3D view來觀看實際的形狀

滑鼠選擇物件:
    1. 單擊左鍵選擇單一物件
    2. 點擊左鍵拖曳由左至右選擇"框內所有物件"
    3. 點擊左鍵拖曳由右至左選擇"觸及框內所有物件"

文字取代:

走線長度調整: Route
    Route single track
    Route Differential Pair
    Tune length of single track
    Tune length of a differential pair
    Tune skew of differential track

可以用 DXF 檔導入外框到 Edge.Cuts 層: File -> Import -> Graphics
注意單位必須一致

將鑽孔全數改用淚滴形： Tools-> Add Teardrops


1. 放置 TitleBlock:  File-> Page Settings
    選擇紙張大小橫版(landscape)或直版(portrait), 填入適當文字例如: 版本, 專案名稱, 作者 ...等等
2. 調整設定:
    繪圖原點: Preferences -> preferences -> PCB Editor -> Origins & Axes
        選擇 Drill/place file origin, X increase right, Y increase up
    網目顯示: Preferences -> preferences -> PCB Editor -> Display Options -> Grid Style
        選擇 small crosses
3. 上方工具列, 視需要可以自行添加: 走線寬度: 10 mil, 打孔直徑 10 mil, 設定網目 10 mil
4. 左邊工具列, 視需要打開或關閉: 網目游標跟隨(grid snap), 尺寸顯示 mil/mm/inch, 鋪銅區顯現, 層板設定區(appearance manager), 屬性設定區(property)
5. 雙擊 Footprint 可以修改/觀看 3d 模型(六方的視圖), 或用滑鼠右鍵顯示菜單再選擇功能
6. Ctrl+F1 可看快捷鍵(hotkeys), 常用快捷鍵:
    R    -> 旋轉物件 Rotate
    M    -> 搬離物件 Move
    E    -> 編輯物件 Edit
    F    -> 擺至背面 Flip to back
    A    -> 新增物件 Add Footprint
    V    -> 新增灌孔 Add Via
    W    -> 新增走線 Add wire
    X    -> 擷取/開始走線 track mode
    U   -> 走線延伸選取
    D   -> 走線平拉, 可以同時搭配 Footprint 一起拉伸
    G   -> 走線自由拉動

    shift + Delete -> unroute
    Ctrl+C -> copy
    Ctrl+V -> paste
    Ctrl+D -> 完整(包含 net)複製貼上
7. Desing Rule Check(DRC) 上方命令欄: Inspect-> Desing Rule Check
8. 刪除整體物件: Edit -> Global Deletions
    可勾選: 全部層面或目前層面
        鋪同區      Zones
        文字        Text
        外框        Board outlines
        點陣圖      Graphics
        包裝圖      Footprint
        走線及灌孔   Tracks & vias
        標籤        Markers
        全數清空    clear board



Schematic Editor:
    導出網路: File -> Export -> Netlist
    單獨指定包裝: Tools -> Assign Footprints
        左邊是零件庫, 只能用滑鼠選取, 雙擊右邊零件 Footprint, 選取 Footprint 速度較慢
    指定欄位: Tools -> Edit Symbol Field
        可同時指定數值及 Footprint, 找到後, 使用 Copy -> Paste, 加快 Footprint 選取速度
    零件標注： Tools -> Annotate Schematic
    產生BOM: Tools -> Generate BOM

    Schematic 與 PCB 的 Netlist 導入與導出
    導入 PCB Editor: Tools -> Update PCB from schematic
    導出 PCB Editor: Tools -> Update schematic from PCB

 

Symbol Editor

Symbol Library 是 Schematic 畫圖所要用的零件庫, 開啟後可以看到很多種類, 而 R/L/C/Diode/Transitor 等一般的零件庫,  是放在 Device 內, 其他像是  4xxx CMOS IC 邏輯系列, 7xxx TTL IC邏輯系列一如其名顯而易見, 另外可以開啟 Preferences -> Manage Symbol Libraries 將其他不需要的零件庫適度關閉

Footprint  Editor

Footprint Library 則是 PCB 畫圖所用的零件庫, 同樣開啟後可以看到很多種類, 而 SMD 零件則分門別類: SMD 電容放在 Capacitor_SMD, SMD 電阻放在 Resistor_SMD, SMD 電感放在 Inductor_SMD 內, SMD 二極體放在 Diode_SMD, SMD 電晶體放在 Transistor_SMD, 同樣可以開啟 Preferences -> Manage Footprint Libraries 將其他不需要的零件庫適度關閉

 

後記:

1. 零件庫搜索支援 regular expression, 因此像是開頭符號 ^, 結尾符號 $, 就可以加以運用, 過濾搜尋零件

 2. Linux mint 安裝 KiCad, 實際位置放在  /var/lib/flatpak/app/org.kicad.KiCad/current/active/ 內,  其中 current 及 active 目錄是一個符號連結, 開啟專案後,  local 資料將放在 ~/.var/ 內

3.  當開啟 PCB Editor 有些地方會遇到圖型重疊現象(在 appearance 處點選 Objects), 原因不明

4.  Schematic Editor 預設顏色場景是全白, 傷眼, 於是開啟 Plugin and Content Manager, 點選 Color themes 標籤, 並點選下方 refresh 後會出現 Eagle Dark Theme, Solarized Dark Theme暗黑場景, 點選 install 安裝, 並點選下面按鈕 Apply pending Changes 才能完成安裝, 回到 Project manager, 在 Preference -> Schematic Editor -> Colors, 點選 Theme 喜歡的場景, 例如改為 Eagle Dark(read-only).