2024年3月11日发(作者:硕愉心)
Allegro16.6焊盘设计详细说明
1 焊盘(Padstack)设计标准
1.1 电路板的分层结构
电路板的分层结构如下图所示。分为顶层锡膏层(Top solder paste layer)、
顶层阻焊层(Top solder mask layer)、顶层(Top copper layer)、内层(Inner copper
layer)、底层(Bottom copper layer)、底层阻焊层(Top solder masklayer)、底层
锡膏层(Bottom solder paste layer)。这几层是和制作焊盘有关的,除此之外还有
丝印层,他在电路板的最外层,主要是印制元件的标识等。
图1.1 PCB板的分层结构及焊盘
顶层锡膏层(Top solder paste)、底层锡膏层(Bottom solder paste)也叫辅助
焊层,是针对表面贴(SMD)元件的,该层用来制作钢膜(片)﹐而钢膜上的
孔就对应着电路板上的SMD器件的焊点。在表面贴装(SMD)器件焊接时﹐先
将钢膜盖在电路板上(与实际焊盘对应)﹐然后将锡膏涂上﹐用刮片将多余的锡
膏刮去﹐移除钢膜﹐这样SMD器件的焊盘就加上了锡膏﹐之后将SMD器件贴
附到锡膏上面去(手工或贴片机)﹐最后通过回流焊机完成SMD器件的焊接。
通常钢膜上孔径的大小会比电路板上实际的焊盘小一些。
顶层阻焊层(Top solder mask layer)、底层阻焊层(Top solder masklayer)就
是PCB板上焊盘(表面贴焊盘、插件焊盘、过孔)外一层涂了绿油的地方,它
是为了防止在PCB过锡炉(波峰焊)的时候,不该上锡的地方上锡,所以称为
阻焊层(绿油层)。Solder层把PAD露出来,这就是我们在只显示Solder层时看
到的小圆圈或小方圈,一般比焊盘大0.1mm就够了,不能太大,通常比焊盘最
大不超过0.15mm。
顶层(Top copper layer)、底层(Bottom copper layer)这个就是实际焊接元
器件和物理布线的板层。
内层(Inner copper layer)是实际的电源布线层和信号线布线层。
BEGINLAYER层,也就是顶层(Top Layer)。
ENDLAYER层,也就是底层(Top Layer)。
DEFAULTINTERNAL层,也就是内层。
正片、负片其实是由生产工艺中的底片成像方式所得的名词,就像电影的胶
片是正片,胶片上是什么投到屏幕上就是什么,所见即得;而我们相片的底片是
负片,你会发现黑头发在底片上看上去却显示白发(等于没头发),所见却不为
得。在 PCB文件中,负片也一样是所见不为所得。在PCB设计中,没有布线的
地方就要覆铜,像电源层和地层等布线很少的板层就会大量覆铜。覆铜量大非常
影响运行速度,比如修改板子观看时的放缩小大等会感到很卡。如果使用正片覆
铜,覆铜量就会很大,而反过来用副片覆铜量就会很少。所以负片覆铜的方式我
们一般主要用在电源层和地层等需要大量覆铜的板层。
1.2 焊盘的分类
焊盘按其作用分为正规焊盘(Regular Pad)、隔热焊盘(Thermal Relief)、隔
离焊盘(Anti Pad)这三类。
正规焊盘(Regular Pad):在正片中看到的焊盘,也是通孔焊盘的基本焊盘。
隔热焊盘(Thermal Relief)也叫热风焊盘和花焊盘,在负片(所谓负片就是
在片中看到的就是要被腐蚀掉的,看不到的就是要保留下来的)中有效。用于在
负片中焊盘与敷铜的接连。Thermal Relief应该把它译为防散热结构片,其作用
就是为防止内电层覆铜与镀锡的钻孔完全接通。因为这样将造成焊接时热量散失
过快,焊接温度不够影响焊接(很多人或教材把它叫散热焊盘,有点难理解,它
真正目的是防散热)。
隔离焊盘(Anti Pad),也是在负片中有效,用于在负片中焊盘与敷铜的隔离。
一般用在电源层和地层。
1.3 焊盘尺寸的确定
1.3.1 通孔类焊盘尺寸的确定
首先要根据实际的元器件确定通孔的尺寸。各层、各种焊盘的尺寸据此来确
定。也可利用LP WIZARD软件的Hold Pad Stack 来确定各种尺寸参数,同时还
提供焊盘的命名。也可利用下面建议确定各个参数和尺寸。
1. BEGINLAYER层焊盘尺寸:
通孔一般不小于0.6mm,因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工,通常
情况下以金属引脚直径值加上0.25mm作为焊盘内孔直径(即DRILL_SIZE (钻
孔尺寸)>= 实际管脚尺寸 + 10MIL(0.25mm)),如电阻的金属引脚直径为0.5mm
时,其焊盘内孔直径对应为0.75mm,焊盘直径取决于内孔直径,如下所示:
内孔直径(mm): 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0
焊盘直径(mm): 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取:
直径小于0.4mm的孔: D/d=0.5~3
直径大于2mm的孔: D/d=1.5~2
式中:(D-焊盘直径,d-内孔直径)
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm ,这样可以避免加工时导致焊
盘缺损。
Thermal Relief:通常比Regular Pad 大20mil(0.5mm)。
Anti Pad:与Thermal Relief 设置一样。
2. ENDLAYER层焊盘尺寸:同上。
3. DEFAULTINTERNAL层焊盘尺寸:
DRILL_SIZE (钻孔尺寸)>= 实际管脚尺寸 + 10MIL(0.25mm)
RegularPad >= DRILL_SIZE + 16MIL(0.4mm)(DRILL_SIZE<50MIL
(1.27mm))
Regular Pad >= DRILL_SIZE + 30MIL(0.76mm)(DRILL_SIZE>=50MIL
(1.27mm))
Regular Pad >= DRILL_SIZE + 40MIL(1mm)(钻孔为矩形或椭圆形时)
Thermal Pad = TRaXbXc-d (其中TRaXbXc-d 为Flash 的名称(后面有介
绍))
Anti Pad = DRILL_SIZE + 30MIL(0.76mm)
Flash Name: TRaXbXc-d
其中:
a. Inner Diameter(内径): Drill Size + 16MIL(0.4mm)
b. Outer Diameter(外径): Drill Size + 30MIL(0.76mm)
c. Spoke width:
12 ( 当DRILL_SIZE = 10MIL 以下)
15 (当DRILL_SIZE = 11~40MIL)
20 (当DRILL_SIZE = 41~70MIL)
30 (当DRILL_SIZE = 71~170 MIL)
40 (当DRILL_SIZE = 171 MIL 以上)
保证连接处的宽度不小于10mil 。
d. Angle: 45
4. SOLDERMASK层焊盘尺寸:
SOLDERMASK = Regular_Pad + 6MIL(0.15mm)
1.3.2 表贴式焊盘尺寸的确定
表面粘贴元件一般遵守IPC-7351标准,可通过其免费软件LP_Wizard(现
在的版本为10.5)。此软件把常用的封装尺寸计算好了,按其给定的尺寸做就不
会出问题。LP_Wizard软件是PCB Matrix公司基于IPC-7351标准的 PCB设计
库的自动化生成EDA工具,包括LP浏览器、LP计算器、LP库、LP自动生成
器。
1. BEGINLAYER层或ENDLAYER层
Thermal Relief: 通常比Regular Pad大20mil,如果Regular Pad的尺寸小于
40mil,根据需要适当减小。
Anti Pad: 通常比Regular Pad大20mil,如果Regular Pad的尺寸小于40mil,
根据需要适当减小。
2. SOLDEMASK:通常比Regular Pad大4mil(0.1mm)。
3. PASTEMASK:与Regular Pad一样。
2 焊盘的命名
由于allegro 的文件管理有点繁乱,每个焊盘会使用一个文件保存,所以在
给焊盘命名的时候尽量将焊盘的形状尺寸等信息表现出来,以便以后可以方便的
管理和重复利用。
3 Pad Designer软件简介
执行“开始/程序/Cadence/Release 16.3/PCB Editor Utilities/Pad Designer”命
令,进入Pad Designer工作界面。
3.1 菜单栏
1. File:用以创建或保存焊盘。
2. Reports:用以生成相关焊盘操作报告。
3.
Help:用以提供设计者相关帮助。
3.2 工作区
工作区中有两个选项卡,每个选项卡功能各有不同。
Parameters选项卡:Summary显示焊盘总结;Units区域用以指定焊盘编辑
时的单位类型和精度;Usage options区域用以选择焊盘用途;Multiple drill用以
焊盘的多孔设置;Drill/Slot hole用以设置钻孔参数;Drill/Slot Symbol用以设置
钻孔符号设置;Top view窗口则用以观察焊盘顶层预览。
Layers选项卡:
PADS
tack layers用以编辑焊盘叠层;views窗口可以预览焊
盘;Regular Pad、Thermal Relief、Anti Pad三个选项栏用以设置焊盘相应层的几
何形状。
3.2.1 Parameters选项卡设置
在Pad Designer界面,执行File/New命令,根据上面工作区的介绍,即可在
Parameters选项卡中先要进行设计的基本设置。
图2.1 Parameters选项卡
Parameters选项卡中各部分的意思如上图所示。
在Units 下拉框中选择单位,常用的有Mils(密尔),Millimeter(毫米)。根据
实际情况选择。选择密尔精度一般设为1或2;选择毫米精度一般为4。
在Hole type下拉框中选择钻孔的类型。有如下三种选择:
Circle Drill:圆形钻孔;
Oval Slot:椭圆形孔;
Rectangle Slot:矩形孔。
在Plating下拉框中选择孔的金属化类型,常用的有如下两种:
Plated:金属化的;
Non-Plated:非金属化的。
一般的通孔元件的管脚焊盘要选择金属化的,而元件安装孔或者定位孔则选
择非金属化的。
在Drill diameter 编辑框中输入钻孔的直径。如果选择的是椭圆或者矩形孔,
则是Slot size X,Slot size Y 两个参数,分别对应椭圆的X,Y 轴半径和矩形的
长宽。一般情况下只要设置上述几个参数就行了,其它参数默认就可以。设置好
以后单击Layers选项卡进行设置。
3.2.2 Layers选项卡进行设置
图2.2 Layers选项卡
Layer选项卡中各部分的意思如上图所示。
如果制作的是表贴元件的焊盘将Single layer mode复选框勾上。需要填写的
参数有:
BEGINLAYER层的Regular Pad;SOLDEMASK_TOP层的Regular Pad;
PASTEMASK_TOP 层的Regular Pad。如下图所示:
图2.3 Layers选项卡参数设置
如果是通孔焊盘,需要填写的参数有:
BEGINLAYER层的Regular Pad,Thermal Relief,Anti Pad;
DEFAULTINTERNAL层的Regular Pad,Thermal Relief,Anti Pad;
ENDLAYER层的Regular Pad,Thermal Relief,Anti Pad;
SOLDEMASK_TOP层的Regular Pad;
PASTEMASK_TOP层的Regular Pad 。
如图 1.4 所示。在BEGINLAYER 、DEFAULTINTERNAL 、ENDLAYER 三
个层面中的Thermal Relief
可以选择系统提供的默认连接方式,即Circle、Square 、Oblong 、Rectangle 、
Octagon 五种,在PCB 中这几种连接方式为简单的‘+’形,或者‘X’形。也可
以选用自己画的热风焊盘连接方式,即选择Flash。这需要事先做好一个Flash
文件(见后面节)。这些参数的设置见前面的介绍。
图2.4 Layers选项卡参数设置
4 建立FLASH
4.1 参数的确定
热风焊盘的内径(ID)、外径(OD)、开口宽度如下确定:
a. ID(内径): Drill Size + 16MIL(0.40mm)
b. OD(外径): Drill Size + 30MIL(0.76mm)
c. Spoke width:
12MIL(0.30mm)( 当DRILL_SIZE = 10MIL(0.25mm)以下)
15MIL(0.38mm)(当DRILL_SIZE = 11~40MIL(0.27~1.0mm)
20MIL(0.5mm)(当DRILL_SIZE = 41~70MIL)(1.01~1.78mm)
30MIL(0.76mm)(当DRILL_SIZE = 71~170 MIL)(1.80~4.32mm)
40MIL(1.0mm)(当DRILL_SIZE = 171 MIL 以上)(4.34mm以上)
保证连接处的宽度不小于10mil(0.25mm)。
d. Angle: 45
4.2 FLASH的命名
Flash Name: f+OD+a+ID+b+W+c+N+d+A+e
其中:
a. Inner Diameter(内径);
b. Outer Diameter(外径);
c. Spoke width(开口宽度);
d. Number of Spokes(开口数量)
e. Angle
4.3 绘制FLASH
打开程序->Cadence SPB 16.5->PCB Editor,选择File->New出现对话框,如
图1.6 所示。
图3.1 New Drawing对话框
在Drawing Type中选择Flash symbol,点Browse指定文件保存路径,在
Drawing Name中给FLASH起一个名字。最后点击OK。出现如下的对话框:
图3.2 Design Parameter Edit 对话框
在User Units 处选择单位Mils或其他单位;在Accuracy处是精度设置,设
置小数点位数,Mils默认两位就可,其他的单位精度根据需要设定。在Width 那
里输入200,Height那里输入200,设置画图区域的大小,可以根据做的焊盘适
当的调整大小,然后Left X 那里输入-100,Lower Y 那里输入-100,设置画图区
域的左下角坐标,这样原点坐标(0,0)就在画图区域的中心,否则会有错误。其
它参数都用默认值就可,然后点击OK退出。
点击Add->Flash 菜单,弹出热风焊盘尺寸设置对话框,如图3.3所示。
图3.3 热风焊盘参数设置对话框
在Inner diameter 编辑框输入内径,Outer diameter 编辑框输入外径,Spoke
width编辑框输入连接口的宽度,最好不要小于板子的最小线宽。在Number of
spokes 选择开口的数量,默认4 就可,Spoke angel 输入开口的角度使用默认的
45 度就可。其它默认,点击OK 后就会自动生成一个花焊盘形状,如图3.3所
示。
图 1.10 花焊盘
保存该图形:执行Create Symbol命令创建图形符号,选择创建路径,则在
相应的路径下得到*.fsm文件即为图形符号,并将该图形符号保存到设计者自己
的图形符号文件夹中。
设定图形库:在PCB Editor中,执行Setup/User Preferences,弹出User
Preferences Editor对话框,点击Paths/Library,在右边编辑psmpath库调用的路
径,添加设计者图形库路径。
5 创建焊盘
5.1 创建表贴焊盘
运行Pad Designer,执行File/New命令,设置好保存焊盘文件的路径,为新
的焊盘文件起一个有意义的名字,点击OK。
设置Parameters选项卡,各项的说明见前面所述。注意Plating选项应该设
置为Non-plated。
设置Layer 选项卡,选中single layer mode。然后设置焊盘层叠,选择某一
层,并对该层进行形状尺寸设置。因为是表贴焊盘所以只需设置下面每层的
Regular Pad。创建焊盘时,必须设置好BEGIN LAYER(起始层) 、END LAYER
(截止层)、SOLDERMASK_TOP(顶层阻焊层)、SOLDERMASK_BOTTOM(底
层阻焊层)、PASTEMASK_TOP(顶层加焊层)、PASTEMASK_BOTTOM(底层
加焊层)等形状尺寸。设置好后
,
在views窗口可以即时观察焊盘剖面和顶层预
览。执行菜单中的Reports/PADStack Summary生成焊盘报表,能看到详细的焊
盘信息。存盘退出所要制作做的表贴焊盘完成。
5.2 创建通孔焊盘
运行PCB Editer 创建所需的Flash。创建方法参照前述。
运行Pad Designer,执行File/New命令,设置好保存焊盘文件的路径,为新
的焊盘文件起一个有意义的名字,点击OK。
设置Parameters选项卡,各项的说明见前面所述。注意Plating选项应该设
置为Plated。
设置Layer 选项卡,不要勾选选中single layer mode。选择某一层,并可进
行该层形状尺寸设置。创建焊盘时,必须设置好BEGIN LAYER(起始层)、
DEFAULT LAYER(默认层)、END LAYER(截止层)、SOLDERMASK_TOP(顶
层阻焊层)、SOLDERMASK_BOTTOM(底层阻焊层)等形状尺寸。在Pad stack
layers标签下,进行焊盘叠层编辑。 在下图Regular Pad、Thermal Relief、Anti Pad
三个选项栏中对所选层(Current layer)进行焊盘形状的选择操作。隔热焊盘要
在Thermal Relife的Falsh文字框后面的点选按钮中选择设计好的Flash。设置好
后存盘退出,所要制作做的通孔焊盘完成。若设计者需要其它自己设计的焊盘形
状,需要先根据需要设计好相应的Shape;并在Ragular Pad和Anti Pad的Shape
文字框后面的点选按钮中选择设计好的Shape即可;具体的操作及后面所述。
5.3 创建特殊形状的焊盘
特殊焊盘形状绘制有些引脚焊盘形状比较特殊,例如用于内存、显卡的金手
指形状焊盘,在Pad Designer的焊盘形状库中不存在这类特殊焊盘外形,设计者
就必须先创建新的Shape Symbol,然后才能在设计焊盘时被调用。下面,我就以
创建金手指焊盘形状为例,来阐述特殊焊盘形状建立过程。
5.3.1 在PCB Editor中创建Shape Symbol
进入
allegro
Shape设计界面,在Setup菜单栏下设置页面基本属性和栅格点
情况。
添加各类图形:执行Shape菜单栏下的相关命令,用以添加不同的形状。在
金手指图形设计中,先执行菜单中的Shape/Rectangular命令,在Options窗口选
择默认设置,即Etch、Top和形状填充Static solid。
在命令栏中输入起始点坐标按回车键、终点坐标按回车键,就可以从始终点
直接画出该矩形。此后再根据这种方法,执行Shape/Circular命令添加两端圆形。
合并各类图形:执行Shape/Merge Shapes命令,对分散的图形进行适当的整
合,将不同图形合并成一个Shape Symbol。
保存该图形:执行Create Symbol命令创建图形符号,选择创建路径,则在
相应的路径下得到*.ssm文件即为图形符号,并将该图形符号保存到设计者自己
的图形符号文件夹中。
设定图形库:在PCB Editor中,执行Setup/User Preferences,弹出User
Preferences Editor对话框,点击Paths/Library,在右边编辑psmpath库调用的路
径,添加设计者图形库路径。
调用图形符号:完成Shape Symbol的建立和库路径设置后,启动Pad Designer
焊盘编辑工具,在Layers选项卡下,点击Shape后面的浏览按钮,在弹出的Select
shape symbols对话框中就可以调用新建的图形符号了。这样就可以完成创建特
殊图形符号的焊盘,然后在Package Symbol中就可以调用这些特殊焊盘来添加
引脚了。
2024年3月11日发(作者:硕愉心)
Allegro16.6焊盘设计详细说明
1 焊盘(Padstack)设计标准
1.1 电路板的分层结构
电路板的分层结构如下图所示。分为顶层锡膏层(Top solder paste layer)、
顶层阻焊层(Top solder mask layer)、顶层(Top copper layer)、内层(Inner copper
layer)、底层(Bottom copper layer)、底层阻焊层(Top solder masklayer)、底层
锡膏层(Bottom solder paste layer)。这几层是和制作焊盘有关的,除此之外还有
丝印层,他在电路板的最外层,主要是印制元件的标识等。
图1.1 PCB板的分层结构及焊盘
顶层锡膏层(Top solder paste)、底层锡膏层(Bottom solder paste)也叫辅助
焊层,是针对表面贴(SMD)元件的,该层用来制作钢膜(片)﹐而钢膜上的
孔就对应着电路板上的SMD器件的焊点。在表面贴装(SMD)器件焊接时﹐先
将钢膜盖在电路板上(与实际焊盘对应)﹐然后将锡膏涂上﹐用刮片将多余的锡
膏刮去﹐移除钢膜﹐这样SMD器件的焊盘就加上了锡膏﹐之后将SMD器件贴
附到锡膏上面去(手工或贴片机)﹐最后通过回流焊机完成SMD器件的焊接。
通常钢膜上孔径的大小会比电路板上实际的焊盘小一些。
顶层阻焊层(Top solder mask layer)、底层阻焊层(Top solder masklayer)就
是PCB板上焊盘(表面贴焊盘、插件焊盘、过孔)外一层涂了绿油的地方,它
是为了防止在PCB过锡炉(波峰焊)的时候,不该上锡的地方上锡,所以称为
阻焊层(绿油层)。Solder层把PAD露出来,这就是我们在只显示Solder层时看
到的小圆圈或小方圈,一般比焊盘大0.1mm就够了,不能太大,通常比焊盘最
大不超过0.15mm。
顶层(Top copper layer)、底层(Bottom copper layer)这个就是实际焊接元
器件和物理布线的板层。
内层(Inner copper layer)是实际的电源布线层和信号线布线层。
BEGINLAYER层,也就是顶层(Top Layer)。
ENDLAYER层,也就是底层(Top Layer)。
DEFAULTINTERNAL层,也就是内层。
正片、负片其实是由生产工艺中的底片成像方式所得的名词,就像电影的胶
片是正片,胶片上是什么投到屏幕上就是什么,所见即得;而我们相片的底片是
负片,你会发现黑头发在底片上看上去却显示白发(等于没头发),所见却不为
得。在 PCB文件中,负片也一样是所见不为所得。在PCB设计中,没有布线的
地方就要覆铜,像电源层和地层等布线很少的板层就会大量覆铜。覆铜量大非常
影响运行速度,比如修改板子观看时的放缩小大等会感到很卡。如果使用正片覆
铜,覆铜量就会很大,而反过来用副片覆铜量就会很少。所以负片覆铜的方式我
们一般主要用在电源层和地层等需要大量覆铜的板层。
1.2 焊盘的分类
焊盘按其作用分为正规焊盘(Regular Pad)、隔热焊盘(Thermal Relief)、隔
离焊盘(Anti Pad)这三类。
正规焊盘(Regular Pad):在正片中看到的焊盘,也是通孔焊盘的基本焊盘。
隔热焊盘(Thermal Relief)也叫热风焊盘和花焊盘,在负片(所谓负片就是
在片中看到的就是要被腐蚀掉的,看不到的就是要保留下来的)中有效。用于在
负片中焊盘与敷铜的接连。Thermal Relief应该把它译为防散热结构片,其作用
就是为防止内电层覆铜与镀锡的钻孔完全接通。因为这样将造成焊接时热量散失
过快,焊接温度不够影响焊接(很多人或教材把它叫散热焊盘,有点难理解,它
真正目的是防散热)。
隔离焊盘(Anti Pad),也是在负片中有效,用于在负片中焊盘与敷铜的隔离。
一般用在电源层和地层。
1.3 焊盘尺寸的确定
1.3.1 通孔类焊盘尺寸的确定
首先要根据实际的元器件确定通孔的尺寸。各层、各种焊盘的尺寸据此来确
定。也可利用LP WIZARD软件的Hold Pad Stack 来确定各种尺寸参数,同时还
提供焊盘的命名。也可利用下面建议确定各个参数和尺寸。
1. BEGINLAYER层焊盘尺寸:
通孔一般不小于0.6mm,因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工,通常
情况下以金属引脚直径值加上0.25mm作为焊盘内孔直径(即DRILL_SIZE (钻
孔尺寸)>= 实际管脚尺寸 + 10MIL(0.25mm)),如电阻的金属引脚直径为0.5mm
时,其焊盘内孔直径对应为0.75mm,焊盘直径取决于内孔直径,如下所示:
内孔直径(mm): 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0
焊盘直径(mm): 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取:
直径小于0.4mm的孔: D/d=0.5~3
直径大于2mm的孔: D/d=1.5~2
式中:(D-焊盘直径,d-内孔直径)
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm ,这样可以避免加工时导致焊
盘缺损。
Thermal Relief:通常比Regular Pad 大20mil(0.5mm)。
Anti Pad:与Thermal Relief 设置一样。
2. ENDLAYER层焊盘尺寸:同上。
3. DEFAULTINTERNAL层焊盘尺寸:
DRILL_SIZE (钻孔尺寸)>= 实际管脚尺寸 + 10MIL(0.25mm)
RegularPad >= DRILL_SIZE + 16MIL(0.4mm)(DRILL_SIZE<50MIL
(1.27mm))
Regular Pad >= DRILL_SIZE + 30MIL(0.76mm)(DRILL_SIZE>=50MIL
(1.27mm))
Regular Pad >= DRILL_SIZE + 40MIL(1mm)(钻孔为矩形或椭圆形时)
Thermal Pad = TRaXbXc-d (其中TRaXbXc-d 为Flash 的名称(后面有介
绍))
Anti Pad = DRILL_SIZE + 30MIL(0.76mm)
Flash Name: TRaXbXc-d
其中:
a. Inner Diameter(内径): Drill Size + 16MIL(0.4mm)
b. Outer Diameter(外径): Drill Size + 30MIL(0.76mm)
c. Spoke width:
12 ( 当DRILL_SIZE = 10MIL 以下)
15 (当DRILL_SIZE = 11~40MIL)
20 (当DRILL_SIZE = 41~70MIL)
30 (当DRILL_SIZE = 71~170 MIL)
40 (当DRILL_SIZE = 171 MIL 以上)
保证连接处的宽度不小于10mil 。
d. Angle: 45
4. SOLDERMASK层焊盘尺寸:
SOLDERMASK = Regular_Pad + 6MIL(0.15mm)
1.3.2 表贴式焊盘尺寸的确定
表面粘贴元件一般遵守IPC-7351标准,可通过其免费软件LP_Wizard(现
在的版本为10.5)。此软件把常用的封装尺寸计算好了,按其给定的尺寸做就不
会出问题。LP_Wizard软件是PCB Matrix公司基于IPC-7351标准的 PCB设计
库的自动化生成EDA工具,包括LP浏览器、LP计算器、LP库、LP自动生成
器。
1. BEGINLAYER层或ENDLAYER层
Thermal Relief: 通常比Regular Pad大20mil,如果Regular Pad的尺寸小于
40mil,根据需要适当减小。
Anti Pad: 通常比Regular Pad大20mil,如果Regular Pad的尺寸小于40mil,
根据需要适当减小。
2. SOLDEMASK:通常比Regular Pad大4mil(0.1mm)。
3. PASTEMASK:与Regular Pad一样。
2 焊盘的命名
由于allegro 的文件管理有点繁乱,每个焊盘会使用一个文件保存,所以在
给焊盘命名的时候尽量将焊盘的形状尺寸等信息表现出来,以便以后可以方便的
管理和重复利用。
3 Pad Designer软件简介
执行“开始/程序/Cadence/Release 16.3/PCB Editor Utilities/Pad Designer”命
令,进入Pad Designer工作界面。
3.1 菜单栏
1. File:用以创建或保存焊盘。
2. Reports:用以生成相关焊盘操作报告。
3.
Help:用以提供设计者相关帮助。
3.2 工作区
工作区中有两个选项卡,每个选项卡功能各有不同。
Parameters选项卡:Summary显示焊盘总结;Units区域用以指定焊盘编辑
时的单位类型和精度;Usage options区域用以选择焊盘用途;Multiple drill用以
焊盘的多孔设置;Drill/Slot hole用以设置钻孔参数;Drill/Slot Symbol用以设置
钻孔符号设置;Top view窗口则用以观察焊盘顶层预览。
Layers选项卡:
PADS
tack layers用以编辑焊盘叠层;views窗口可以预览焊
盘;Regular Pad、Thermal Relief、Anti Pad三个选项栏用以设置焊盘相应层的几
何形状。
3.2.1 Parameters选项卡设置
在Pad Designer界面,执行File/New命令,根据上面工作区的介绍,即可在
Parameters选项卡中先要进行设计的基本设置。
图2.1 Parameters选项卡
Parameters选项卡中各部分的意思如上图所示。
在Units 下拉框中选择单位,常用的有Mils(密尔),Millimeter(毫米)。根据
实际情况选择。选择密尔精度一般设为1或2;选择毫米精度一般为4。
在Hole type下拉框中选择钻孔的类型。有如下三种选择:
Circle Drill:圆形钻孔;
Oval Slot:椭圆形孔;
Rectangle Slot:矩形孔。
在Plating下拉框中选择孔的金属化类型,常用的有如下两种:
Plated:金属化的;
Non-Plated:非金属化的。
一般的通孔元件的管脚焊盘要选择金属化的,而元件安装孔或者定位孔则选
择非金属化的。
在Drill diameter 编辑框中输入钻孔的直径。如果选择的是椭圆或者矩形孔,
则是Slot size X,Slot size Y 两个参数,分别对应椭圆的X,Y 轴半径和矩形的
长宽。一般情况下只要设置上述几个参数就行了,其它参数默认就可以。设置好
以后单击Layers选项卡进行设置。
3.2.2 Layers选项卡进行设置
图2.2 Layers选项卡
Layer选项卡中各部分的意思如上图所示。
如果制作的是表贴元件的焊盘将Single layer mode复选框勾上。需要填写的
参数有:
BEGINLAYER层的Regular Pad;SOLDEMASK_TOP层的Regular Pad;
PASTEMASK_TOP 层的Regular Pad。如下图所示:
图2.3 Layers选项卡参数设置
如果是通孔焊盘,需要填写的参数有:
BEGINLAYER层的Regular Pad,Thermal Relief,Anti Pad;
DEFAULTINTERNAL层的Regular Pad,Thermal Relief,Anti Pad;
ENDLAYER层的Regular Pad,Thermal Relief,Anti Pad;
SOLDEMASK_TOP层的Regular Pad;
PASTEMASK_TOP层的Regular Pad 。
如图 1.4 所示。在BEGINLAYER 、DEFAULTINTERNAL 、ENDLAYER 三
个层面中的Thermal Relief
可以选择系统提供的默认连接方式,即Circle、Square 、Oblong 、Rectangle 、
Octagon 五种,在PCB 中这几种连接方式为简单的‘+’形,或者‘X’形。也可
以选用自己画的热风焊盘连接方式,即选择Flash。这需要事先做好一个Flash
文件(见后面节)。这些参数的设置见前面的介绍。
图2.4 Layers选项卡参数设置
4 建立FLASH
4.1 参数的确定
热风焊盘的内径(ID)、外径(OD)、开口宽度如下确定:
a. ID(内径): Drill Size + 16MIL(0.40mm)
b. OD(外径): Drill Size + 30MIL(0.76mm)
c. Spoke width:
12MIL(0.30mm)( 当DRILL_SIZE = 10MIL(0.25mm)以下)
15MIL(0.38mm)(当DRILL_SIZE = 11~40MIL(0.27~1.0mm)
20MIL(0.5mm)(当DRILL_SIZE = 41~70MIL)(1.01~1.78mm)
30MIL(0.76mm)(当DRILL_SIZE = 71~170 MIL)(1.80~4.32mm)
40MIL(1.0mm)(当DRILL_SIZE = 171 MIL 以上)(4.34mm以上)
保证连接处的宽度不小于10mil(0.25mm)。
d. Angle: 45
4.2 FLASH的命名
Flash Name: f+OD+a+ID+b+W+c+N+d+A+e
其中:
a. Inner Diameter(内径);
b. Outer Diameter(外径);
c. Spoke width(开口宽度);
d. Number of Spokes(开口数量)
e. Angle
4.3 绘制FLASH
打开程序->Cadence SPB 16.5->PCB Editor,选择File->New出现对话框,如
图1.6 所示。
图3.1 New Drawing对话框
在Drawing Type中选择Flash symbol,点Browse指定文件保存路径,在
Drawing Name中给FLASH起一个名字。最后点击OK。出现如下的对话框:
图3.2 Design Parameter Edit 对话框
在User Units 处选择单位Mils或其他单位;在Accuracy处是精度设置,设
置小数点位数,Mils默认两位就可,其他的单位精度根据需要设定。在Width 那
里输入200,Height那里输入200,设置画图区域的大小,可以根据做的焊盘适
当的调整大小,然后Left X 那里输入-100,Lower Y 那里输入-100,设置画图区
域的左下角坐标,这样原点坐标(0,0)就在画图区域的中心,否则会有错误。其
它参数都用默认值就可,然后点击OK退出。
点击Add->Flash 菜单,弹出热风焊盘尺寸设置对话框,如图3.3所示。
图3.3 热风焊盘参数设置对话框
在Inner diameter 编辑框输入内径,Outer diameter 编辑框输入外径,Spoke
width编辑框输入连接口的宽度,最好不要小于板子的最小线宽。在Number of
spokes 选择开口的数量,默认4 就可,Spoke angel 输入开口的角度使用默认的
45 度就可。其它默认,点击OK 后就会自动生成一个花焊盘形状,如图3.3所
示。
图 1.10 花焊盘
保存该图形:执行Create Symbol命令创建图形符号,选择创建路径,则在
相应的路径下得到*.fsm文件即为图形符号,并将该图形符号保存到设计者自己
的图形符号文件夹中。
设定图形库:在PCB Editor中,执行Setup/User Preferences,弹出User
Preferences Editor对话框,点击Paths/Library,在右边编辑psmpath库调用的路
径,添加设计者图形库路径。
5 创建焊盘
5.1 创建表贴焊盘
运行Pad Designer,执行File/New命令,设置好保存焊盘文件的路径,为新
的焊盘文件起一个有意义的名字,点击OK。
设置Parameters选项卡,各项的说明见前面所述。注意Plating选项应该设
置为Non-plated。
设置Layer 选项卡,选中single layer mode。然后设置焊盘层叠,选择某一
层,并对该层进行形状尺寸设置。因为是表贴焊盘所以只需设置下面每层的
Regular Pad。创建焊盘时,必须设置好BEGIN LAYER(起始层) 、END LAYER
(截止层)、SOLDERMASK_TOP(顶层阻焊层)、SOLDERMASK_BOTTOM(底
层阻焊层)、PASTEMASK_TOP(顶层加焊层)、PASTEMASK_BOTTOM(底层
加焊层)等形状尺寸。设置好后
,
在views窗口可以即时观察焊盘剖面和顶层预
览。执行菜单中的Reports/PADStack Summary生成焊盘报表,能看到详细的焊
盘信息。存盘退出所要制作做的表贴焊盘完成。
5.2 创建通孔焊盘
运行PCB Editer 创建所需的Flash。创建方法参照前述。
运行Pad Designer,执行File/New命令,设置好保存焊盘文件的路径,为新
的焊盘文件起一个有意义的名字,点击OK。
设置Parameters选项卡,各项的说明见前面所述。注意Plating选项应该设
置为Plated。
设置Layer 选项卡,不要勾选选中single layer mode。选择某一层,并可进
行该层形状尺寸设置。创建焊盘时,必须设置好BEGIN LAYER(起始层)、
DEFAULT LAYER(默认层)、END LAYER(截止层)、SOLDERMASK_TOP(顶
层阻焊层)、SOLDERMASK_BOTTOM(底层阻焊层)等形状尺寸。在Pad stack
layers标签下,进行焊盘叠层编辑。 在下图Regular Pad、Thermal Relief、Anti Pad
三个选项栏中对所选层(Current layer)进行焊盘形状的选择操作。隔热焊盘要
在Thermal Relife的Falsh文字框后面的点选按钮中选择设计好的Flash。设置好
后存盘退出,所要制作做的通孔焊盘完成。若设计者需要其它自己设计的焊盘形
状,需要先根据需要设计好相应的Shape;并在Ragular Pad和Anti Pad的Shape
文字框后面的点选按钮中选择设计好的Shape即可;具体的操作及后面所述。
5.3 创建特殊形状的焊盘
特殊焊盘形状绘制有些引脚焊盘形状比较特殊,例如用于内存、显卡的金手
指形状焊盘,在Pad Designer的焊盘形状库中不存在这类特殊焊盘外形,设计者
就必须先创建新的Shape Symbol,然后才能在设计焊盘时被调用。下面,我就以
创建金手指焊盘形状为例,来阐述特殊焊盘形状建立过程。
5.3.1 在PCB Editor中创建Shape Symbol
进入
allegro
Shape设计界面,在Setup菜单栏下设置页面基本属性和栅格点
情况。
添加各类图形:执行Shape菜单栏下的相关命令,用以添加不同的形状。在
金手指图形设计中,先执行菜单中的Shape/Rectangular命令,在Options窗口选
择默认设置,即Etch、Top和形状填充Static solid。
在命令栏中输入起始点坐标按回车键、终点坐标按回车键,就可以从始终点
直接画出该矩形。此后再根据这种方法,执行Shape/Circular命令添加两端圆形。
合并各类图形:执行Shape/Merge Shapes命令,对分散的图形进行适当的整
合,将不同图形合并成一个Shape Symbol。
保存该图形:执行Create Symbol命令创建图形符号,选择创建路径,则在
相应的路径下得到*.ssm文件即为图形符号,并将该图形符号保存到设计者自己
的图形符号文件夹中。
设定图形库:在PCB Editor中,执行Setup/User Preferences,弹出User
Preferences Editor对话框,点击Paths/Library,在右边编辑psmpath库调用的路
径,添加设计者图形库路径。
调用图形符号:完成Shape Symbol的建立和库路径设置后,启动Pad Designer
焊盘编辑工具,在Layers选项卡下,点击Shape后面的浏览按钮,在弹出的Select
shape symbols对话框中就可以调用新建的图形符号了。这样就可以完成创建特
殊图形符号的焊盘,然后在Package Symbol中就可以调用这些特殊焊盘来添加
引脚了。