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EDA軟體_Cadence_Allegro 16.6焊盤制作

概述

焊盤是放置焊錫進而連接配接導線和元器件的引腳,它是PCB設計中最常接觸也是最重要的概念之一。在設計焊盤的時候,需要考慮以下幾點因素。 1、發熱量的多少 2、電流的大小 3、當形狀上長短不一緻時,要考慮連線寬度與焊盤特定邊長的大小差異不能過大 4、需要在元器件引腳之間布線時,選用長短不同的焊盤 5、焊盤的大小要按元器件引腳的粗細分别進行編輯确定 6、 對于DIP封裝的元器件,第1引腳一般為正方形,其他為圓形

根據元器件管腳封裝的不同,焊盤通常分為通過孔焊盤和貼片焊盤。

用到的軟體

Cadence軟體中,采用 Pad Designer來制作焊盤,同時可能還需要用 PCB Editor中建立Flash symbol來制作熱風焊盤 。

在Pad Designer中添加熱風焊盤之前,需要 将生成的熱風焊盤檔案路徑添加進去,這樣在後面繪制pad檔案的時候能夠順利的找到flash檔案。 具體的方法如下: Setup -> User Preferences,路徑Paths -> Library,修改padpath和psmpath的Value值,将剛才建立的flash檔案路徑添加進來。

焊盤的層面剖析

通過孔焊盤:從頂到底依次是 a)、頂層防焊層或阻焊層(SolderMask_Top) b)、頂層引腳(Pin>Top) c)、熱風焊盤(Thermal Relief) d)、阻焊盤(Anti pad) e)、底層引腳(Pin>Bottom) f)、底層防焊層或阻焊層(SolderMask_Bottom) 貼片焊盤:從頂到底依次是 a)、頂層錫膏防護層(PasteMask_Top) b)、頂層阻焊層或阻焊層(SolderMask_Top) c)、頂層(Top)

Allegro中的各層的定義

1、元件的實體焊盤   1)規則焊盤(Regular Pad)。有圓形、方形、橢圓形、矩形、八邊形、任意形狀(Shape)   2)熱風焊盤(Thermal Relief)。有圓形、方形、橢圓形、矩形、八邊形、任意形狀(Shape)   3)抗電邊距(Anti Pad)。用于防止管腳和其他網絡相連。有圓形、方形、橢圓形、矩形、八邊形、任意形狀(Shape)。     Regular pad(正規焊盤)主要是與top layer,bottom layer,internal layer等所有的正片進行連接配接(包括布線和覆銅)。一般應用在頂層,底層,和信号層,因為這些層較多用正片。

    Thermal Relief(熱風焊盤),Anti Pad(隔離盤),主要是與負片進行連接配接和隔離絕緣。一般應用在VCC或GND等内電層,因為這些層較多用負片。但是我們在begin layer和end layer也設定Thermal Relief(熱風焊盤),Anti Pad(隔離盤)的參數,那是因為begin layer和end layer也有可能做内電層,也有可能是負片。

    對于一個固定焊盤的連接配接,如果你這一層是正片,那麼就是通過你設定的Regular Pad與這個焊盤連接配接,Thermal Relief(熱風焊盤),Anti Pad(隔離盤)在這一層無任何作用。如果這一層是負片,就是通過Thermal Relief(熱風焊盤),Anti Pad(隔離盤)來進行連接配接和隔離,Regular Pad在這一層無任何作用。當然,一個焊盤也可以用Regular Pad與top layer的正片同網絡相連,同時,用Thermal Relief(熱風焊盤)與GND内電層的負片同網絡相連。   2、阻焊層(SolderMask):     阻焊層是PCB的非布線層,是指闆子上要上綠油的部分。阻焊層使用的是 負片輸出,是以在阻焊層的形狀映射到闆子上以後,并不是上了綠油阻焊,反而是露出了銅皮。通常為了增大銅皮的厚度,采用阻焊層上劃線去綠油,然後加 錫達到增加銅線厚度的效果。  

3、助焊層(PasteMask):       機器貼片的時候用的,對應着貼片元件的焊盤。在SMT加工時,通常采用一塊鋼闆将PCB上對應着元器件焊盤的地方打孔,然後鋼闆上上錫膏,PCB在鋼闆下的時候,錫膏漏下去,也就剛好每個焊盤上都能沾上焊錫,是以通常阻焊層不能大于實際的焊盤的尺寸。用“<=”最恰當不過。  

4、預留層(FilmMask)       用于添加使用者自定義資訊,應用比較少,使用者自己設定。

Allegro中的各層的尺寸規格

元器件引腳的直徑(D) PCB焊盤孔徑
D<=40mil D+12mil
40mil<D<80mil D+16mil
D>80mil D+20mil

規則焊盤(Regular Pad): 具體尺寸根據實際封裝的大小進行設定。推薦參照《IPC-SM-782A Surface Mount Design and Land Pattern Standard》。 熱風焊盤(Thermal Relief):内徑(ID)等于鑽孔直徑+20mil ,外徑(OD)等于Anti Pad的直徑,開口寬度等于(OD-ID)/2+10mil,如果Regular Pad尺寸小于40mil,需要适當減小尺寸差異。

抗電邊距(Anti Pad): 通常要比規則焊盤尺寸大20mil,如果Regular Pad尺寸小于40mil,需要适當減小尺寸差異。

阻焊層(SolderMask): 通常比規則焊盤大4mil。

助焊層(PasteMask): 通常和規則焊盤大小相仿。

熱風焊盤的制作

熱風焊盤的制作根據焊盤的外形形式分為标準和非标準熱風焊盤,圓形焊盤為标準熱風焊盤,其他形式為非标準熱風焊盤。 标準熱風焊盤可以通過設定“Thermal Pad Symbol”對話框,軟體自動生成需要的熱風焊盤。使用者需要設定内徑,外徑,開口寬度,數量及角度,具體的制作流程和效果如下。 1、建立“Flash Symbol”工作環境 啟動Allegro,執行菜單指令“File”->“New”,Type選擇“Flash symbol”,在Name中輸入你想要的名字,點選“Browse”按鈕指定存放目錄,單擊“OK”進入編輯界面。

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2、設定熱風焊盤參數 執行菜單指令“Add”->“Flash”,彈出“Thermal Pad Symbol”對話框,設定參數如下。 内徑45mil,外徑70mil,開口寬度20mil,數量4及角度45°

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3、生成效果如下

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非标準熱風焊盤的制作同第1步,然後通過添加Shape的方式,繪制出你想要的熱風焊盤形狀,制作效果如下。

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焊盤的制作

焊盤的制作需要用到“Pad Designer”軟體,通過設定“Parameter”和“Layer”頁籤來實作。 具體操作過程就不在這裡細說了,大家可以參考相關的書籍和視訊。在我看來,制作焊盤最關鍵的是要了解焊盤每個層的定義和尺寸設定的規則,這樣你才能設計出符合生産要求的元器件焊盤。 下面以通過孔焊盤為例進行示範,具體設定參數如下。 過孔直徑32mil,規則焊盤 直徑50mil,熱風焊盤選擇制作好的Flash Symbol,Anti Pad直徑同熱風焊盤外徑70mil,阻焊層略大于規則焊盤,直徑60mil。 “Parameter”

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“Layer”

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 在“Parameter”設定頁可以看到設計的效果。

參考文獻

《Cadence高速電路闆設計與仿真——原理圖與PCB設計》 http://blog.chinaunix.net/uid-9255716-id-107967.html

http://wenku.baidu.com/link?url=bR28usXEBkb3yZ-M7Erm0LCvwxMeUMiuuH0A0LKO9ar9mF93A4q8IL4Vjp-QwCFGdz3lsY28gaME6Zgxylfc_sQfTnWij4ZJZJaP4F44pWS