本文主要介绍如何使用Allegro的Pad Designer/Padstack Editor建立焊盘。
使用Allegro进行PCB设计都会遇到建立Pad的过程,本文从Pad的基本概念入手,详细介绍SMT Pad和Thru Pad的建立过程。
Pad的基本概念
1、元件的物理焊盘
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Regular Pad(规则焊盘)。有圆形、方形、椭圆形、矩形、八边形、任意形状(Shape)。
Regular Pad主要是与Top Layer,Bottom Layer,Internal Layer等所有的正片进行连接(包括布线和覆铜)。一般应用在顶层,底层,和信号层,因为这些层较多用正片。
Thermal Relief(热风焊盘)和Anti Pad(隔离盘),主要是与负片进行连接和隔离绝缘。一般应用在VCC或GND等内电层,因为这些层较多用负片。但是我们在Begin Layer和End Layer也设置Thermal Relief(热风焊盘),Anti Pad(隔离盘)的参数,那是因为Begin Layer和End Layer也有可能做内电层,也有可能是负片。
综上所述,也就是说,对于一个固定焊盘的连接,如果你这一层是正片,那么就是通过你设置的Regular Pad与这个焊盘连接,ThermalRelief(热风焊盘),Anti Pad(隔离盘)在这一层无任何作用。如果这一层是负片,就是通过Thermal Relief(热风焊盘),AntiPad(隔离盘)来进行连接和隔离,Regular Pad在这一层无任何作用。当然,一个焊盘也可以用Regular Pad与Top Layer的正片同网络相连,同时,用Thermal Relief(热风焊盘)与GND内电层的负片同网络相连(比如GND引脚,在Top和Bot层用正片,在GND层用负片)。
2、阻焊层(Solder Mask)
Solder Mask,是指板子上要上绿油的部分。因为阻焊层使用的是负片输出,所以实际有Solder Mask的部分在阻焊层的形状映射到板子上以后,并不是上了绿油阻焊,反而是露出了铜皮(有阻焊层的地方,不会上绿油而是镀锡)。通常为了增大铜皮的厚度,采用阻焊层上划线去绿油,然后加锡达到增加铜线厚度的效果。
3、助焊层(Paste Mask)
机器贴片的时候用的。对应着所有贴片元件的焊盘,在SMT加工时,通常采用一块钢板,将PCB上对应着元器件焊盘的地方打孔,然后钢板上上锡膏,PCB在钢板下的时候,锡膏漏下去,也就刚好每个焊盘上都能沾上焊锡,所以通常助焊层不能大于实际的焊盘的尺寸。用“<=”最恰当不过。
4、预留层(Film Mask)
SMT Pad的层和尺寸
SMT Pad的层及相关层的尺寸主要如下:
Regular Pad具体尺寸根据实际封装的大小进行设置。
Thermal Relief通常要比规则焊盘尺寸大20mil,如果Regular Pad尺寸小于40mil,需要适当减小尺寸差异。
Anti Pad通常要比规则焊盘尺寸大20mil,如果Regular Pad尺寸小于40mil,需要适当减小尺寸差异。
SMT Pad设计流程
表贴焊盘只需设置Begin Layer、Solder Mask_TOP、Paste Mask_TOP层的Regular Pad。
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Begin Layer,Regular Pad的尺寸根据实际大小确定
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Solder Mask_TOP(表贴焊盘只有一面),比Begin Layer的Regular Pad大6mil。
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Paste Mask_TOP(表贴焊盘只有一面),与Begin Layer的Regular Pad一样。
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对于一些高速应用的组容感(如高速ADC、高速信号等),焊盘可以考虑做成圆形、椭圆形、多边形等,Cut the corner region could decrease the edge effect inthe process, and decrease the mismatch.
Through Pad的层和尺寸
Through Pad的层及相关层的尺寸主要如下:
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Regular Pad的尺寸比Drill Diameter的尺寸至少大16mil
至少钻孔尺寸 + 16mil (钻孔尺寸 < 50)
至少钻孔尺寸 + 30mil (钻孔尺寸 >= 50)
至少钻孔尺寸 + 40mil (钻孔为矩形或椭圆形)
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DRILL_SIZE:实际PIN尺寸+ 10mil
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至少钻孔尺寸 + 16mil (钻孔尺寸 < 50)
至少钻孔尺寸 + 30mil (钻孔尺寸 >= 50)
至少钻孔尺寸 + 40mil (钻孔为矩形或椭圆形)
Inner Diameter:内孔尺寸:钻孔尺寸 + 16mil
Outer Diameter外孔尺寸:钻孔尺寸 + 30mil
12:钻孔尺寸 <= 10mil
15:钻孔尺寸 11~40 mil
20:钻孔尺寸 41 ~ 70mil
30:钻孔尺寸 71~170mil
40:钻孔尺寸 171 以上
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Solder Mask,
通常比规则焊盘大6mil。
注
:贴片焊盘要有Solder Mask_TOP和Paste Mask_TOP。通孔要有Solder Mask_TOP和Solder Mask_BOTTOM,因为两边都要露在外面。盲孔要有Solder Mask_TOP,因为一边露在外面。
埋孔焊盘不需要Solder Mask和Paste Mask,因为都在里面。
Through Pad的层和尺寸
Through Pad的制作流程如下:
第一步先设置钻孔参数:
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选择钻孔类型:Circle(圆形)Oval(椭圆形)Rectangle(长方形)
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选择孔的金属化类型:Plated(金属化孔)Non-Plated(非金属化孔)
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设置钻孔尺寸:根据钻孔类型确定。
圆形为钻孔直径,椭圆形和长方形为长和宽
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选择钻孔符号:根据钻孔类型确定。
圆形可选不同种类的符号,椭圆形只有Oblong Y,长方形只有Rectangle
第二步进行层叠焊盘设置:
双面焊盘需设置Begin Layer和End Layer,TOP层和BOTTOM层的相关参数。
Regular Pad的尺寸比Drill Diameter的尺寸至少大16mil
Thermal Relief 和 Anti Pad要比Regular Pad的尺寸大20mil
Regular Pad的尺寸比Drill Diameter的尺寸至少大16mil
Thermal Relief 和 Anti Pad要比Regular Pad的尺寸大20mil
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Solder Mask。
比Begin Layer的Regular Pad大6mil。
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Paste mask。
与Begin Layer的Regular Pad一样。
过孔部分的设置详细参考之前的文章《PCB设计之“过孔”》。