Allegro16 6 焊盘设计详细说明 1 焊盘焊盘 PadstackPadstack 设计标准设计标准 1 1 电路板电路板的的分分层结构层结构 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 顶层锡膏层顶层锡膏层 Top solder paste 底层锡膏层底层锡膏层 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 顶层阻焊层顶层阻焊层 Top solder mask layer 底层阻焊层底层阻焊层 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 顶层顶层 Top copper layer 底层底层 Bottom copper layer 这个就是实际焊接元 器件和物理布线的板层 内层内层 Inner copper layer 是实际的电源布线层和信号线布线层 BEGINLAYER 层层 也就是顶层 Top Layer ENDLAYER 层层 也就是底层 Top Layer DEFAULTINTERNAL 层层 也就是内层 正片 负片正片 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 焊盘尺寸的确定焊盘尺寸的确定 1 3 1 通孔类通孔类焊盘尺寸的确定焊盘尺寸的确定 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 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 DesignerPad Designer软件简介软件简介 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 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 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 选项卡 PADStack 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 ParametersParameters选项卡选项卡设置设置 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 LayersLayers选项卡进行设置选项卡进行设置 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 。