EDA软件_Cadence_Allegro 16.6焊盘制作

概述

焊盘是放置焊锡从而连接导线和元器件的引脚，它是PCB设计中最常接触也是最重要的概念之一。在设计焊盘的时候，需要考虑以下几点因素。

1、发热量的多少

2、电流的大小

3、当形状上长短不一致时，要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大

4、需要在元器件引脚之间布线时，选用长短不同的焊盘

5、焊盘的大小要按元器件引脚的粗细分别进行编辑确定

6、对于DIP封装的元器件，第1引脚一般为正方形，其他为圆形

根据元器件管脚封装的不同，焊盘通常分为通过孔焊盘和贴片焊盘。

用到的软件

Cadence软件中，采用Pad Designer来制作焊盘，同时可能还需要用PCB Editor中建立Flash symbol来制作热风焊盘。

在Pad Designer中添加热风焊盘之前，需要将生成的热风焊盘文件路径添加进去，这样在后面绘制pad文件的时候能够顺利的找到flash文件。

具体的方法如下：

Setup -> User Preferences，路径Paths -> Library，修改padpath和psmpath的Value值，将刚才建立的flash文件路径添加进来。

焊盘的层面剖析

通过孔焊盘：从顶到底依次是

a）、顶层防焊层或阻焊层（SolderMask_Top）

b）、顶层引脚（Pin>Top）

c）、热风焊盘（Thermal Relief）

d）、阻焊盘（Anti pad）

e）、底层引脚（Pin>Bottom）

f）、底层防焊层或阻焊层（SolderMask_Bottom）

贴片焊盘：从顶到底依次是

a）、顶层锡膏防护层（PasteMask_Top）

b）、顶层阻焊层或阻焊层（SolderMask_Top）

c）、顶层（Top）

Allegro中的各层的定义

1、元件的物理焊盘  

1）规则焊盘（Regular Pad）。有圆形、方形、椭圆形、矩形、八边形、任意形状（Shape)  

2）热风焊盘（Thermal Relief）。有圆形、方形、椭圆形、矩形、八边形、任意形状（Shape)  

3）抗电边距（Anti Pad）。用于防止管脚和其他网络相连。有圆形、方形、椭圆形、矩形、八边形、任意形状（Shape)。

    Regular pad(正规焊盘）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），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。
    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，Thermal Relief（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），Anti Pad（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。

 

2、阻焊层（SolderMask）：

    阻焊层是PCB的非布线层，是指板子上要上绿油的部分。阻焊层使用的是负片输出，所以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。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（PasteMask）：  

    机器贴片的时候用的，对应着贴片元件的焊盘。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，所以通常阻焊层不能大于实际的焊盘的尺寸。用“<=”最恰当不过。  

4、预留层（FilmMask）  

    用于添加用户自定义信息，应用比较少，用户自己设定。

Allegro中的各层的尺寸规格

元器件引脚的直径（D）PCB焊盘孔径D<=40milD+12mil40mil<D<80milD+16milD>80milD+20mil

规则焊盘（Regular Pad）：具体尺寸根据实际封装的大小进行设置。推荐参照《IPC-SM-782A Surface Mount Design and Land Pattern Standard》。

热风焊盘（Thermal Relief）：内径（ID）等于钻孔直径+20mil，外径（OD）等于Anti Pad的直径，开口宽度等于（OD-ID）/2+10mil，如果Regular Pad尺寸小于40mil，需要适当减小尺寸差异。

抗电边距（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。

阻焊层（SolderMask）：通常比规则焊盘大4mil。

助焊层（PasteMask）：通常和规则焊盘大小相仿。

热风焊盘的制作

热风焊盘的制作根据焊盘的外形形式分为标准和非标准热风焊盘，圆形焊盘为标准热风焊盘，其他形式为非标准热风焊盘。

标准热风焊盘可以通过设置“Thermal Pad Symbol”对话框，软件自动生成需要的热风焊盘。用户需要设置内径，外径，开口宽度，数量及角度，具体的制作流程和效果如下。

1、新建“Flash Symbol”工作环境

启动Allegro，执行菜单命令“File”->“New”，Type选择“Flash symbol”，在Name中输入你想要的名字，点击“Browse”按钮指定存放目录，单击“OK”进入编辑界面。

2、设置热风焊盘参数

执行菜单命令“Add”->“Flash”，弹出“Thermal Pad Symbol”对话框，设置参数如下。

内径45mil，外径70mil，开口宽度20mil，数量4及角度45°

3、生成效果如下

 

非标准热风焊盘的制作同第1步，然后通过添加Shape的方式，绘制出你想要的热风焊盘形状，制作效果如下。

 

焊盘的制作

焊盘的制作需要用到“Pad Designer”软件，通过设置“Parameter”和“Layer”选项卡来实现。

具体操作过程就不在这里细说了，大家可以参考相关的书籍和视频。在我看来，制作焊盘最关键的是要理解焊盘每个层的定义和尺寸设置的规则，这样你才能设计出符合生产要求的元器件焊盘。

下面以通过孔焊盘为例进行演示，具体设置参数如下。

过孔直径32mil，规则焊盘直径50mil，热风焊盘选择制作好的Flash Symbol，Anti Pad直径同热风焊盘外径70mil，阻焊层略大于规则焊盘，直径60mil。

“Parameter”

 

“Layer”

 

 在“Parameter”设置页可以看到设计的效果。

参考文献

《Cadence高速电路板设计与仿真——原理图与PCB设计》

http://blog.chinaunix.net/uid-9255716-id-107967.html

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