Cadence Allegro贴片和插件元器件封装制作流程总结

时间:2023-01-04 12:20:38


目录

​​1. 0805电阻封装的制作​​

​​1.1 计算焊盘尺寸​​

​​1.2 制作焊盘(用于生成*.pad)​​

​​1.2 封装制作(生成*.dra)​​

​​1.3 设置参数、栅格grid和原点​​

​​1.4 放置焊盘​​

​​1.5 放置元件实体区域(Place_Bound)​​

​​1.6 放置丝印层(Silkscreen)​​

​​1.7 放置装配层(Assembly)​​

​​1.8 放置元件标示符(Labels)​​

​​1.9 放置器件类型(Device,非必要)​​

​​1.10 设置封装高度(Package Height,非必要)​​

​​1.11 生成dra​​

​​2. DIP电阻封装的制作​​

​​2.1 计算焊盘尺寸​​

​​2.2 热风焊盘Thermal Relief制作(生成dra和fsm)​​

​​2.3 通孔焊盘制作(生成*.pad)​​

​​2.3.1 顶层(BEGIN LAYER)的设置​​

​​2.3.2 中间层(DEFAULT_INTERNAL)的设置​​

​​2.3.3 底层(END_LAYER)的设置​​

​​2.3.4 阻焊层的设置​​

​​2.3.5 助焊层(可不设置)​​

​​2.3.6 预留层(可不设置)​​

​​2.4 封装制作(生成*.dra)​​

​​2.4.1 放置焊盘​​

​​2.4.2 放置元件实体区域(Place_Bound)​​

​​2.4.3 放置丝印层(Silkscreen)​​

​​ 2.4.4 放置装配层(Assembly)​​

​​2.4.4 放置元件标示符(Labels)​​

​​2.4.4 放置器件类型(Device,非必要)​​

​​2.4.5 设置封装高度(Package Height,非必要)​​

​​2.4.6 生成dra​​

​​3. SMD IC制作​​

​​3.1 焊盘制作​​

​​3.1.1 计算SOP,SSOP,SOT尺寸​​

​​3.1.2 计算QFN,QFP,BGA尺寸​​

​​3.1.3 焊盘制作 (生成*.pad)​​

​​3.2 封装制作​​

​​3.2.1 放置焊盘​​

​​3.2.2 放置元件实体区域(Place_Bound)​​

​​3.2.3 放置丝印层(Silkscreen)​​

​​3.2.3 放置装配层(Assembly)​​

​​3.2.4 放置元件标示符(Labels)​​

​​3.2.5 放置器件类型(Device,非必要)​​

​​3.2.6 设置封装高度(Package Height,非必要)​​

​​4. DIP IC制作​​

​​4.1 计算焊盘尺寸​​

​​4.2 热风焊盘Thermal Relief制作(生成*.dra和*.fsm)​​

​​4.3 通孔焊盘制作(生成*.pad)​​

​​4.4 封装制作(生成*.dra)​​

​​5. 总结​​


1. 0805电阻封装的制作

1.1 计算焊盘尺寸

即计算下图中的PCB焊盘的宽度X,高度Y和总长度G。

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图 1‑1 PCB焊盘宽度X,焊盘高度Y和总长度G的示意图

 直接使用下表来确定上图的三个参数。

表 1‑1 封装与焊盘尺寸的对应关系

封装

PCB焊盘宽度X

PCB焊盘高度Y

PCB总长度G

0201

0.30mm

0.35mm

0.90mm

0402

0.48mm

0.55mm

1.36mm

0603

0.80mm

0.83mm

2.30mm

0805

1.20mm

1.40mm

3.20mm

1206

1.28mm

1.70mm

3.36mm

因为我们制作0805封装,所以PCB焊盘宽度X = 1.20mm,PCB焊盘高度Y = 1.40mm,PCB总长度G = 3.20mm。

1.2 制作焊盘(用于生成*.pad)

焊盘制作的目的是产生一个pad文件。

打开Pad_Designer->Layers,勾选Single layer mode(制作SMD焊盘都要勾选此模式,设置如下:

Begin Layer(Top层):Regular Pad选择Rectangle,Width=1.20mm,Height=1.40mm;

SOLDERMASK_TOP(绿油层):Regular Pad选择Rectangle,Width=1.2mm+4~20mil(0.1mm~0.5mm),

Height=1.4mm+4~20mil (0.1mm~0.5mm) ;

PASTEMASK_TOP (钢网层) :Regular Pad选择Rectangle,Width=1.2mm,Height=1.4mm;

其他层不用考虑,设置界面如下图所示。

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图 1‑2 焊盘各层的设置界面

之后保存为焊盘文件r0805_1mm2_1mm4.pad。

1.2 封装制作(生成*.dra)

打开并填写PCB_Editor->File->New->Package symbol,如下图所示。

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图 1‑3 PCB封装名字和类型的设置界面

上图中,Drawing Name填入r0805_1mm2_1mm4,最终会生成r0805_1mm2_1wm4.dra文件,Drawing Type选择Package symbol,设置完毕点击上图的OK。

说明,Package symbol是一般元件的封装类型,后缀名为.psm,PCB中所有阻容感和SMD IC的封装类型都是Package symbol。

1.3 设置参数、栅格grid和原点

PCB Editor -> Setup -> Design Parameter中可设置单位、范围等。

PCB Editor -> Setup -> Grids里可以设置栅格。

PCB Editor -> Setup -> Changing Drawing Origin,使用命令窗口可以重新设置原点。

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图 1‑4 Grid各选项的含义

Non-Etch:非走线层,比如丝印层、阻焊层、钻孔层;

All Etch:走线层,假如对All_Etch进行了设置,那么All-Etch之下的所有层都统一设置层相同的格点;

Spacing:间距,x栏设置X轴上各个格点的间距,Y设置Y轴上各个格点的间距;

Offset:偏移量,默认填0;

为简单起见,此处对Non-Etch和All Etch的Spacing全设置为1(mm),Offset全设置为0。

Setup->Change Drawing Origin,在命令行中输入x 0 0,设置原点。

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图 1‑5 本文使用的Grid设置

1.4 放置焊盘

PCB Editor->Setup->User Preferences->Paths->Library->padpath中设置要使用的焊盘路径,如下图所示。

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图 1‑6 padpath设置界面

要使用的焊盘是C:\Users\liyua\AppData\Roaming\SPB_Data\r0805_1mm2_1mm4.pad。

之后点开并固定Allegro右侧的Options,选择Layout->Pins,在Options中选择此次要使用的padstack,就有对应的焊盘跟随鼠标,如下图所示。

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图 1‑7 放置焊盘的界面

此处可以先把两个焊盘放上去,再精确调整。方法如下:

选中一个焊盘,右键选择move,如果设置的设计单位是mm,在命令行中输入x 0 0,即把此焊盘放在距原点的(0mm,0mm)处;

选择另外一个焊盘,右键选择move,在命令行中输入x 10 0,即把此焊盘放在距原点的(10mm,0mm)处。

1.5 放置元件实体区域(Place_Bound)

Place_Bound区域用于表明元件在电路板上所占位置的大小,防止其他元件的侵入,若其他元件进入该区域则提示DRC报错。

执行Shape->Rectangular,Options中选择Package Geometry和Place_Bound_Top,详情见下图。

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图 1‑8 Place_Bound时的Options设置界面

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图 1‑9 Place_Bound的效果

当Place_Bound区域不合适时,选中该区域,右键Expand/Contract可以进行调整。

Place_Bound的尺寸:焊盘的外边缘+10~20mil,线宽不用设置。

1.6 放置丝印层(Silkscreen)

Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Silkscreen_Top,详情见下图。

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图 1‑10 丝印层的Options设置界面

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图 1‑11 放置丝印后的效果

丝印的尺寸:比Place_bound略小(0~10 mil),上图的丝印就是贴着Place_Bound的边界。

1.7 放置装配层(Assembly)

用于将各种电子元件组装焊接在电路板上的一层,机械焊接时才会使用到,例如用贴片机进行贴片时就需要装配层来进行定位。

Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Assembly_Top,详情见下图。

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图 1‑12 装配层的Options设置界面

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图 1‑13 设置装配层后的效果

装配层的矩形表示实际元件所处位置。

1.8 放置元件标示符(Labels)

Layout->Labels->RefDef,标示符包括装配层Assembly_Top和丝印层Silkscreen_Top两个部分,options里的设置也分两部分,如下图。

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图 1‑14 放置Labels时装配层的Options设置界面

设置完毕,点击焊盘上方输入R*即可。

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图 1‑15 放置Labels时丝印层的Options设置界面

设置完毕,点击焊盘上方输入R*即可。

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图 1‑16 放置Labels后的效果

1.9 放置器件类型(Device,非必要)

Layout->Labels->Device,Options中选择Assembly_Top,设置器件类型为Reg*。

1.10 设置封装高度(Package Height,非必要)

Setup->Areas->Package Height,选中封装,在options中自动弹出Place_Bound_Top,并设置高度的最小和最大值。

1.11 生成dra

至此一个电阻的0805封装制作完成,保存退出后在相应文件夹下会找到r0805_1mm2_1mm4.dra和r0805_1mm2_1mm4.psm两个文件。

保存时若提示警告“Sector table not empty. Use dbdoctor to resolve”,则需执行Tools->Database Check,全选即可。

 

2. DIP电阻封装的制作

2.1 计算焊盘尺寸

假设元件直插引脚直径为:PHYSICAL_PIN_SIZE,则对通孔焊盘的各尺寸如下表所示。

表 2‑1 DIP各焊盘大小

属性名称

大小

钻孔直径

Drill Diameter

若PHYSICAL_PIN_SIZE<=40mil(1mm),Drill Diameter=PHYSICAL_PIN_SIZE+12 mil(0.3mm);

若40mil<PHYSICAL_PIN_SIZE<=80mil(2mm),Drill Diameter=PHYSICAL_PIN_SIZE+16 mil(0.4mm);

若PHYSICAL_PIN_SIZE>80mil(2mm),Drill Diameter=PHYSICAL_PIN_SIZE+20 mil(0.5mm)

规则焊盘

Regular Pad

若Drill Diameter < 50 mil(1.27mm),Regular Pad=Drill Diameter + 16 mil(0.4mm);

若Drill Diameter >= 50 mil(1.27mm),Regular Pad=Drill Diameter + 30 mil(0.76mm);

若Drill Diameter为矩形或椭圆形,Regular Pad=Drill Diameter + 40 mil(1mm)

阻焊盘

Anti-pad

Anti-pad=Regular Pad+20 mil(0.5mm)

热风焊盘内径

Inner Diameter

Inner Diameter=Drill Diameter + 20 mil(0.5mm)

热风焊盘外径

Outer Diameter

Outer Diameter= Anti-pad = Regular Pad+20 mil (0.5mm)

开口宽度

Spoke width

Spoke width=(Outer Diameter - Inner Diameter)/2+10 mil(0.254mm)

假如引脚直径PHYSICAL_PIN_SIZE =20 mil,Drill Diameter = 32mil,Regular Pad = 48mil,Anti-pad = 68mil,Inner Diameter = 52mil,Outer Diameter = 68mil,Spoke width = 18mil。

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图 2‑1 通孔的示意图

2.2 热风焊盘Thermal Relief制作(生成dra和fsm)

热风焊盘最后是要放在通孔焊盘的中间层。

建DIP焊盘之前必须设置参数如下:

Setup->Design Parameters->Design->Left X: -10000, Lower Y: -10000,设置的目的在于防止Add->Flash时报错“Arc segment is outside of the extents”。

PCB_Editor->File->New->Flash symbol,Drawing Name填入TR_68_52 (一般以其外径和内径命名) ,如下图所示。

注意,Flash符号是直插类焊盘调用的,SMD焊盘不调用。

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图 2‑2 热风焊盘选择界面

然后,Add->Flash,并在填入Inner Diameter、Outer Diameter和Spoke width,如下图所示。

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图 2‑3 热风焊盘尺寸设置界面

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图 2‑4 热风焊盘设置后的效果

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图 2‑5 热风焊盘外径测量为34mil*2=68mils

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图 2‑6 热风焊盘内径测量为26mil*2=52mils

保存后生成TR_68_52.dra和TR_68_52.fsm。
Setup->User Preferences->Paths->Library->psmpath中设置要使用的焊盘路径,如下图所示。

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图 2‑7 psm(或fsm)路径设置

设置的目的在于在焊盘制作时,要选择该fsm。

 要使用的焊盘是C:\Users\liyua\AppData\Local\VirtualStore\TR_68_52.fsm

2.3 通孔焊盘制作(生成*.pad)

Pad Designer->File->New-> pad48cir32d

其中,48表示外直径(Regular Pad),cir表示圆形,32表示内直径(Drill Diameter),d表示镀锡,用在需要电气连接的焊盘或过孔,若是u则表示不镀锡,一般用于固定孔。

Parameters选项中设置Drill Diameter (32mil) ,详情见下图。

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图 2‑8 通孔焊盘Parameters选项设置界面

Drill/Slot symbol中的Figure若设置为NULL,在保存时会报警告“NCDRILL: Drill hole is defined”,所以按照上图设置即可。

上图中Plated是指钻孔壁加镀层;Figure是指这个钻孔用什么图标显示在PCB图中,可以设置字母或者其他字符,钻孔文件中会显示这个标志。

Regular Pad,正规焊盘,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。

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。

2.3.1 顶层(BEGIN LAYER)的设置

Regular Pad的Width和Height与Regular Pad的直径 (48 mil) 相同,Geometry选择Circle,Width填入48mil即可;

Thermal Pad必须选择Flash,并选择刚制作的热风焊盘TR_68_52,此时会自动弹出Width (68) 和Height (68) ;

Anti Pad的Width和Height设置与Thermal Relief相同即可,无论如何,Begin Layer的Thermal Relief和Anti Pad总是比Regular Pad大约20mil (0.5mm) 。

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图 2‑9 通孔焊盘Layers选项BEGIN LAYER设置界面

2.3.2 中间层(DEFAULT_INTERNAL)的设置

与Begin Layer设置相同即可。

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图 2‑10 通孔焊盘Layers选项DEFAULT_INTERNAL设置界面

2.3.3 底层(END_LAYER)的设置

与Begin Layer设置相同即可。

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图 2‑11 通孔焊盘Layers选项END_LAYER设置界面

2.3.4 阻焊层的设置

阻焊层(SOLDERMASK_TOP和SOLDERMASK_BOTTOM),Solder Mask=Regular Pad直径+4~20 mil(焊盘直径越大,这个值也可酌情增大)。

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图 2‑12 通孔焊盘Layers选项SOLDERMASK_TOP设置界面

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图 2‑13 通孔焊盘Layers选项SOLDERMASK_BOTTOM设置界面

2.3.5 助焊层(可不设置)

助焊层(PASTEMASK_TOP和PASTEMASK_BOTTOM),这一层仅用于表贴封装,在直插元件的通孔焊盘中不起作用,可不填。

2.3.6 预留层(可不设置)

预留层(FILMMASK_TOP和FILMMASK_BOTTOM)可不填。

最后,保存为pad48cir32d.pad即可。

2.4 封装制作(生成*.dra)

2.4.1 放置焊盘

PCB Editor->Setup->User Preferences->Paths->Library->padpath中添加要使用的焊盘路径。

PCB_Editor->File->New->Package symbol,Drawing Name填入TR_68_52 (.dra) 。

之后点开并固定Allegro右侧的Options,选择Layout->Pins,在Options中选择此次要使用的padstack,就有对应的焊盘跟随鼠标。

先把两个焊盘放上去,再精确调整。方法如下:

选中一个焊盘,右键选择move,在命令行中输入x -200 0,若设计单位是mil,即把此焊盘放在距原点的(-200mil,0mil)处;

选择另外一个焊盘,右键选择move,在命令行中输入x 200 0,若设计单位是mil,即把此焊盘放在距原点的(200mil,0mil)处。

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图 2‑14 放置焊盘后的界面

上面可将数字1和2放在焊盘的里面。

2.4.2 放置元件实体区域(Place_Bound)

Place_Bound用于表明在元件在电路板上所占位置的大小,防止其他元件的侵入,若其他元件进入该区域则自动提示DRC报错。

Shape->Rectangular,Options中选择Package Geometry和Place_Bound_Top,如下图。

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图 2‑15 Place_Bound后的效果

2.4.3 放置丝印层(Silkscreen)

Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Silkscreen_Top,详情见下图。

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图 2‑16 放置丝印后的效果

放置装配层(Assembly)

Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Assembly_Top

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图 2‑17 放置装配层后的效果

2.4.4 放置元件标示符(Labels)

Layout->Labels->RefDef,标示符包括装配层Assembly_Top和丝印层Silkscreen_Top两个部分,options里的设置也分别选择这两部分,因为是电阻,所以均输入R*即可。

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图 2‑18 放置元件标示符后的效果

2.4.4 放置器件类型(Device,非必要)

Layout->Labels->Device,Options中选择Assembly_Top,设置器件类型为Reg*,如下图。

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图 2‑19 放置器件类型后的效果

2.4.5 设置封装高度(Package Height,非必要)

Setup->Areas->Package Height,选中封装,在options中自动弹出Place_Bound_Top,并设置高度的最小和最大值,如下图所示。

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图 2‑20 设置封装高度的界面

此处设置为60mil和120mil,右键Done即可。

2.4.6 生成dra

保存退出后在相应文件夹下会找到TR_68_52.dra和TR_68_52.psm两个文件。

保存时若提示警告“Sector table not empty. Use dbdoctor to resolve”,则需执行Tools->Database Check,全选即可。

3. SMD IC制作

以AD8510的SOIC_N封装为例进行介绍。

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图 3‑1 AD8510的SOIC_N封装

上面单位是mm(inches),1 inch = 1000 mil。

3.1 焊盘制作

3.1.1 计算SOP,SSOP,SOT尺寸

此部分针对如SOP,SSOP,SOT等符合下图的表贴IC。其焊盘取决于四个参数:脚趾长度W,脚趾宽度Z,脚趾指尖与芯片中心的距离D,引脚间距P。

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图 3‑2 SOP,SSOP,SOT的焊盘参数

上图中的“+”号是芯片的中心点,可理解成PCB的原点。

表 3‑1 SOP,SSOP,SOT封装焊盘与PCB焊盘的关系

PCB焊盘属性

计算公式

备注

PCB焊盘长X

X = W + 48 mil (1.2192mm)

W按照中间值计算

PCB焊盘宽Y

当P<=26 mil (0.6604mm),

Y= P/2 + 1mil (0.0254mm)

当P > 26 mil (0.6604mm),

Y = Z + 8mil (0.2032mm)

P为引脚间距,Z取中间值

芯片中心点到PCB焊盘外边界的距离S

S = D + 24 mil (0.6096mm)

D为脚趾指尖与芯片中心的距离,手册中一般给出的是2*D的值,2*D取中间值即可

两个PCB焊盘外边界的距离2*S

2*S=2*D + 48mil(1.2192mm)

对于AD8510,2*D的值为228.4mil~244mil

根据上表公式,AD8510的W = (50mil+15.7mil)/2 = 33mil,PCB焊盘长X = 81mil,引脚间距P = 50mil,脚趾宽度Z = 16mil,PCB焊盘宽Y=24mil

3.1.2 计算QFN,QFP,BGA尺寸

此部分针对符合引脚在芯片底部的特点的IC。

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图3‑3 QFN封装(来自于ATmega88PA-MU)

上图中焊盘间距e=0.45mm,焊盘宽度b=0.22mm,焊盘长度L=0.40mm,根据下表可知,焊盘宽度X=0.26mm,外延Tout=0.15mm,内沿Tin=0.05mm。

通常情况下,外延取0.25 mm,内延取0.05 mm。

表 3‑2 QFN焊盘尺寸与对应的PCB尺寸的对应关系

QFN封装焊盘尺寸(mm

推荐的PCB焊盘尺寸(mm

焊盘间距(e)

焊盘宽度(b)

焊盘长度(L)

焊盘宽度(X)

外延(Tout)

内延(Tin)

0.8 

0.33 

0.6 

正常0.42

最小0.15

最小0.05

0.65 

0.28 

0.6 

正常0.37

最小0.15

最小0.05

0.5 

0.23 

0.6 

正常0.28

最小0.15

最小0.05

0.5 

0.23 

0.4 

正常0.28

最小0.15

最小0.05

0.4 

0.20 

0.6 

正常0.25

最小0.15

最小0.05

3.1.3 焊盘制作 (生成*.pad)

从上节可知,AD8510的W = (50mil+15.7mil)/2 = 33mil,PCB焊盘长X = 81mil,引脚间距P = 50mil,脚趾宽度Z = 16mil,PCB焊盘宽Y=24mil。

打开Pad_Designer->Layers,勾选Single layer mode,设置如下:

Begin Layer(Top层):选择Rectangle,Width = 81mil,Height = 24mil;

SOLDERMASK_TOP(绿油层):选择Rectangle,Width = 81mil + 4~20mil (0.1mm~0.5mm) ,Height = 24mil+4~20mil (0.1mm~0.5mm) ;

PASTEMASK_TOP (钢网层) :选择Rectangle,Width = 81mil,Height = 24mil;

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图 3‑4 AD8510的PCB焊盘参数设置界面

之后保存为ad8510_81_24mil.pad。

3.2 封装制作

芯片中心点到PCB焊盘外边界的距离S,2*S=2*D + 48mil,2*D = (228.4mil+244mil)/2,所以D = 118.1mil, S = D + 24mil = 142mil,PCB焊盘长X = 81mil,S-X/2 = 102mil

PCB_Editor->File->New->Package symbol,Drawing Name填入ad8510 (.dra) 。

3.2.1 放置焊盘

PCB Editor->Setup->User Preferences->Paths->Library->padpath中设置要使用的焊盘路径。

之后点开并固定Allegro右侧的Options,选择Layout->Pins,在Options中选择此次要使用的padstack,可以设置options以批量放置焊盘,见下图。

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图 3‑5 批量放置焊盘的Options设置界面

上图中当X的Qty=1时,Y行对应的Spacing决定了焊盘间距。Order为Right表示从左到右,Down为从上到下。

按照上面设置Options,会1次放4个焊盘,焊盘间距设置为50mil(就是ad8510的焊盘间距),如下图。

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图 3‑6 批量放置焊盘的效果

为便于两组*4个焊盘能够精确对齐,可使用命令将各组精确摆放。

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图 3‑7 放置焊盘后的效果图

上图中可以将数字放在焊盘内。

3.2.2 放置元件实体区域(Place_Bound)

Shape->Rectangular,Options中选择Package Geometry和Place_Bound_Top。

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图 3‑8 Place_Bound后的效果图

3.2.3 放置丝印层(Silkscreen)

Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Silkscreen_Top。

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图 3‑9 放置丝印后的效果

丝印框内靠近第一脚打点标记,丝印框外,第一脚附近打点标记,上图只在丝印框内打点了,pin1的丝印不是实心的,不好看,可使用Add->Circle重新修改参数,如下图所示。

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图 3‑10 给pin1添加实心点的参数设置

只要Line width = Radius*2,即可保证添加的是实心点。

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图 3‑11 给pin1添加实心点的效果

3.2.3 放置装配层(Assembly)

Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Assembly_Top,同时在pin1的位置也添加了一个实心点,如下图。

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图 3‑12 放置装配层后的效果

3.2.4 放置元件标示符(Labels)

Layout->Labels->RefDef,标示符包括装配层Assembly_Top和丝印层Silkscreen_Top两个部分。

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图 3‑13 放置元件标示符U*后的效果

上图与上上图的丝印不同,是因为上上图经过了再编辑,不要介意这个细节~

3.2.5 放置器件类型(Device,非必要)

Layout->Labels->Device,Options中选择Assembly_TVp,设置器件类型为DEV*,如下图所示。

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图 3‑14 放置器件类型DEV*后的效果

3.2.6 设置封装高度(Package Height,非必要)

Setup->Areas->Package Height,选中封装,在options中自动弹出Place_Bound_Top,并设置高度的最小值 (9.8mil) 和最大值 (68.8mil) 。

最后,保存为ad8510.dra即可。

4. DIP IC制作

首先说明,DIP IC的第一脚一般用正方形,其他脚用圆形,但是这里不介绍IC,以SKHHLNA010为例进行说明。

Cadence Allegro贴片和插件元器件封装制作流程总结

图 4‑1 SKHHLNA010外形图

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图 4‑2 SKHHLNA010的尺寸图(unit:mm)

SKHHLNA010的引脚直径(实际并非圆柱体)不一样,所以需要两种通孔焊盘。较小的引脚长宽分别为0.7*0.3mm,此引脚的直径按照0.7mm计算;较大的引脚长宽分别为1*?mm,此引脚的直径按照1mm计算。上图中较小引脚的间距为4.5mm = 180mil,较大引脚的间距为7mm = 280mil,较小引脚与较大引脚的间距为2.5mm = 100mil。

因此我们可以定义两个焊盘。

4.1 计算焊盘尺寸

设元件直插引脚直径为:PHYSICAL_PIN_SIZE,则对应的通孔焊盘的各尺寸如下:

表 2‑2 DIP各焊盘大小

属性名称

大小

钻孔直径

Drill Diameter

若PHYSICAL_PIN_SIZE<=40mil(1mm),Drill Diameter=PHYSICAL_PIN_SIZE+12 mil(0.3mm);

若40mil<PHYSICAL_PIN_SIZE<=80mil(2mm),Drill Diameter=PHYSICAL_PIN_SIZE+16 mil(0.4mm);

若PHYSICAL_PIN_SIZE>80mil(2mm),Drill Diameter=PHYSICAL_PIN_SIZE+20 mil(0.5mm)

规则焊盘

Regular Pad

若Drill Diameter < 50 mil(1.27mm),Regular Pad=Drill Diameter + 16 mil(0.4mm);

若Drill Diameter >= 50 mil(1.27mm),Regular Pad=Drill Diameter + 30 mil(0.76mm);

若Drill Diameter为矩形或椭圆形,Regular Pad=Drill Diameter + 40 mil(1mm)

阻焊盘

Anti-pad

Anti-pad=Regular Pad+20 mil(0.5mm)

热风焊盘内径

Inner Diameter

Inner Diameter=Drill Diameter + 20 mil(0.5mm)

热风焊盘外径

Outer Diameter

Outer Diameter= Anti-pad = Regular Pad+20 mil (0.5mm)

开口宽度

Spoke width

Spoke width=(Outer Diameter - Inner Diameter)/2+10 mil(0.254mm)

根据上面表格的公式,对于较大的引脚,PHYSICAL_PIN_SIZE = 1mm = 40mil,Drill Diameter = 52mil, Regular Pad = 82mil,Anti-pad = 102mil,Inner Diameter = 72mil,Outer Diameter = 102mil,Spoke width = 25mil;

对于较小的引脚,PHYSICAL_PIN_SIZE = 0.7mm = 28mil,Drill Diameter = 40mil, Regular Pad = 56mil,Anti-pad = 76mil,Inner Diameter = 60mil,Outer Diameter = 76mil,Spoke width = 18mil;

4.2 热风焊盘Thermal Relief制作(生成*.dra和*.fsm)

建DIP焊盘之前必须设置参数如下:

Setup->Design Parameters->Design->Left X: -10000, Lower Y: -10000,-10000可以根据具体情况选取,设置的目的在于防止Add->Flash时报错“Arc segment is outside of the extents”。

首先建立较大引脚的热风焊盘TR_102_72mil

PCB_Editor->File->New->Flash symbol,Drawing Name填入TR_102_72mil。

然后,Add->Flash,并在填入Inner Diameter、Outer Diameter和Spoke width,如下图所示。

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图 4‑3 较大引脚焊盘尺寸设置界面

之后保存会生成TR_102_72mil.dra和TR_102_72mil.fsm。

Setup->User Preferences->Paths->Library->psmpath中设置要使用的焊盘路径(即dra和fsm保存的位置)。

其次建立较小引脚的热风焊盘TR_76_60mil

PCB_Editor->File->New->Flash symbol,Drawing Name填入TR_76_60mil。

然后,Add->Flash,并在填入Inner Diameter、Outer Diameter和Spoke width,如下图所示。

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图 4‑4 较小引脚焊盘尺寸设置界面

4.3 通孔焊盘制作(生成*.pad)

首先建立较大引脚的通孔焊盘pad82cir52d

Pad Designer->File->New-> pad82cir52d

上面命名是因为Drill Diameter = 52mil, Regular Pad = 82mil,cir表示圆形焊盘,d表示镀锡,若是u则表示不镀锡。然后,Parameters选项中设置Drill Diameter (52mil),Drill/Slot symbol中的Figure若设置为NULL,在保存时会报警告“NCDRILL: Drill hole is defined”,因此Figure选择Circle,Characters填入_S_(可随意选择),Width=10.0,Height=10.0。

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图 4‑5 通孔焊盘Parameters选项设置界面

之后设置Layers选项。

BEGIN LAYER的Regular Pad的Width和Height等于Regular Pad(82mil);

BEGIN LAYER的Therm Relief选择Flash,同时添加Tr_102_72Mil;

BEGIN LAYER的Anti Pad的Width和Height设置与Thermal Relief相同即可,BEGIN LAYER的设置如下图所示。

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图 4‑6 BEGIN LAYER的设置界面

DEFAULT_INTERNAL和END_LAYER设置与BEGIN LAYER相同即可。

最后保存为pad82cir52d.pad即可。

其次建立较小引脚的通孔焊盘pad56cir40d

Pad Designer->File->New-> pad56cir40d

上面命名是因为Drill Diameter = 40mil, Regular Pad = 56mil,cir表示圆形焊盘,d表示镀锡,若是u则表示不镀锡。然后,Parameters选项中设置Drill Diameter (40mil),Drill/Slot symbol中的Figure若设置为NULL,在保存时会报警告“NCDRILL: Drill hole is defined”,因此Figure选择Circle,Characters填入_S_(可随意选择),Width=10.0,Height=10.0。

之后设置Layers选项。

BEGIN LAYER的Regular Pad的Width和Height等于Regular Pad(56mil);

BEGIN LAYER的Therm Relief选择Flash,同时添加Tr_76_60Mil;

BEGIN LAYER的Anti Pad的Width和Height设置与Thermal Relief相同即可,BEGIN LAYER的设置如下图所示。

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图 4‑7 BEGIN LAYER、DEFAULT_INTERNAL和END_LAYER的设置界面

最后保存为pad56cir40d.pad即可。

PCB Editor->Setup->User Preferences->Paths->Library->padpath中添加要使f的焊盘路径。

4.4 封装制作(生成*.dra)

PCB_Editor->File->New->Package symbol,Drawing Name填入SKHHLNA010 (.dra)

之后点开并固定Allegro右侧的Options,选择Layout->Pins,在Options中选择此次要使用的padstack。首先将几个关键参数列在下面。

较小引脚的间距为4.5mm = 180mil,较大引脚的间距为7mm = 280mil,较小引脚与较大引脚的间距为2.5mm = 100mil。

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图 4‑8 焊盘摆放后的效果

接下来放置元件实体区域(Place_Bound),Shape->Rectangular,Options中选择Package Geometry和Place_Bound_Top。

接下来放置丝印层(Silkscreen),Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Silkscreen_Top。

接下来放置装配层(Assembly),Add->Lines,Options中选择Package Geometry和Assembly_Top。

接下来放置元件标示符(Labels),Layout->Labels->RefDef,标示符包括装配层Assembly_Top和丝印层Silkscreen_Top两个部分。

接下来放置器件类型(Device,非必要),Layout->Labels->Device,Options中选择Assembly_Top,设置器件类型为Reg*。

接下来设置封装高度(Package Height,非必要),Setup->Areas->Package Height,最小值设置为296mil,最大值设置为436mil,右键Done即可。

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图 4‑9 最终的效果

保存为SKHHLNA010.dra即完成。

5. 总结

封装制作完毕后,记得对照数据手册检查哈。


本文参考了文章“Cadence Allegro元件封装制作流程”。