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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
图 1‑8 Place_Bound时的Options设置界面
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。
图 1‑10 丝印层的Options设置界面
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。
图 1‑12 装配层的Options设置界面
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。
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。
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。
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。
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。
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。
图 2‑3 热风焊盘尺寸设置界面
图 2‑4 热风焊盘设置后的效果
图 2‑5 热风焊盘外径测量为34mil*2=68mils
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。
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。
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) 。
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。
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。
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)。
图 2‑12 通孔焊盘Layers选项SOLDERMASK_TOP设置界面
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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;
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
图 4‑1 SKHHLNA010外形图
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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”。