Cadence Allegro元件封装制作流程文档格式.docx
《Cadence Allegro元件封装制作流程文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Cadence Allegro元件封装制作流程文档格式.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
若是机器焊接，最好联系工厂得到其推荐的尺寸。
例如需要紧凑的封装则可以选择小一点尺寸；
反之亦然。
另外，还有以下三种方法可以得到PCB的封装尺寸：
◆通过LPWizard等软件来获得符合IPC标准的焊盘数据。
◆直接使用IPC-SM-782A协议上的封装数据（据初步了解，协议上的尺寸一般偏大）。
◆如果是机器焊接，可以直接联系厂商给出推荐的封装尺寸。
2.1.2.焊盘制作
Cadence制作焊盘的工具为Pad_designer。
打开后选上Singlelayermode，填写以下三个层：
1）顶层（BEGINLAYER）：
选矩形，长宽为X*Y；
2）阻焊层（SOLDERMASK_TOP）：
是为了把焊盘露出来用的，也就是通常说的绿油层实际上就是在绿油层上挖孔，把焊盘等不需要绿油盖住的地方露出来。
其大小为SolderMask=RegularPad+4~20mil（随着焊盘尺寸增大，该值可酌情增大），包括X和Y。
3）助焊层（PASTEMASK_TOP）：
业内俗称“钢网”或“钢板”。
这一层并不存在于印制板上，而是单独的一张钢网，上面有SMD焊盘的位置上镂空。
这张钢网是在SMD自动装配焊接工艺中，用来在SMD焊盘上涂锡浆膏用的。
其大小一般与SMD焊盘一样，尺寸略小。
其他层可以不考虑。
以0805封装为例，其封装尺寸计算如下表：
mm
mil
确定mil值
长
2
78.74015748
宽
1.27
50
高（max）
1.25
49.21259843
W（max）
0.7
27.55905512
X
1.330133333
52.36745407
Y
60
G
3.330133333
131.1076115
130
可见焊盘大小为50*60mil。
该焊盘的设置界面如下：
保存后将得到一个.pad的文件，这里命名为Lsmd50_60.pad。
2.2.封装设计
2.2.1.各层的尺寸约束
一个元件封装可包括以下几个层：
1）元件实体范围（Place_bound）
含义：
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。
形状：
分立元件的Place_bound一般选用矩形。
尺寸：
元件体以及焊盘的外边缘+10~20mil，线宽不用设置。
2）丝印层（Silkscreen）
用于注释的一层，这是为了方便电路的安装和维修等，在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字代号等，例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等。
分立元件的Silkscreen一般选用中间有缺口的矩形。
若是二极管或者有极性电容，还可加入一些特殊标记，如在中心绘制二极管符号等。
比Place_bound略小（0~10mil），线宽可设置成5mil。
3）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，例如用贴片机贴片时就需要装配层来进行定位。
一般选择矩形。
不规则的元件可以选择不规则的形状。
需要注意的是，Assembly指的是元件体的区域，而不是封装区域。
一般比元件体略大即可（0~10mil），线宽不用设置。
2.2.2.封装制作
Cadence封装制作的工具为PCB_Editor。
可分为以下步骤：
1）打开PCB_Editor，选择File->
new，进入NewDrawing，选择Packagesymbol并设置好存放路径以及封装名称（这里命名为LR0805），如下图所示：
2）选择Setup->
DesignParameter中可进行设置，如单位、范围等，如下图所示：
3）选择Setup->
Grids里可以设置栅格，如下图所示：
4）放置焊盘，如果焊盘所在路径不是程序默认路径，则可以在Setup->
UserPreferences中进行设计，如下图左所示，然后选择Layout->
Pins，并在options中选择好配置参数，如下图中所示，在绘图区域放置焊盘。
放置时可以使用命令来精确控制焊盘的位置，如x-400表示将焊盘中心位于图纸中的（-40,0）位置处。
放置的两个焊盘如下图右所示。
5）放置元件实体区域（Place_Bound），选择Shape->
Rectangular，options中如下图左设置，放置矩形时直接定义两个顶点即可，左上角顶点为x-7540，右下角顶点为x75-40。
绘制完后如下图右所示。
6）放置丝印层（Silkscreen），选择Add->
Lines，options中如下图左所示。
7）放置装配层（Assembly），选择Add->
放置完后如下图右所示，装配层的矩形则表示实际元件所处位置。
8）放置元件标示符（Labels），选择Layout->
Labels->
RefDef，标示符包括装配层和丝印层两个部分，options里的设置分别如下图左和中所示，由于为电阻，均设为R*，绘制完后如下图右所示。
9）放置器件类型（Device，非必要），选择Layout->
Device，options中的设置如下图左所示。
这里设置器件类型为Reg*，如下图右所示。
10）设置封装高度（PackageHeight，非必要），选择Setup->
Areas->
PackageHeight，选中封装，在options中设置高度的最小和最大值，如下图所示。
11）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LR0805.dra和LR0805.psm两个文件（其中，dra文件是用户可操作的，psm文件是PCB设计时调用的）。
3.直插分立元件
通孔分立元件主要包括插针的电阻、电容、电感等。
本文档将以1/4W的M型直插电阻为例来进行说明。
3.1.通孔焊盘设计
3.1.1.尺寸计算
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：
1）钻孔直径DRILL_SIZE=PHYSICAL_PIN_SIZE+12mil，PHYSICAL_PIN_SIZE<
=40
=PHYSICAL_PIN_SIZE+16mil，40<
PHYSICAL_PIN_SIZE<
=80
=PHYSICAL_PIN_SIZE+20mil，PHYSICAL_PIN_SIZE>
80
2）规则焊盘RegularPad=DRILL_SIZE+16mil，DRILL_SIZE<
50mil
=DRILL_SIZE+30mil，DRILL_SIZE>
=50mil
=DRILL_SIZE+40mil，DRILL_SIZE为矩形或椭圆形
3）阻焊盘Anti-pad=RegularPad+20mil
4）热风焊盘内径ID=DRILL_SIZE+20mil
外径OD=Anti-pad=RegularPad+20mil
=DRILL_SIZE+36mil，DRILL_SIZE<
=DRILL_SIZE+50mil，DRILL_SIZE>
=DRILL_SIZE+60mil，DRILL_SIZE为矩形或椭圆形
开口宽度=（OD-ID）/2+10mil
3.1.2.焊盘制作
以1/4W的M型直插电阻为例，其引脚直径20mil，根据上述原则，钻孔直径应该为32mil，RegularPad的直径为48mil，Anti-pad的直径为68mil，热风焊盘的内径为52mil，外径为68mil，开口宽度为18mil。
焊盘制作过程分两大步骤：
制作热风焊盘和制作通孔焊盘。
首先制作热风焊盘。
使用PCBDesigner工具，步骤如下：
1）选择File->
New，在NewDrawing对话框中选择Flashsymbol，命名一般以其外径和内径命名，这里设为TR_68_52，如下图所示。
2）选择Add->
Flash，按照上述尺寸进行填写，如下图左所示。
完成后，如下图右所示。
热风焊盘制作完成后，可以进行通孔焊盘的制作。
使用的工具为Pad_Designer。
步骤如下：
1）File->
New，新建Pad，命名为pad48cir32d.pad，其中，48表示外径，cir表示圆形，32表示内径，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。
2）在Parameters选项中设置如下图所示。
图中孔标识处本文选用了cross，即一个“+”字，也可选用其他图形，如六边形等。
3）在Layer中需填写以下几个层。
一般情况下，一个通孔的示意图如下图所示。
a.顶层（BEGINLAYER）
根据需要来选择形状和大小，一般与RegularPad相同，也可以选择其他形状用于标示一些特殊特征，例如有极性电容的封装中用正方形焊盘标示正端。
这里设置成圆形，直径为48mil。
b.中间层（DEFAULT_INTERNAL）
选择合适尺寸的热风焊盘；
注意，若热风焊盘存的目录并非安装目录，则需要在PCBDesigner中选择Setup->
UserPreferences中的psmpath中加入适当路径，如下图所示。
c.底层（END_LAYER）
一般与顶层相同，可以copy顶层的设置并粘贴到底层来。
d.阻焊层（SOLDERMASK_TOP和SOLDERMASK_BOTTOM）：
SolderMask=RegularPad+4~20mil（焊盘直径越大，这个值也可酌情增大）。
e.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，但可以设置，会被忽略。
f.预留层（FILMMASK_TOP和FILMMASK_BOTTOM）：
预留，可不用。
最终该通孔焊盘layer层参数配置如下图所示。
3.2.封装设计
3.2.1.各层的尺寸约束
除丝印层的形状外，直插分立元件的约束与2.2.1节基本类似。
对于丝印层，其形状与元件性质有关：
1）对于直插式电阻、电感或二极管，丝印层通常选择矩形框，位于两个焊盘内部，且两端抽头；
2）对于直插式电容，一般选择丝印框在焊盘之外，若是扁平的无极性电容，形状选择矩形；
若是圆柱的有极性电容，则选择圆形。
3）对于需要进行标记的，如有极性电容的电容的正端或者二极管的正端等，除却焊盘做成矩形外，丝印层也可视具体情况进行标记。
3.2.2.封装制作
仍然以1/4W的M型直插电阻为例，其引脚直径20mil，引脚间距400mil，元件宽度约80mil，元件长度为236mil，直插电阻封装的命名一般为AXIAL-xx形式（比如AXIAL-0.3、AXIAL-0.4），后面的xx代表焊盘中心间距为xx英寸，这里命名为AXIAL-0.4L。
其封装制作步骤如下（与2.2.2节中相同的部分将省略）：
1）放置焊盘，放置的两个焊盘如下图所示。
2）放置元件实体区域（Place_Bound），绘制完后如下图右所示。
3）放置丝印层（Silkscreen），选择Add->
4）放置装配层（Assembly），选择Add->
5）放置元件标示符（Labels）和器件类型（Device），如下图左所示。
6）设置封装高度（PackageHeight，非必要）。
设置高度为60~120mil。
4.表贴IC
表贴IC是目前电子系统设计过程中使用最为广泛地，本文以集成运放AD8510的SO8为例来进行叙述。
其尺寸图如下所示。
4.1.焊盘设计
4.1.1.尺寸计算
1）对于如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，如下图：
焊盘尺寸及位置计算：
X=W+48mil
S=D+24mil
Y=P/2+1，当P<
=26mil；
Y=Z+8，当P>
26mil。
2）对于QFN封装，由于其引脚形式完全不同，一般遵循下述原则：
PCBI/O焊盘的设计应比QFN的I/O焊端稍大一点，焊盘内侧应设计成圆形（矩形亦可）以配合焊端的形状，详细请参考图2和表1。
典型的QFN元件I/O焊端尺寸（mm）
典型的PCBI/O焊盘设计指南（mm）
焊盘间距
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
正常0.37
0.5
0.23
正常0.28
0.4
0.20
正常0.25
如果PCB有设计空间，I/O焊盘的外延长度（Tout）大于0.15mm，可以明显改善外侧
焊点形成，如果内延长度（Tin）大于0.05mm，则必须考虑与中央散热焊盘之间保留足够的
间隙，以免引起桥连。
通常情况下，外延取0.25mm，内延取0.05mm。
手工焊接时外延可更长。
以下是典型的例子：
4.1.2.焊盘制作
参考AD8056的SO8封装尺寸，W=（16+50）/2=33mil，P=50mil，Z=（19.2+13.8）/2=17.5mil，故而X取80mil，Y取25mil。
制作的详细过程同2.1.2，参数配置界面如下图所示。
4.2.封装设计
4.2.1.各层的尺寸约束
除丝印层外，表贴IC的各层约束规则与2.2.1类似，这里不再赘述。
对于丝印层，表贴IC的丝印框与引脚内边间距10mil左右，线宽5mil，形状与该IC的封装息息相关，通常为带有一定标记的矩形（如切角或者打点来表示第一脚）。
对于sop等两侧引脚的封装，长度边界取IC的非引脚边界即可。
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，打点线宽视元件大小而定，合适即可。
对于QFP和BGA封装（引脚在芯片底部的封装），一般在丝印框上切角表示第一脚的位置。
4.2.2.封装制作
参考AD8056的SO8封装尺寸，D=（228.4+244）/4=118.1mil，故而S=142mil，取140mil。
与2.2.2中重复的部分这里不再赘述。
1）放置焊盘
可以选择批量放置焊盘，options中设置如下图左所示，放置完后如下图右所示。
2）放置外形和标识
这里与2.2.2基本，最终的封装如下图所示：
5.通孔IC
本文档以一个DIP8封装为例来进行说明。
DIP封装的尺寸如下图所示。
5.1.通孔焊盘设计
通孔焊盘设计过程与3.1节类似，区别在于对于通孔IC，一般会用一个特殊形状的通孔来表示第一脚，这里第一脚的焊盘用正方形，其他为圆形。
引脚直径d（一般的引脚并非圆柱而是矩形，此时d应该取长度）为0.46mm，接近20mil，故钻孔直径32mil，焊盘直径48mil，Anti-pad的直径为68mil，热风焊盘的内径为52mil，外径为68mil，开口宽度为18mil。
命名为pad48cir32d.pad，与3.1.2节相同。
由于还需要一个正方形的焊盘，命名为pad48sq32d.pad，其设置如下图所示。
5.2.封装设计
封装设计过程与前所述基本类似。
这里仅给出每一步的截图。
1）批量放置8个焊盘如下图左，更换掉1脚的焊盘后如下图右。
更换时可使用Tools->
Replace命令，其options的设置如下图中所示。
2）放置各层外形和标识后如下图所示。
升级会员 