Создание контактных площадок для pcad 45. Электронные книги

На печатных платах размещаются простые (Simple ) и сложные (Complex) стеки контактных площадок и переходных отверстий (Via Stacks ). Стек контактной площадки - это файл, который содержит описание графики контактной площадки в различных слоях ПП и номер апертуры фотоплоттера.

Рис. 2.15 . Окно технологических параметров проекта

Стеки для штыревых выводов (DIP -корпусы) компонентов, которые имеют одинаковую форму контактных площадок на всех слоях ПП, и стеки для компонентов с планарными выводами (SMD -корпусы), имеющие контактные площадки на одном слое ПП, образуют простые стеки . Компоненты с планарными выводами размещаются на слоях Top или Bottom (на этих же слоях задается и графика корпусов этих компонентов). Сложные стеки на различных слоях ПП могут иметь различную геометрическую форму. Стек первого контакта компонента должен отличаться (например, квадрат) от других стеков этого же компонента.

Для формирования (редактирования) стеков выполняется команда Options/Pad Style (рис. 2.16). В области Current Style в начале работы обычно имеется только один стек контактной площадки - Default . выделите строчку Default , нажмите кнопку Copy и в окне Pad Name введите имя нового стека контактной площадки (например, dip17 ) и нажмите ОК . В области Current Style появится имя новой контактной площадки. Аналогично можно последовательно ввести имена (пока имена!) всех необходимых стеков.

На рис. 2.16 представлены примеры стеков, имена которых отражают форму и размеры контактных площадок:

Рис. 2.16 . Стеки контактных площадок

• dip17 - круглая площадка диаметром 1.7 мм;
• DIP12 - круглая площадка диаметром 1.2 мм;
• plan2108 - планарная площадка размером 2.1 х 0.8 мм;
• REC1212 - квадратная (прямоугольная) площадка размером 1.2 х 1.2 мм.

Для создания посадочного места компонента в программе P-CAD Pattern Editor в ручном режиме используються несколько функции этой программы.

Командой Options/Configure установите метрическую систему измерения и требуемый размер рабочей области Workspace Size (ширину - Width и высоту - Height, например 500x500 мм).

Командой Options/Grids или установив курсор в ячейку Grid Select (внизу программы) устанавливаються шаги сетки. Всегда использовал шаг сетки равной 0.1мм и не разу не возникли проблемы с производством печатных плат. Для прикрепления курсора мыши к узлам сетки можно воспользоваться командой View/Snap to Grid.

Командой Options/Current Line или установив курсор в ячейку Line Width (внизу программы) можно установить толщину линии для рисования.

Командой Options/Display задают цвета объектов, расположенных на различных слоях платы. В принципе эту функции использовал только в самом PCB editor.

В P-CAD установлена такая структура слоев платы:

• Тор - проводники на верхней стороне платы,
• Bottom - проводники на нижней стороне платы, - слои Top и Bottom являються слоями предназначенными для установки компонентов.
• Board -контур платы,
• Top Mask - графика маски пайки на верхней стороне платы,
• Bot Mask - графика маски пайки на нижней стороне платы,
• Top Silk - шелкография на верхней стороне платы (позиционные обозначения компонентов),
• Bot Silk - шелкография на нижней стороне платы,
• Top Paste - графика пайки на верхней стороне платы,
• Bot Paste - графика пайки на нижней стороне платы.

Рисунок 1. Окно меню Option/Pad Styles.

Команда Option/Pad Styles, нажмите кнопку Copy (новый тип контактной площадки), введите имя создаваемой контактной площадки (вводимое имя должно отражать некоторые параметры создаваемого стека, например имя P:REW25H15D0 показывает, что площадка планарная и имеет вид прямоугольника с размерами 2,5 мм X 1,5 мм и находиться только на слое TOP, так как диаметр отверстия равен 0. Эту операцию стоит повторить столько раз сколько различных контактных площадок участвуют в создании Вашего посадочного места.

На печатных платах можно разместить простые (Simple) и сложные (Complex,) стеки контактных площадок. Стеки для штыревых выводов (DIP-корпусы) компонентов, которые имеют одинаковую форму контактных площадок на всех слоях ПП, и стеки для компонентов с планарными выводами (SMD-корпусы), имеющие контактные площадки на одном слое ПП, образуют простые стеки. Компоненты с планарными выводами размещаются на слоях Тор или Bottom. Сложные стеки на различных слоях ПП могут иметь различную геометрическую форму. Стек первого контакта компонента желательно должен отличаться (например, квадрат или прямоугольник) от других стеков этого же компонента. Для редактирования контактных площадок выполняется команда Options/Pad Style (рис. 3). После выделения имени стека и нажатии на кнопку Modify (Simple) открывают меню редактирования простых контактных площадок, соответственно при нажатии на кнопку Modify (Complex) - для сложных.

Рисунок 2. Окно редактирования простых стеков.

В области Туре выбирается тип контактной площадки:

• * Thru - контактная площадка для штыревого вывода;
• * Тор - контактная площадка для планарного вывода со стороны установки компонента на ПП;
• * Bottom - контактная площадка для планарного вывода со стороны монтажа компонента.

В области Plane Connection указывается тип контактных площадках при подключении их к сплошным слоям металлизации:

• * Thermal - контактная площадка с тепловым барьером;
• * Direct - сплошная контактная площадка, напрямую подключена к слою металлизации.

В списке окна Shape устанавливается форма контактной площадки:

• * Ellipse - эллиптическая (круг);
• * Oval - овальная;
• * Rectangle - прямоугольная;
• * Rounded Rectangle -прямоугольная со скругленными углами;
• * Target - перекрестье для сверления;
• * Mounting Hole - крепежное (монтажное) отверстие.

Окно редактирования сложных контактных площадок изображенно на рисунке 3.

В окне Layers последовательно указывают имена слоев, на которых будут размещаться контактные площадки стека. Имена слоев появляются при раскрытии списка слоев в окне Layer области Pad Definition, нужный слой выбирается из списка и добавляется в поле Layers при нажатии на кнопку Add. В окнах Shape, Widht и Height области Pad Definition указывают форму контактной площадки на выбранном слое, ее ширину и высоту соответственно.

В списке Shape указаны тринадцать вариантов форм контактных площадок:

• * Poligon - контактная площадка, определяемая полигоном;
• * Thermal 2 Spoke - контактная площадка с двумя тепловыми барьерами;
• * Thermal 2 Spoke/90 - контактная площадка с двумя тепловыми барьерами, развернутыми на 90°;
• * Thermal 4 Spoke - контактная площадка с четырьмя -тепловыми барьерами;
• * Thermal 4 Spoke/45 - контактная площадка с четырьмя тепловыми барьерами, развернутыми на 45°;
• * Direct Connect - контактная площадка с прямым соединением со сплошным слоем металлизации.
• * Другие варианты - как для контактных площадок с простыми формами.

При выборе контактной площадки в виде теплового барьера в появляющиеся окна Outer Dia/Inner Dia вводятся значения внешнего и внутреннего диаметров площадки. В окне Spoke Width задается ширина теплового барьера.

В области Hole в окне Diameter устанавливается диаметр металлизированного/неметаллизированного (включен/выключен флажок Plated) отверстия, соединяющего слои ПП. Смещение центра отверстия относительно центра апертуры фотокоординатографа (по горизонтали - X Offset и по вертикали - Y Offset) определяется оборудованием, применяемым для изготовления фотошаблонов.

После окончания установки параметров для каждой контактной площадки нажимается кнопка Modify.

Все сформированные стеки контактных площадок могут быть размещены на рабочем поле с помощью выполнения команды Place/Pad. Такое размещение контактных площадок стеков производится для создания посадочного места для установки компонента с целью последующей записи его в библиотеку или в отдельный файл (расширение PAT).

При работе с современной элементной базой часто возникает необходимость создавать контактные площадки нестандартной формы, которые не представлены в перечне стандартных геометрий (овалы, прямоугольники и т.д.).

Для создания сложных контактных площадок необходимо начертить полигон соответствующей формы (при этом стоит помнить, что существует ограничение на количество вершин многоугольника в 255). Далее необходимо установить точку привязки (RefPoint), которая будет являться

«центром» создаваемой КП. В этот «центр» контактной площадки будет установлено отверстие в том случае, если эту контактную площадку предполагается использовать для штырьевых элементов. Кроме того, при установке контактной площадки на заготовку корпуса элемента перемещение и вращение КП будет происходить относительно этого «центра». Далее заготовка КП в виде полигона и точки при вязки выделяется и начинается формирование нового стиля КП (рис. 1).

Для этого выбирается команда Option/Pad Style. Стоит отметить, что для создания КП произвольной формы может использоваться только сложный тип КП (Complex), который позволяет задать различную геометрию «пяточков» на разных слоях. При создании КП типа Complex следует помнить, что такую КП нельзя в дальнейшем преобразовать в простой тип (Simple), который содержит однотипную геометрию «пяточка» на каждом слое.

В открывшемся окне сложного редактирования (команда Modify Complex) из раздела Layer выбирается требуемый слой, в данном случае верхний сигнальный слой– TOP, а в разделе Shape (форма) указывается требуемая геометрия – Polygon. Кнопка Modify открывает диалоговое окно задания параметров полигона, в котором выбирается четвертый пункт Selected Polygon (выделенный полигон).

Для создания планарной КП (сложная форма, как правило, используется только в этом случае) необходимо указать нулевой декаметр отверстия (параметр Hole), и на всех остальных сигнальных и экранных слоях в качестве формы выбрать опцию No Connect (это позволит удалить «пяточки» со всех слоев, кроме верхнего).

Если предполагается плату покрыть защитной маской и использовать пайку в печи, то кроме сигнальных слоев необходимо подготовить для каждой стороны платы по два дополнительных фотошаблона: масочный (Mask) и трафаретный (Paste). Оба этих слоя являются инверсными, то есть, элементы, расположенные на этих слоях, станут вырезами в защитной маске на плате и трафарете. Рисунок этих слоев формируется автоматически на основании технологических параметров, в общем случае вводимых в редакторе топологий P_CAD PCB. Для этого в разделе Option/Configure/Manufacturing задаются следующие параметры:

1. Solder Mask Swell – величина увеличения выреза в масочном слое относительно размеров контактной площадки.

2. Paste Mask Shrink – уменьшение величины выреза в трафарете относительно контактной площадки.

На рисунке 2 показан пример формирования масочного и трафаретного выреза, при условии задания обоих параметров, равными 0.3 мм (слева направо: КП, масочный вырез, трафаретный вырез). При этом стоит отметить, что указанные 0.3 мм будут добавляться (масочный вырез) и убираться (трафаретный вырез) «во все стороны». При формировании вырезов в маске и трафарете, совпадающих по форме с контактной площадкой нет необходимости делать описания их геометрии. При использовании больших контактных площадок может возникнуть эффект вычерпывания, для устранения которого рекомендуется не сплошное нанесение паяльной пасты на всю поверхность КП, а разделение ее на несколько «порций».

Как правило, подобные требования к нестандартному распределению паяльной пасты подробно описываются в технической документации на элементную базу (с указанием чертежа требуемых вырезов). На рисунке 3 довольно условно показан пример формирования нескольких вырезов в трафарете над одной контактной площадкой.

В этом случае, естественно, автоматическое формирование трафаретных вырезов не приведет к желаемому результату, и их придется создавать вручную. Эта задача решается в два этапа. На первом этапе необходимо отключить стандартное формирование выреза на трафаретном слое. Для этого в разделе Shape для слоя Top Paste выбирается параметр No Connect. Ручной выбор геометрии (указание какого_либо параметра для слоя Top Paste в редакторе стилей КП) приводит к тому, что параметры,указанные в разделе Option/Configure/Manufacturing перестают действовать для этой контактной площадки. То есть вместо повторения формы КП (с увеличением или уменьшением размеров), формируемый вырез будет иметь геометрию, указанную в разделе Shape – в нашем случае выреза не будет вообще.

На втором этапе, собственно, формируется вырез или несколько вырезов. Для этого на слое Top Paste вручную размещаются стандартные графические примитивы таким образом, чтобы получился требуемый «рисунок» (например, с помощью примитива Polygon).

Эта операция выполняется, естественно, на этапе создания посадочного места компонента в редакторе корпусов Pattern Editor. При этом стоит отметить, что контактные площадки, выполненные таки образом, со держат информацию из двух источников: геометрию «пяточка», указанную в используемом стиле, и графические примитивы, расположенные на слое Top Paste корпуса (а не КП!). Это обстоятельство приводит к тому, что последующее использование этого стиля не позволит корректно сформировать требуемую контактную площадку без дополнительных корректив. Эти коррективы сведутся к следующему: над контактной площадкой, к которой будет применен данный стиль, необходимо вручную разместить элементы, соответствующие трафаретным вырезам. То есть, например, при создании корпуса компонента, содержащего две одинаковые контактных площадки, на которые накладывается требование порционного разделения паяльной пасты, должны быть созданы следующим образом:

1. по описанному выше алгоритму создается стиль КП, не содержащий стандартных трафаретных вырезов;

2. в посадочном месте размещается первая из двух таких КП;

3. вручную формируются требуемые вырезы;

4. вторая контактная площадка такого типа устанавливаются некомандой Place Pad, а копированием уже установленной КП со всеми элементами, расположенными вручную на слое Top Paste.

5. у второй и последующих КП, установленных копированием, изменяются номера вручную или с помощью команды Utils/Renumbers.