Pila de almohadillas personalizada

El diseño de PCB exige precisión y adaptabilidad. Desde las conexiones térmicas hasta las formas de los pads, cada detalle importa. Los pads ya no son solo puntos; requieren soluciones únicas y personalizadas. Altium Designer 24 te permite personalizar las formas de los pads, ajustar con precisión el alivio térmico y dominar los pads rectangulares redondeados/biselados para cumplir con los estándares de fabricación, conquistar espacios reducidos y elevar verdaderamente tu juego de diseño. Profundiza en esta característica mejorada en nuestro nuevo manual.

Introducción

En el mundo de rápido desarrollo tecnológico, es cada vez más importante tener diseños precisos y adaptables para las placas de circuito impreso (PCBs). A medida que las frecuencias y las complejidades de las señales aumentan, cada aspecto del diseño de PCB exige una atención cuidadosa; desde las conexiones de alivio térmico hasta la misma forma de los pads.

Los pads, por ejemplo, ya no son puntos conductivos básicos. Han evolucionado hacia diferentes formas y diseños complicados, a menudo necesitando soluciones únicas hechas específicamente para ellos. Además, la interacción entre los pads y los vertidos de polígonos— las conexiones de alivio térmico—ha superado las reglas estándar para exigir tratamientos hechos a medida.

Considerando la complejidad añadida de los componentes y la necesidad de colocarlos en espacios más reducidos, necesitamos pensar de manera diferente sobre las formas habituales de la pasta y las máscaras de soldadura. La capacidad de personalizar libremente estas formas permite a los diseñadores cumplir con estrictos estándares de fabricación, huellas de componentes y equilibrar de manera óptima la soldabilidad y protección.

Con las últimas adiciones a Altium Designer, estos elementos críticos del diseño de PCB reciben la atención que merecen; formas de pads personalizadas, personalización de alivios térmicos, pads rectangulares redondeados y biselados, así como formas personalizadas de máscaras de pasta/soldadura ahora están bajo el control directo del diseñador en la sección de Pad Stack.

Beneficios del Stack de Pads Personalizados de Altium Designer

• Menos Soluciones Provisionales Al permitir la implementación directa de los requisitos de las hojas de datos o del proceso en el diseño, se reducen las soluciones improvisadas o los ajustes posteriores. Por ejemplo, puedes añadir máscaras de pasta directamente a los componentes through-hole, eliminando pasos de soldadura extra.
• Más Ingeniería Precisa Alivios térmicos detallados, geometrías de pad personalizables y dimensiones precisas de máscaras de soldadura elevan la integridad de la fabricación. Estas características pueden ayudar a crear ensamblajes de PCB más confiables, lo cual es esencial para aplicaciones de alta frecuencia.
• Mayor Precisión Al ofrecer formas precisas de pads y máscaras, se pueden mejorar las tasas de éxito o la eficiencia de producción en la fabricación de PCBs. Esto es particularmente importante al tratar con huellas de componentes pequeños, donde incluso las inconsistencias menores pueden resultar en una placa defectuosa.
• Flexibilidad de Diseño Con un control detallado sobre las formas de los pads y las conexiones de alivio térmico, se puede utilizar una gama más amplia de métodos de ensamblaje y componentes. Puedes acomodar componentes con huellas únicas o diseñar una placa que soporte tanto el ensamblaje automático SMT como el through-hole, por ejemplo.
• Reducción del Riesgo de Problemas Mantener control sobre las especificaciones puede ayudar a prevenir posibles problemas de fabricación. Puedes diseñar para evitar problemas comunes como el puenteo de soldadura, la formación de bolas de soldadura o el tombstoning.
• Estandarización Mejorada Al mejorar características importantes de los PCBs, establecemos nuevos estándares para la precisión y calidad durante la producción. Con estas mejoras, puedes ejecutar un mejor alineamiento de la máscara de soldadura. Como ejemplo, esto sería importante para las placas de interconexión de alta densidad (HDI).
• Compatibilidad Añadida Las formas y dimensiones personalizables de los pads aumentan la compatibilidad con varios componentes. Esto puede ser útil al usar una mezcla de componentes estándar y no estándar en tu diseño.
• Proceso Optimizado Estas características simplifican el flujo de trabajo de diseño, reducen los métodos alternativos y incorporan directamente los requisitos en la fase de diseño. Esta optimización puede ser particularmente valiosa en diseños complejos de múltiples capas.
• Eficiencia de Costos Al limitar la cantidad de revisiones y ediciones, los costos de producción pueden reducirse significativamente. Por ejemplo, diseñar componentes throughhole para soldadura por reflujo puede ahorrar en costos de soldadura manual.
• Optimización del Espacio Las formas y dimensiones personalizadas de los pads apoyan un uso más eficiente del área de superficie de PCB disponible. Esto es beneficioso para diseños de alta densidad y componentes con distancias pequeñas entre pines, especialmente Arreglos de Rejilla de Bolas (BGAs) que utilizan configuraciones de via-en-pad.

Resumen de las últimas características contenidas en Custom Pad Stack

Como con muchas características en Altium, el Custom Pad Stack es parte de un proceso continuo de desarrollo y mejora. Con el tiempo, se agregaron progresivamente características individuales a Altium Designer. Ahora se están combinando en una herramienta completa, el Custom Pad Stack. 

PCB Layout

An integrated PCB editor along with real-time connection to multiple domains.

Explore Solutions

A continuación, se muestra una lista de las últimas de ellas, disponibles desde Altium designer 23.8. Vamos a ver lo que nos permiten hacer.

• Panel de Pila de Pads Optimizado: Todas las capas y opciones están ahora organizadas en una única tabla compacta, permitiendo la edición individualizada para cada capa u opción

• Formas Personalizadas Extendidas: Las formas personalizadas pueden aplicarse más allá de la capa de cobre, expandiéndose a las capas de máscara de pasta y máscara de soldadura. Cada capa puede personalizarse individualmente.

• Formas Predefinidas Avanzadas: Los diseñadores tienen la opción de establecer constantes predefinidas en cada capa de manera independiente.

• Soporte de Desplazamiento en Cada Capa: La introducción de ajustes de desplazamiento para formas predefinidas en todas las capas proporciona otra capa de personalización.

High-Speed PCB Design

Simple solutions to high-speed design challenges.

Learn More

• Ventana Integrada para Pasta: La capacidad de incorporar múltiples formas en una única pila de pads permite la creación de una forma de ventana para pasta.

• Soporte para la Tecnología Pin-en-Pasta (PIP): La característica extiende el soporte para la capa de pasta en pads multicapa/de paso.

• Conexiones de Alivio Térmico Ajustadas Automáticamente: El software ahora puede autoajustar el número de alivios térmicos en línea con el diseño del pad.

• Edición manual de alivios térmicos: Con un control de usuario mejorado, los diseñadores pueden añadir, editar o eliminar manualmente puntos de conexión de alivio térmico en los pads.

Uso de pilas de pads personalizadas

Las pilas de pads personalizadas tienen el potencial de mejorar significativamente el diseño y el proceso de fabricación de PCBs. Ofrecen una solución flexible para huellas de componentes únicas, requisitos de diseño y restricciones de fabricación. Además, tener un mayor control sobre los parámetros de diseño puede permitir una producción de PCB más eficiente, rentable y robusta. 

Las pilas de pads personalizadas tienen el potencial de mejorar significativamente el diseño y el proceso de fabricación de PCBs. Ofrecen una solución flexible para huellas de componentes únicas, requisitos de diseño y restricciones de fabricación. Además, tener un mayor control sobre los parámetros de diseño puede permitir una producción de PCB más eficiente, rentable y robusta. 

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Ejemplo 1:

Haciendo uso del QFN-24-4x4mm para este ejemplo, demostraremos cómo modificar la biblioteca estándar IPC para lograr los parámetros recomendados tanto del fabricante como del proceso de producción. Esto ayudará a minimizar problemas como inexactitudes en la soldadura, formación de bolas de soldadura, desalineación de componentes y distribución de calor inadecuada

Parámetros de entrada:

1. Los pads de los pines deben ser redondeados en un lado, con el lado redondeado cerca del pad térmico.
2. Se eliminaron las rebabas de soldadura menores a 0.1mm.
3. El pad térmico en forma cuadrada biselado en la esquina superior izquierda por 0.25mm.
4. La pasta del pad térmico se reduce para cubrir el 60% de la superficie del pad y se divide en cuatro secciones, separadas 0.2mm entre sí.

I. Modificación de la forma de los pads de los pines a una forma redondeada en un solo lado:

1. En la huella IPC precreada, selecciona el pad donde quieras editar la capa de pasta y luego, en el panel de Propiedades, desplázate hacia abajo hasta la región de Pad Stack.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

2. En la región de Pad Stack, en la fila de Capa Superior, selecciona el Rectángulo Redondeado del menú desplegable bajo la columna de Forma.

3. Ahora, en el cuadro de Radio de Esquina, introduce los valores deseados para el redondeo—donde el 100% representa un radio igual al lado más corto del pad al seleccionar una esquina única o dos esquinas opuestas, y la mitad del lado más corto del pad al seleccionar dos esquinas adyacentes.

Ahora, en el cuadro de Radio de Esquina, ingrese los valores deseados para el redondeo, donde el 100% representa un radio igual al lado más corto del pad al seleccionar una esquina única o dos esquinas opuestas, y la mitad del lado más corto del pad al seleccionar dos esquinas adyacentes.

II. Eliminación de rebabas de soldadura menores a 0.1mm:

NOTA: En este caso, con un espaciado de 0.15mm entre los pads de los pines, es necesario llenar completamente los huecos entre la máscara de soldadura de los pads de los pines 

1. Seleccione todos los pads de los pines y, en la región de Apilado de Pads , en la fila de Máscara de Soldadura Superior , seleccione la Forma Personalizada del menú desplegable bajo la columna de Forma .

2. Luego, cambie a la capa de Máscara de Soldadura y agregue un relleno o región cuadrada para eliminar espacios entre los pads más cercanos en uno de ellos.

Comando: Botón Derecho > Colocar > Relleno.

3. Ajuste el tamaño del relleno o región a la dimensión deseada.

4. A continuación, seleccione el elemento añadido junto con el pad y fusiónelos.

Comando: Botón Derecho > Acciones de Parte > Añadir Máscaras Personalizadas Seleccionadas al Pad

5. Repita lo mismo para todos los demás pads de pines excepto para los más externos en cada fila.

Note que ahora, la máscara de soldadura modificada no es un relleno/región separado superpuesto en la capa de cobre sino una parte integrada de la estructura del pad.

III. Pad térmico en forma cuadrada con chaflán en la esquina superior izquierda de 0.25mm:

1. Seleccione el pad térmico y en la región de Pila de Pads, luego, en la fila de Capa Superior, seleccione el Rectángulo con Chaflán del desplegable bajo la columna de Forma.

2. Expanda la categoría ▶ Capa Superior, y en el cuadro de Radio de Esquina ingrese los valores deseados para el chaflán—donde 100% representa un chaflán igual al lado más corto del pad al seleccionar una esquina única o dos esquinas opuestas, y la mitad del lado más corto del pad al seleccionar dos esquinas adyacentes.

Luego, después de marcar la opción Seleccionar Esquinas, podemos desmarcar las esquinas donde no queremos aplicar el redondeo. En este caso, mantenemos solo una esquina marcada e ingresamos un valor del 10% para lograr un chaflán de 0.25mm.

IV. La pasta del pad térmico se reduce para cubrir el 60% de la superficie del pad y se divide en cuatro secciones, espaciadas 0.2mm entre sí:

1. Selecciona el pad térmico y en la región Pad Stack, en la fila Top Paste en el cuadro Porcentaje %, establece un valor de -40% para conocer el tamaño de la pasta igual a una cobertura del 60%.

2. Ahora, conociendo el valor del margen de -0.317mm, puedes crear cuatro pads del tamaño de 1/4 del pad grande y espaciarlos por un valor significativo, que en este caso será de 0.2mm.

3. Ahora, selecciona los pads de pasta y el pad térmico, y únelos. Comando: Botón Derecho > Acciones de Parte > Añadir Máscaras Personalizadas Seleccionadas al Pad

Tenga en cuenta que ahora, la capa de pasta modificada no es un relleno/región separado superpuesto en la capa de cobre, sino una parte integrada de la estructura del pad.

Ejemplo 2:

El calor puede ser un gran problema cuando estás diseñando placas de circuito. Ahora, Altium te permite personalizar la configuración de alivio térmico para controlar mejor cómo tu placa maneja el calor. Veamos cómo hacer esto.

1. Después de seleccionar el pad, procedemos a la ventana de Pila de Pads. Luego, en la capa de señal donde queremos hacer cambios, marcamos la casilla de Alivio Térmico

2. Ahora, después de hacer clic en la configuración de Alivio, podemos abrir la ventana Editar Estilo de Conexión de Polígono.

3. Además de las opciones ya conocidas como 2, 4 Conductores, se ha añadido un nuevo modo Automático, donde un conductor se colocará en cada lado del pad/via, teniendo en cuenta la distancia mínima establecida entre conductores.

4. Otra adición es la capacidad de editar manualmente los alivios térmicos; puedes añadir nuevos, editar o eliminar las conexiones seleccionadas. Para hacer esto, necesitas hacer clic derecho en el pad y elegir la opción Acción del Pad, luego seleccionar la acción que deseas realizar. Después de seleccionar la opción adecuada, puedes hacer cambios fácilmente en las conexiones.

Conclusiones

El uso de Pads Personalizados en Altium Designer proporciona un mayor grado de control en el diseño de PCB, permitiendo un enfoque a medida para huellas de componentes únicos y reduciendo efectivamente la necesidad de soluciones alternativas.

La capacidad de definir de manera independiente las formas de pasta y máscara de soldadura mejora la producción de PCB al reducir defectos y asegurar una alineación adecuada de los componentes. Esto resulta en procesos de producción más confiables y un mejor rendimiento del dispositivo, gracias a una soldadura óptima y una funcionalidad y durabilidad mejoradas del producto final.

Las funcionalidades recientemente introducidas para los alivios térmicos ofrecen a los diseñadores una mayor flexibilidad y control. Ya sea añadiendo, editando o eliminando conexiones específicas, estas opciones personalizadas facilitan cumplir con los requisitos únicos de cualquier proyecto de diseño de PCB. En general, es un paso significativo hacia un proceso de diseño más personalizado y eficiente.

Con Custom Pads Stack, los diseñadores tienen una mayor libertad creativa, lo que les permite no solo cumplir, sino superar los requisitos de las hojas de datos/procesos. Podrían idear tolerancias más ajustadas o diseños más densos, mejorando así el rendimiento de la PCB más allá de los estándares tradicionales, fomentando la innovación en el diseño electrónico.

Altium Designer continúa creciendo, con el desarrollo de custom pads stack enfatizando su compromiso de empoderar a los usuarios con herramientas avanzadas y precisas para el diseño de electrónicos. Esto refuerza su posición como una opción de software líder para profesionales en la industria electrónica.