Mise en œuvre de formes de pastilles complexes

Les pastilles des composants ne sont pas toujours de simples formes rondes ou rectangulaires. Les composants analogiques, de haute puissance ou RF nécessitent souvent des pastilles aux formes géométriquement complexes ou irrégulières. Ce document détaille une solution facile et efficace pour lorsqu'un utilisateur est confronté à la nécessité d'implémenter rapidement des formes de pastilles complexes qui doivent répondre aux exigences de disposition du fabricant sans entraîner de violations de DRC ou d'erreurs de fabrication.

INTRODUCTION

La plupart des types de boîtiers de composants ont des formes de pastilles rectangulaires ou rondes cohérentes et simples. Créer des empreintes pour de tels boîtiers, manuellement ou en utilisant un générateur d'empreintes IPC automatisé, est un processus simple. Cependant, occasionnellement, les boîtiers de composants nécessitent des formes de pastilles complexes qui peuvent entraîner un effort manuel significatif ainsi que du temps supplémentaire pour obtenir un résultat parfait.

Par exemple, les composants d'éclairage LED peuvent nécessiter des pastilles de dissipation thermique de formes uniques incluant plusieurs courbes inverses. De telles courbes sont impossibles à réaliser en combinant plusieurs pastilles standard rondes/rectangulaires ou en plaçant manuellement des remplissages ou des régions solides. Cependant, une méthode souvent négligée existe, par laquelle si le contour de la forme requise peut être placé (ou importé) comme une série de pistes et d'arcs formant un contour fermé, alors le contour lui-même peut être facilement converti au sein du PCB Library Editor en une région solide de forme précise définissant la pastille. De plus, le masque de soudure et de pâte peut être automatiquement contrôlé par les règles de DRC grâce à un paramètre de propriété de l'objet région.

Pour mieux comprendre cette méthode, l'ensemble du processus peut être exploré en créant une empreinte pour un inducteur de puissance SMD blindé de la série Bourns SRR5028 comme décrit ci-dessous. Pour commencer, une fiche technique pour cet exemple peut être obtenue sur le site web du fabricant à http://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/SRR5028.pdfpour le numéro de pièce SRR5028-101Y. Chaque dispositif de pastille de ce dispositif à deux broches inclut une courbe inverse avec un rayon de 2,2 mm.

DÉFINITION DES CONTOURS DE FORME DE PASTILLE

Dans la section de mise en page recommandée de la fiche technique de la série SRR5028, les dimensions clés des trous de perçage des composants sont illustrées par rapport à l'origine du composant. Dans l'éditeur de bibliothèque PCB, six lignes et un arc sont placés sur une couche mécanique pour capturer ces dimensions critiques de chaque pad par rapport à l'origine du composant (voir Figure 1). La taille précise et le placement de ces lignes et arcs sont ensuite vérifiés pour être exactement conformes aux dimensions du fabricant telles qu'indiquées dans la fiche technique. Régler la grille de capture à 0,05 mm dans l'éditeur de bibliothèque PCB assure que les dimensions du fabricant peuvent être précisément répliquées.

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Figure 1. Création de contours mécaniques (à droite) à partir de la fiche technique du fabricant (à gauche).

Maintenant que les dimensions critiques des pads des composants ont été placées et vérifiées, toutes les lignes ou segments d'arc superflus peuvent être coupés, redimensionnés ou supprimés entièrement afin que le résultat final soit juste deux contours fermés sur une couche mécanique, où chacun représente une forme de pad. Dans cet exemple, les contours fermés ont été créés et vérifiés manuellement. Alternativement, vous pouvez importer des contours de forme de pad complexes à partir du format DXF/DWG si de telles données existent et sont plus pratiques à utiliser.

CRÉATION DE RÉGIONS DE CUIVRE À PARTIR DES CONTOURS DE FORME DE PAD

Avec chaque contour de forme de pastille de composant précisément placé et dimensionné, ils sont maintenant prêts à être convertis de lignes et d'arcs sur une couche mécanique en régions solides sur la couche de cuivre supérieure. Pour ce faire, il suffit de sélectionner un contour, puis de rendre la couche de cuivre supérieure active, et d'utiliser les outils de l'éditeur de bibliothèque de PCB > Convertir > Créer une région à partir des primitives sélectionnées pour créer la région solide dans la forme exacte du contour de forme de pastille initialement sélectionné. Les bords extérieurs de la région solide sont déterminés par le point médian des objets de piste et d'arc de la forme fermée. Par conséquent, les dimensions de la région solide correspondent à celles du contour de forme de pastille de capture schématique original, comme on peut le voir dans la Figure 2.

Figure 2. Conversion des contours de forme de pastille (à gauche) en régions de cuivre (à droite).

AJOUT DE LA DÉSIGNATION DE PASTILLE, DU MASQUE DE SOUDURE ET DU MASQUE DE PÂTE

La courbe inverse de chaque pastille a été définie en convertissant rapidement le contour de chaque forme de pastille. Notez qu'il n'est pas possible d'implémenter de telles courbes lors du placement manuel d'un objet de région solide depuis le menu Placer. À ce stade, il reste juste quelques étapes pour compléter l'empreinte. Cependant, l'aspect le plus critique de la mise en œuvre de ces formes de pastilles irrégulières a maintenant été abordé.

Pour que chaque région solide fonctionne comme un pad de composant réel, un objet pad doit être placé directement à l'intérieur de chaque zone solide. Dans cet exemple, deux objets pad rectangulaires de 1,0 mm par 0,75 mm désignés 1 et 2 ont été placés respectivement sur les régions supérieure solide et inférieure solide (Figure 3). Ces régions solides auront désormais une fonction électrique comme un fichier de pad de composant régulier.

Figure 3. Empreinte complétée incluant les désignations de pad, le masque de soudure et le masque de pâte.

Enfin, pour obtenir un dégagement de masque de soudure ainsi qu'un masque de pâte, les propriétés des deux régions solides doivent être modifiées. Cela peut facilement être accompli en sélectionnant les deux régions solides et en utilisant l'Inspecteur LIB de mise en page PCB pour changer à la fois le Mode d'Expansion du Masque de Soudure et le Mode d'Expansion du Masque de Pâte de Aucun à Selon la Règle. Tout comme tout autre objet pad, ces régions solides modifiées fonctionnent maintenant pleinement comme des objets pad d'un point de vue électrique, de fabrication et d'assemblage. L'empreinte résultante pour le composant SRR5028-101Y est maintenant complète.

CONCLUSION

Parfois, certains composants nécessiteront des pastilles de formes géométriquement complexes ou irrégulières, conformément aux recommandations de mise en page du fabricant. Il est toujours bon de se rappeler qu'une solution simple et efficace existe pour mettre en œuvre rapidement des formes de pastilles complexes. En créant ou en important un contour précis de la forme complexe de la pastille à l'aide de pistes et d'arcs, le résultat peut être converti en un objet de région solide. Combiner chaque région solide unique avec un objet de pastille convenablement désigné permettra à chaque région entière de fonctionner électriquement comme une véritable pastille. Les attributs de masque de soudure et de masque de pâte peuvent ensuite être facilement définis dans chaque région à des fins de fabrication et d'assemblage.