복잡한 패드 형상 구현

구성 요소 패드는 항상 단순히 둥글거나 직사각형 모양이 아닙니다. 아날로그, 고전력 또는 RF 구성 요소는 종종 기하학적으로 복잡하거나 불규칙한 모양의 패드를 요구합니다. 이 문서는 사용자가 제조업체의 레이아웃 요구 사항을 충족해야 하면서 DRC 위반 또는 제조 오류가 발생하지 않도록 복잡한 패드 모양을 신속하게 구현해야 할 때 쉽고 효율적인 해결책을 자세히 설명합니다.

소개

대부분의 구성 요소 패키지 유형은 일관되고 간단한 직사각형 또는 둥근 패드 모양을 가지고 있습니다. 이러한 패키지에 대한 풋프린트를 수동으로 또는 자동화된 IPC 풋프린트 생성기를 사용하여 생성하는 것은 간단한 과정입니다. 그러나 가끔 구성 요소 패키지는 상당한 수동 노력뿐만 아니라 딱 맞게 하기 위해 추가 시간이 소요될 수 있는 복잡한 패드 디자인 소프트웨어 모양을 요구합니다.

예를 들어, LED 조명 구성 요소는 여러 개의 역곡선을 포함하는 독특한 형태의 열 방출 패드를 요구할 수 있습니다. 이러한 곡선은 여러 개의 표준 원형/사각형 패드를 결합하거나 수동으로 채우기나 솔리드 영역을 배치함으로써 구현하는 것이 불가능합니다. 그러나 종종 간과되는 방법이 있으며, 필요한 형태의 윤곽을 트랙과 호(arc)의 시리즈로 배치(또는 가져오기)하여 닫힌 윤곽을 형성할 수 있다면, 윤곽 자체를 PCB 라이브러리 에디터 내에서 정확하게 형성된 솔리드 영역으로 쉽게 변환하여 패드를 정의할 수 있습니다. 더욱이, 솔더 및 페이스트 마스크는 지역 객체의 속성 설정을 통해 DRC 규칙에 의해 자동으로 제어될 수 있습니다.

이 방법을 더 잘 이해하기 위해, 아래에 설명된 대로 Bourns SRR5028 시리즈 차폐된 SMD 파워 인덕터의 풋프린트를 생성함으로써 전체 과정을 탐색할 수 있습니다. 시작하려면, 이 예제의 데이터시트를 제조사 웹사이트에서 http://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/SRR5028.pdf 부품 번호 SRR5028-101Y로 얻을 수 있습니다. 이 두 핀 장치의 각 패드 장치는 2.2 mm 반경의 역곡선을 포함합니다.

패드 형태 윤곽 정의하기

SRR5028 시리즈 데이터시트의 권장 레이아웃 섹션에서는 구성 요소 기원에 대해 상대적인 구성 요소 드릴 홀 패드의 주요 치수가 설명되어 있습니다. PCB 라이브러리 에디터 내에서, 구성 요소의 기원에 대해 각 패드의 중요 치수를 포착하기 위해 기계 레이어에 여섯 개의 선과 하나의 호가 배치됩니다(그림 1 참조). 이 선과 호의 정확한 크기와 배치는 데이터시트에 표시된 제조업체의 치수와 정확히 일치하는지 확인됩니다. PCB 라이브러리 에디터 내에서 스냅 그리드를 0.05mm로 설정하면 제조업체의 치수를 정확하게 복제할 수 있습니다.

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그림 1. 제조업체의 데이터시트(왼쪽)에서 기계적 윤곽 생성(오른쪽).

이제 구성 요소 패드의 중요 치수가 배치되고 검증되었으므로, 불필요한 선이나 호 세그먼트는 잘라내거나 크기를 조정하거나 완전히 제거하여 결과적으로 기계 레이어에 두 개의 닫힌 윤곽만 남게 할 수 있습니다. 여기서 각각은 패드 모양을 나타냅니다. 이 예에서는 닫힌 윤곽이 수동으로 생성되고 검증되었습니다. 대안으로, 해당 데이터가 존재하고 사용하기에 더 실용적인 경우 DXF/DWG 형식에서 복잡한 패드 모양 윤곽을 가져올 수 있습니다.

패드 모양 윤곽에서 구리 영역 생성

각 구성 요소의 패드 모양 윤곽이 정확하게 배치되고 크기가 조정되었으므로, 이제 기계 레이어의 선과 호에서 상단 구리 레이어의 고체 영역으로 변환할 준비가 되었습니다. 이를 위해 윤곽 중 하나를 선택한 다음, 상단 구리를 활성 레이어로 설정하고, PCB 라이브러리 편집기 도구 > 변환 > 선택한 원시물 생성 영역 명령을 사용하여 처음 선택한 패드 모양 윤곽의 정확한 모양으로 실제 고체 영역을 생성합니다. 고체 영역의 외부 가장자리는 닫힌 모양의 트랙과 호 객체의 중점에 의해 결정됩니다. 따라서, 고체 영역의 치수는 원래의 스키마틱 캡처 패드 모양 윤곽과 일치합니다. 그림 2에서 볼 수 있듯이.

그림 2. 패드 모양 윤곽(왼쪽)에서 구리 영역(오른쪽)으로의 변환.

패드 지정, 솔더 마스크 및 페이스트 마스크 추가

각 패드의 역 곡선은 각 패드 모양의 윤곽을 빠르게 변환함으로써 정의되었습니다. 배치 메뉴에서 고체 영역 객체를 수동으로 배치할 때 이러한 곡선을 구현하는 것은 불가능하다는 점에 유의하십시오. 이 시점에서, 발자국을 완성하기 위해 몇 단계만 남아 있습니다. 그러나 이러한 비정규 패드 모양을 구현하는 가장 중요한 측면은 이제 해결되었습니다.

각 고체 영역이 실제 구성 요소 패드로 기능하려면 각 고체 영역 내에 직접 패드 객체를 배치해야 합니다. 이 예에서는 상단 및 고체 하단 영역에 각각 1 및 2로 지정된 1.0mm x 0.75mm 직사각형 패드 객체 두 개가 배치되었습니다(그림 3). 이제 이 고체 영역들은 일반 구성 요소 패드 파일처럼 전기적 기능을 가지게 됩니다.

그림 3. 패드 지정, 솔더 마스크 및 페이스트 마스크를 포함한 완성된 풋프린트.

마지막으로, 솔더 마스크 클리어런스와 페이스트 마스크를 얻기 위해 두 고체 영역의 속성을 수정해야 합니다. 이는 두 고체 영역을 선택하고 PCB 레이아웃 LIB 인스펙터를 사용하여 솔더 마스크 확장 모드와 페이스트 마스크 확장 모드를 None에서 Rule로 변경함으로써 쉽게 수행할 수 있습니다. 다른 패드 객체와 마찬가지로, 이 수정된 고체 영역들은 이제 전기적, 제작 및 조립 측면에서 완전히 기능하는 패드 객체로 기능합니다. SRR5028-101Y 구성 요소에 대한 결과 풋프린트가 이제 완성되었습니다.

결론

가끔 일부 구성 요소는 제조업체의 권장 레이아웃에 따라 기하학적으로 복잡하거나 불규칙한 모양의 패드가 필요할 수 있습니다. 복잡한 패드 모양을 빠르게 구현할 수 있는 쉽고 효율적인 해결책이 항상 존재한다는 것을 기억하세요. 트랙과 호를 사용하여 복잡한 패드 모양의 정확한 윤곽을 생성하거나 가져오면, 그 결과를 고체 영역 객체로 변환할 수 있습니다. 각각의 고유한 고체 영역을 적절하게 지정된 패드 객체와 결합하면, 각 영역 전체가 실제 패드로서 전기적으로 기능하게 됩니다. 그런 다음 각 영역 내에서 솔더 및 페이스트 마스크 속성을 제작 및 조립 목적으로 쉽게 설정할 수 있습니다.