Пользовательский стек площадок

Дизайн печатных плат требует точности и адаптивности. От тепловых соединений до форм площадок, каждая деталь имеет значение. Площадки уже не просто точки; они требуют уникальных, индивидуальных решений. Altium Designer 24 дает вам возможность настраивать формы площадок, тонко налаживать тепловое реле и осваивать закругленные/скошенные прямоугольные площадки, чтобы соответствовать стандартам производства, преодолевать ограниченное пространство и действительно поднять вашу игру в дизайне на новый уровень. Погрузитесь глубже в эту улучшенную функцию в нашем новом руководстве.

Введение

В быстро меняющемся мире разработки технологий всё важнее иметь точные и адаптивные дизайны для печатных плат (PCB). По мере увеличения частот и сложности сигналов, каждый аспект дизайна PCB требует тщательного внимания; от соединений теплового реле до самой формы площадок.

Площадки, например, уже не простые проводящие точки. Они превратились в различные формы и сложные конструкции, часто требующие уникальных решений, созданных специально для них. Более того, взаимодействие между площадками и полигонными заливками — соединения теплового реле — вышло за рамки стандартных правил и требует индивидуального подхода.

Учитывая увеличенную сложность компонентов и требования к их размещению в более узких пространствах, нам нужно по-другому подходить к обычным формам паяльной пасты и масок. Возможность свободно настраивать эти формы позволяет конструкторам соответствовать строгим производственным стандартам, размерам компонентов и оптимально сбалансировать паяемость и защиту.

С последними дополнениями к Altium Designer эти критически важные элементы дизайна печатных плат получают заслуженное внимание; теперь формы контактных площадок, настройка тепловых разгрузок, прямоугольные площадки с закругленными и фасонными краями, а также настраиваемые формы паяльной пасты/маски полностью находятся под прямым контролем дизайнера в разделе Pad Stack.

Преимущества настраиваемого стека площадок Altium Designer

• Меньше временных решений Позволяя напрямую внедрять требования даташитов или процессов в дизайн, уменьшается необходимость в костылях или последующих корректировках. Например, вы можете добавить маски паяльной пасты непосредственно на сквозные компоненты, исключая дополнительные этапы пайки.
• Более точная инженерия Детализированные тепловые разгрузки, настраиваемые геометрии площадок и точные размеры масок для пайки повышают целостность изготовления. Эти функции могут помочь создать более надежные сборки печатных плат — что крайне важно для приложений высокой частоты.
• Улучшенная точность Предложение точных форм площадок и масок повышает эффективность производства или успехи в изготовлении печатных плат. Это особенно важно при работе с мелкими компонентами — даже незначительные несоответствия могут привести к браку платы.
• Гибкость дизайна Благодаря детальному контролю за формами площадок и соединениями теплового рельефа, можно использовать более широкий спектр методов сборки и компонентов. Например, вы можете разместить компоненты с уникальными контурами или спроектировать плату, поддерживающую как автоматическую сборку SMT, так и сквозного монтажа.
• Снижение риска проблем Поддержание контроля над спецификациями может помочь предотвратить потенциальные проблемы при изготовлении. Вы можете спроектировать изделие так, чтобы избежать распространенных проблем, таких как мостиковое замыкание при пайке, образование шариков припоя или "надгробие".
• Повышенная стандартизация Улучшая важные характеристики печатных плат, мы устанавливаем новые стандарты точности и качества в производстве. С этими улучшениями вы можете добиться лучшего совмещения маски припоя. Например, это будет важно для плат высокой плотности соединений (HDI).
• Расширенная совместимость Настраиваемые формы и размеры площадок увеличивают совместимость с различными компонентами. Это может быть полезно при использовании смеси стандартных и нестандартных компонентов в вашем дизайне.
• Оптимизированный процесс Эти функции упрощают рабочий процесс проектирования, сокращают количество временных решений и напрямую включают требования на этапе проектирования. Такая оптимизация может быть особенно ценной в сложных многослойных конструкциях.
• Экономия затрат Ограничив количество пересмотров и правок, можно значительно сократить производственные затраты. Например, проектирование сквозных компонентов для пайки методом рефлоу может сэкономить на затратах на ручную пайку.
• Оптимизация пространства Пользовательские формы и размеры площадок способствуют более эффективному использованию доступной площади печатной платы. Это особенно выгодно для конструкций с высокой плотностью размещения и компонентов с малым шагом, в частности, для шариковых сеток (BGA), использующих конфигурации с переходными отверстиями в площадках.

Сводка последних функций в Custom Pad Stack

Как и многие функции в Altium, Custom Pad Stack является частью непрерывного процесса разработки и улучшения. Со временем отдельные функции постепенно добавлялись в Altium Designer. Теперь они объединены в полноценный инструмент, Custom Pad Stack. 

PCB Layout

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

Explore Solutions

Ниже приведен список последних из них, доступных начиная с Altium designer 23.8. Мы рассмотрим, что они позволяют нам делать.

• Оптимизированная панель стека площадок: Все слои и опции теперь организованы в одну компактную таблицу, позволяя индивидуально редактировать каждый слой или опцию

• Расширенные пользовательские формы: Пользовательские формы теперь можно применять не только к медному слою, но и к слоям паяльной маски и маски для пасты. Каждый слой может быть настроен индивидуально.

• Расширенные предопределенные формы: Дизайнеры могут устанавливать предопределенные константы для каждого слоя независимо.

• Поддержка смещения на каждом слое: Введение корректировок смещения для предопределенных форм на всех слоях обеспечивает дополнительный уровень настройки.

High-Speed PCB Design

Simple solutions to high-speed design challenges.

Learn More

• Интегрированная форма окна для пасты: Возможность объединения нескольких форм в один стек площадок позволяет создавать форму окна для пасты.

• Поддержка технологии Pin-in-Paste (PIP): Функция расширяет поддержку слоя пасты на многослойных/сквозных площадках.

• Автоматическая корректировка тепловых рельефных соединений: Программное обеспечение теперь может самостоятельно корректировать количество тепловых рельефов в соответствии с дизайном площадки.

• Ручное редактирование тепловых рельефов: С улучшенным контролем со стороны пользователя, дизайнеры могут вручную добавлять, редактировать или удалять точки соединения тепловых рельефов на площадках.

Пример использования пользовательских стеков площадок

Пользовательские стеки площадок могут значительно улучшить процесс проектирования и производства печатных плат. Они предлагают гибкое решение для уникальных компонентных посадочных мест, требований к дизайну и производственных ограничений. Кроме того, увеличенный контроль над параметрами дизайна может позволить более эффективно, экономично и надежно производить печатные платы. 

Пользовательские стеки площадок могут значительно улучшить процесс проектирования и производства печатных плат. Они предлагают гибкое решение для уникальных компонентных посадочных мест, требований к дизайну и производственных ограничений. Кроме того, увеличенный контроль над параметрами дизайна может позволить более эффективно, экономично и надежно производить печатные платы. 

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Пример 1:

Используя в качестве примера QFN-24-4x4mm, мы продемонстрируем, как изменить стандартную библиотеку IPC для достижения рекомендуемых параметров производителя и процесса производства. Это поможет минимизировать проблемы, такие как неточности пайки, образование шариков припоя, неправильное выравнивание компонентов и неправильное распределение тепла

Входные параметры:

1. Площадки под выводы должны быть закруглены с одной стороны, при этом закругленная сторона должна быть ближе к тепловой площадке.
2. Удалены остатки припоя меньше 0,1 мм.
3. Тепловая подложка квадратной формы скошена в верхнем левом углу на 0,25 мм.
4. Паста тепловой подложки уменьшена так, чтобы покрывать 60% поверхности подложки и разделена на четыре секции, расположенные на расстоянии 0,2 мм друг от друга.

I. Изменение формы контактных площадок на одностороннюю округлую форму:

1. В предварительно созданном IPC footprint выберите площадку, где вы хотите редактировать слой пасты, а затем в панели Свойства прокрутите вниз до области Стек площадок.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

2. В области Стек площадок, в строке Верхний слой, выберите Округлый прямоугольник из выпадающего списка в колонке Форма.

3. Теперь в поле Радиус угла введите желаемые значения для скругления—где 100% представляет радиус, равный короткой стороне площадки при выборе одного угла или двух противоположных углов, и половину короткой стороны площадки при выборе двух смежных углов.

Теперь введите желаемые значения для скругления в поле "Радиус угла", где 100% соответствует радиусу, равному короткой стороне площадки при выборе одного угла или двух противоположных углов, и половине короткой стороны площадки при выборе двух смежных углов.

II. Удаление остатков припоя меньше 0.1 мм:

ПРИМЕЧАНИЕ: В этом случае, при расстоянии 0.15 мм между контактными площадками, необходимо полностью заполнить промежутки между маской припоя контактных площадок 

1. Выберите все контактные площадки и — в области Стек площадок — в строке Верхняя маска припоя выберите Пользовательскую форму из выпадающего списка в столбце Форма .

2. Затем переключитесь на слой Маска припоя и добавьте квадратное заполнение или область, чтобы устранить пространства между ближайшими площадками одной из них.

Команда: Правая кнопка мыши > Разместить > Заполнение.

3. Настройте размер заполнения или области до желаемого размера.

4. Затем выберите добавленный элемент вместе с площадкой и объедините их вместе.

Команда: Кнопка правой кнопки мыши > Действия с частью > Добавить выбранные пользовательские маски к площадке

5. Повторите то же самое для всех остальных контактных площадок, кроме крайних в каждом ряду.

Обратите внимание, что теперь измененная маска пайки не является отдельной заливкой/областью, наложенной на медный слой, а интегрированной частью структуры площадки.

III. Тепловая площадка квадратной формы с фаской в верхнем левом углу на 0,25 мм:

1. Выберите тепловую площадку и в области Стек площадок, затем, в строке Верхний слой, выберите Прямоугольник с фаской из выпадающего списка в колонке Форма.

2. Разверните категорию ▶ Верхний слой, и в поле Радиус угла введите желаемые значения для фаски — где 100% представляет собой фаску, равную короткой стороне площадки при выборе одного угла или двух противоположных углов, и половину короткой стороны площадки при выборе двух смежных углов.

Затем, после выбора опции Выбрать углы, мы можем снять отметку с углов, где мы не хотим применять скругление. В данном случае мы оставляем отмеченным только один угол и вводим значение 10%, чтобы получить фаску 0,25 мм.

IV. Паста термопада уменьшена так, чтобы покрывать 60% поверхности площадки и разделена на четыре секции, расположенные на расстоянии 0,2 мм друг от друга:

1. Выберите термопад и в области Стек площадок, в строке Верхняя паста в поле Процент % установите значение -40%, чтобы знать размер пасты, равный покрытию 60%.

2. Теперь, зная значение отступа -0,317 мм, вы можете создать четыре площадки размером 1/4 от большой площадки и разместить их на значительном расстоянии друг от друга, которое в данном случае будет 0,2 мм.

3. Теперь выберите площадки для пасты и термопад, и объедините их вместе. Команда: Кнопка правой кнопки мыши > Действия с частью > Добавить выбранные пользовательские маски к площадке

Обратите внимание, что теперь измененный слой паяльной пасты не является отдельной заливкой/областью, наложенной на медный слой, а интегрированной частью структуры площадки.

Пример 2:

Тепло может стать большой проблемой при проектировании печатных плат. Теперь Altium позволяет настраивать параметры теплового рельефа для лучшего контроля над тем, как ваша плата справляется с теплом. Давайте посмотрим, как это сделать.

1. После выбора площадки мы переходим в окно Стека Площадок. Затем на сигнальном слое, где мы хотим внести изменения, мы отмечаем флажок Теплового Рельефа

2. Теперь, после нажатия на настройку Рельефа, мы можем открыть окно Редактирование Стиля Соединения Полигона.

3. В дополнение к уже известным опциям, таким как 2, 4 Проводника, был добавлен новый режим Авто, где проводник будет размещен с каждой стороны площадки/сквозного отверстия, с учетом установленного минимального расстояния между проводниками.

4. Еще одним нововведением является возможность вручную редактировать тепловые рельефы; вы можете добавлять новые, редактировать или удалять выбранные соединения. Для этого вам нужно щелкнуть правой кнопкой мыши по площадке и выбрать опцию Действие с площадкой, затем выбрать желаемое действие. После выбора подходящего варианта вы можете легко внести изменения в соединения.

Заключение

Настройка стека площадок в Altium Designer обеспечивает более высокий уровень контроля в проектировании печатных плат, позволяя применять индивидуальный подход к уникальным контурным площадкам компонентов и эффективно сокращая необходимость в использовании временных решений.

Возможность независимо определять формы паяльной пасты и маски припоя улучшает производство печатных плат, сокращая количество дефектов и обеспечивая правильное выравнивание компонентов. Это приводит к более надежным производственным процессам и улучшенной работоспособности устройств благодаря оптимальной пайке и повышенной функциональности и долговечности конечного продукта.

Нововведения, касающиеся тепловых рельефов, предоставляют конструкторам большую гибкость и контроль. Будь то добавление, редактирование или удаление конкретных соединений, эти настраиваемые опции упрощают задачу удовлетворения уникальных требований любого проекта печатной платы. В целом, это значительный шаг к более индивидуализированному и эффективному процессу проектирования.

С помощью настраиваемого стека площадок дизайнеры получают большую творческую свободу, что позволяет им не только соответствовать требованиям технических условий/процессов, но и превосходить их. Они могут разрабатывать конструкции с более строгими допусками или более плотной компоновкой, тем самым повышая производительность печатных плат выше традиционных стандартов и способствуя инновациям в электронном дизайне.

Altium Designer продолжает развиваться, и разработка настраиваемого стека площадок подчеркивает его стремление предоставлять пользователям передовые инструменты для точного проектирования в области электроники. Это укрепляет его позиции как ведущего программного обеспечения для профессионалов в электронной индустрии.