Chồng Pad Tùy chỉnh

Thiết kế PCB đòi hỏi sự chính xác và linh hoạt. Từ kết nối nhiệt đến hình dạng pad, mọi chi tiết đều quan trọng. Pad không còn chỉ là những điểm nối; chúng yêu cầu những giải pháp độc đáo, được cá nhân hóa. Altium Designer 24 trao quyền cho bạn trong việc tùy chỉnh hình dạng pad, điều chỉnh kỹ lưỡng sự giảm nhiệt và thành thạo pad hình chữ nhật bo tròn/chéo để đáp ứng tiêu chuẩn sản xuất, chinh phục không gian chật hẹp và thực sự nâng cao trò chơi thiết kế của bạn. Hãy khám phá sâu hơn về tính năng nâng cao này trong hướng dẫn mới của chúng tôi.

Giới thiệu

Trong thế giới phát triển công nghệ nhanh chóng, việc có những thiết kế chính xác và linh hoạt cho bảng mạch in (PCB) ngày càng trở nên quan trọng. Khi tần số và độ phức tạp của tín hiệu tăng lên, mọi khía cạnh của thiết kế PCB đều đòi hỏi sự chú ý cẩn thận; từ kết nối giảm nhiệt đến chính hình dạng của pad.

Pad, ví dụ, không còn là những điểm dẫn đơn giản. Chúng đã phát triển thành các hình dạng và thiết kế phức tạp, thường cần những giải pháp độc đáo được làm riêng cho chúng. Hơn nữa, sự tương tác giữa pad và đổ đa giác—các kết nối giảm nhiệt—đã vượt qua các quy tắc tiêu chuẩn để yêu cầu những xử lý được làm riêng.

Xem xét sự phức tạp tăng thêm của các thành phần và yêu cầu về việc đặt chúng vào không gian chật hẹp, chúng ta cần suy nghĩ khác đi về hình dạng thông thường của kem hàn và mặt nạ hàn. Khả năng tùy chỉnh tự do các hình dạng này cho phép các nhà thiết kế đáp ứng các tiêu chuẩn sản xuất khắt khe, kích thước chân linh kiện và cân bằng tối ưu giữa khả năng hàn và bảo vệ.

Với những bổ sung mới nhất vào Altium Designer, những yếu tố quan trọng của thiết kế PCB này được chú trọng đúng mức; hình dạng pad tùy chỉnh, tùy chỉnh giảm nhiệt, pad hình chữ nhật bo tròn và chéo, cũng như hình dạng mặt nạ kem/hàn tùy chỉnh giờ đây đều nằm trong tầm kiểm soát trực tiếp của nhà thiết kế trong phần Pad Stack.

Lợi ích của Altium Designer Custom Pads Stack

• Ít Công Việc Giảm Bớt Bằng cách cho phép triển khai trực tiếp các yêu cầu của bảng dữ liệu hoặc quy trình vào thiết kế, giải pháp tạm thời hoặc điều chỉnh sau này được giảm bớt. Ví dụ, bạn có thể thêm mặt nạ kem hàn trực tiếp vào các thành phần xuyên lỗ, loại bỏ các bước hàn thêm.
• Kỹ Thuật Chính Xác Hơn Các giải pháp giảm nhiệt chi tiết, hình dạng pad có thể tùy chỉnh, và kích thước mặt nạ hàn chính xác nâng cao tính toàn vẹn của quá trình sản xuất. Những tính năng này có thể giúp tạo ra các bộ lắp ráp PCB đáng tin cậy hơn—điều này rất quan trọng cho các ứng dụng tần số cao.
• Độ Chính Xác Cao Hơn Bằng cách cung cấp các hình dạng pad và mặt nạ chính xác, tỷ lệ thành công hoặc hiệu quả sản xuất trong việc sản xuất PCB có thể được cải thiện. Điều này đặc biệt quan trọng khi xử lý các dấu chân linh kiện nhỏ—nơi mà ngay cả những sự không nhất quán nhỏ cũng có thể dẫn đến một bảng mạch bị lỗi.
• Linh Hoạt Thiết Kế Với sự kiểm soát chi tiết đối với hình dạng pad và kết nối giảm nhiệt, một phạm vi rộng lớn các phương pháp lắp ráp và linh kiện có thể được sử dụng. Bạn có thể chứa đựng linh kiện với dấu chân độc đáo hoặc thiết kế một bảng mạch hỗ trợ cả lắp ráp tự động SMT và qua lỗ, chẳng hạn.
• Giảm Rủi Ro về Vấn Đề Kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật có thể giúp ngăn chặn các vấn đề sản xuất tiềm ẩn. Bạn có thể thiết kế để tránh các vấn đề phổ biến như cầu hàn, bóng hàn, hoặc đá mộ.
• Tăng Cường Tiêu Chuẩn Hóa Bằng cách cải thiện các đặc điểm quan trọng của PCB, chúng tôi thiết lập các tiêu chuẩn mới về độ chính xác và chất lượng trong quá trình sản xuất. Với những cải tiến này, bạn có thể thực hiện việc căn chỉnh mặt nạ hàn tốt hơn. Ví dụ, điều này sẽ quan trọng đối với các bảng mạch kết nối mật độ cao (HDI).
• Tính Tương Thích Được Thêm Vào Các hình dạng và kích thước pad có thể tùy chỉnh tăng cường tính tương thích với các linh kiện khác nhau. Điều này có thể hữu ích khi sử dụng một sự kết hợp của các linh kiện tiêu chuẩn và không tiêu chuẩn trong thiết kế của bạn.
• Quy trình Tối ưu Những tính năng này đơn giản hóa quy trình thiết kế, giảm thiểu các biện pháp gián tiếp, và tích hợp trực tiếp các yêu cầu vào giai đoạn thiết kế. Việc tối ưu hóa này có thể đặc biệt quý giá trong các thiết kế đa lớp phức tạp.
• Hiệu quả Chi phí Bằng cách giới hạn số lượng sửa đổi và chỉnh sửa, chi phí sản xuất có thể được cắt giảm đáng kể. Ví dụ, thiết kế các thành phần qua lỗ cho hàn reflow có thể tiết kiệm chi phí hàn thủ công.
• Tối ưu hóa Không gian Hình dạng và kích thước pad tùy chỉnh hỗ trợ việc sử dụng hiệu quả hơn diện tích bề mặt PCB có sẵn. Điều này có lợi cho các thiết kế mật độ cao và các thành phần với khoảng cách nhỏ, đặc biệt là Ball Grid Arrays (BGAs) sử dụng cấu hình via-in-pad.

Tóm tắt các tính năng mới nhất trong Custom Pad Stack

Như nhiều tính năng trong Altium, Custom Pad Stack là một phần của quá trình phát triển và cải tiến liên tục. Theo thời gian, các tính năng cá nhân đã được thêm vào Altium Designer một cách dần dần. Bây giờ chúng được kết hợp thành một công cụ hoàn chỉnh, Custom Pad Stack. 

PCB Layout

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

Explore Solutions

Dưới đây là danh sách các tính năng mới nhất của chúng, có sẵn từ Altium designer 23.8. Chúng ta sẽ xem xét chúng cho phép chúng ta làm gì.

• Bảng Tối ưu Hóa Pad Stack: Tất cả các lớp và tùy chọn giờ đây được tổ chức vào một bảng gọn gàng duy nhất, cho phép chỉnh sửa cá nhân cho từng lớp hoặc tùy chọn

• Hình dạng Tùy chỉnh Mở rộng: Các hình dạng tùy chỉnh có thể được áp dụng không chỉ trên lớp đồng mà còn mở rộng ra lớp mặt nạ hàn và lớp mặt nạ hồ quang. Mỗi lớp có thể được tùy chỉnh một cách độc lập.

• Hình dạng Định sẵn Nâng cao: Các nhà thiết kế có tùy chọn để đặt các hằng số định sẵn trên mỗi lớp một cách độc lập.

• Hỗ trợ Điều chỉnh Độ lệch trên Mọi Lớp: Việc giới thiệu điều chỉnh độ lệch cho các hình dạng định sẵn trên tất cả các lớp mang lại một tầng tùy chỉnh khác.

High-Speed PCB Design

Simple solutions to high-speed design challenges.

Learn More

• Cửa sổ Hình dạng Tích hợp cho Hồ quang: Khả năng kết hợp nhiều hình dạng vào một pad stack duy nhất cho phép tạo ra hình dạng cửa sổ cho hồ quang.

• Hỗ trợ Công nghệ Pin-in-Paste (PIP): Tính năng mở rộng hỗ trợ cho lớp hồ quang trên các pad đa lớp/thông lỗ.

• Tự Điều chỉnh Kết nối Giảm nhiệt: Phần mềm giờ đây có thể tự điều chỉnh số lượng kết nối giảm nhiệt phù hợp với thiết kế của pad.

• Chỉnh sửa Thủ công Giảm Nhiệt: Với khả năng kiểm soát nâng cao, các nhà thiết kế có thể thêm, chỉnh sửa hoặc xóa các điểm kết nối giảm nhiệt trên các pad một cách thủ công.

Trường hợp Sử dụng Pad Tùy chỉnh

Pad tùy chỉnh có khả năng cải thiện đáng kể quy trình thiết kế và sản xuất PCB. Chúng cung cấp một giải pháp linh hoạt cho các dấu chân linh kiện độc đáo, yêu cầu thiết kế và ràng buộc sản xuất. Hơn nữa, việc kiểm soát tăng cường các tham số thiết kế có thể cho phép sản xuất PCB hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí và mạnh mẽ hơn. 

Pad tùy chỉnh có khả năng cải thiện đáng kể quy trình thiết kế và sản xuất PCB. Chúng cung cấp một giải pháp linh hoạt cho các dấu chân linh kiện độc đáo, yêu cầu thiết kế và ràng buộc sản xuất. Hơn nữa, việc kiểm soát tăng cường các tham số thiết kế có thể cho phép sản xuất PCB hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí và mạnh mẽ hơn. 

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Ví dụ 1:

Sử dụng QFN-24-4x4mm cho ví dụ này, chúng tôi sẽ minh họa cách chỉnh sửa thư viện IPC chuẩn để đạt được các tham số được khuyến nghị của cả nhà sản xuất và quy trình sản xuất. Điều này sẽ giúp giảm thiểu các vấn đề như không chính xác khi hàn, hình thành bóng hàn, sự không đồng nhất của linh kiện, và phân phối nhiệt không đúng cách

Tham số đầu vào:

1. Các pad chân pin nên được làm tròn ở một bên, với phía tròn gần với pad nhiệt.
2. Loại bỏ các mảnh hàn nhỏ hơn 0.1mm.
3. Miếng đệm nhiệt hình vuông được vát góc trên bên trái 0.25mm.
4. Lượng kem đệm nhiệt giảm xuống để phủ 60% bề mặt của miếng đệm và chia thành bốn phần, cách nhau 0.2mm.

I. Chỉnh sửa hình dạng của miếng đệm chân thành hình bán nguyệt một bên:

1. Trong bản vẽ chân IPC đã tạo trước, chọn miếng đệm mà bạn muốn chỉnh sửa lớp kem hàn và sau đó, trong bảng Thuộc tính, cuộn xuống đến khu vực Cấu trúc Miếng Đệm.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

2. Trong khu vực Cấu trúc Miếng Đệm, trong hàng Lớp Trên, chọn Hình Chữ Nhật Bo Góc từ menu thả xuống dưới cột Hình dạng.

3. Bây giờ, trong ô Bán Kính Góc, nhập vào giá trị mong muốn cho việc bo tròn—nơi 100% đại diện cho bán kính bằng với cạnh ngắn hơn của miếng đệm khi chọn một góc duy nhất hoặc hai góc đối diện, và một nửa cạnh ngắn hơn khi chọn hai góc kề nhau.

Bây giờ, trong ô Bán kính Góc, nhập vào giá trị mong muốn cho việc làm tròn—nơi 100% đại diện cho bán kính bằng với cạnh ngắn hơn của pad khi chọn một góc duy nhất hoặc hai góc đối diện, và một nửa cạnh pad ngắn hơn khi chọn hai góc kề nhau.

II. Loại bỏ các mảnh hàn nhỏ hơn 0.1mm:

LƯU Ý: Trong trường hợp này, với khoảng cách 0.15mm giữa các pad chân, cần phải hoàn toàn lấp đầy khoảng trống giữa mặt nạ hàn của các pad chân 

1. Chọn tất cả các pad chân và—trong khu vực Pad Stack —trong hàng Top Solder Mask , chọn Custom Shape từ menu thả xuống dưới cột Shape .

2. Sau đó, chuyển sang lớp Solder Mask và thêm một hình vuông hoặc khu vực để loại bỏ khoảng trống giữa các pad gần nhau nhất trong số chúng.

Lệnh: Click Phải > Đặt > Điền.

3. Điều chỉnh kích thước của hình điền hoặc khu vực theo kích thước mong muốn.

4. Tiếp theo, chọn phần tử đã thêm cùng với pad và hợp nhất cả hai với nhau.

Lệnh: Nút Chuột Phải > Hành Động Bộ Phận > Thêm Mặt Nạ Tùy Chọn Đã Chọn vào Pad

5. Lặp lại điều tương tự cho tất cả các pad chân khác ngoại trừ những cái ngoài cùng ở mỗi hàng.

Lưu ý rằng bây giờ, mặt nạ hàn đã chỉnh sửa không phải là một vùng/khu vực riêng biệt chồng lên lớp đồng mà là một phần tích hợp của cấu trúc pad.

III. Pad nhiệt hình vuông có góc trên bên trái được vát 0.25mm:

1. Chọn pad nhiệt và trong khu vực Xếp Chồng Pad, sau đó, trong hàng Lớp Trên , chọn Hình Chữ Nhật Có Góc Vát từ menu thả xuống dưới cột Hình Dạng .

2. Mở rộng ▶ danh mục Lớp Trên , và trong ô Bán Kính Góc khi bạn nhập vào các giá trị mong muốn cho việc vát góc—nơi 100% đại diện cho một góc vát bằng với cạnh pad ngắn hơn khi chọn một góc duy nhất hoặc hai góc đối diện, và một nửa cạnh pad ngắn hơn khi chọn hai góc kề nhau.

Sau đó, sau khi kiểm tra tùy chọn Chọn Góc , chúng ta có thể bỏ chọn những góc mà chúng ta không muốn áp dụng việc làm tròn. Trong trường hợp này, chúng ta chỉ giữ lại một góc được chọn và nhập giá trị 10% để đạt được một góc cạnh 0.25mm.

IV. Lớp kem dẫn nhiệt trên pad nhiệt được giảm xuống để phủ 60% bề mặt của pad và được chia thành bốn phần, cách nhau 0.2mm:

1. Chọn pad nhiệt và trong khu vực Pad Stack, ở hàng Top Paste trong ô Phần Trăm % , thiết lập giá trị -40% để biết kích thước của lớp kem bằng 60% diện tích phủ.

2. Bây giờ, biết được giá trị lề là -0.317mm, bạn có thể tạo bốn pad có kích thước bằng 1/4 pad lớn và cách chúng ra một khoảng đáng kể, trong trường hợp này sẽ là 0.2mm.

3. Bây giờ, chọn các pad kem và pad nhiệt, và ghép chúng lại với nhau. Lệnh: Nút Chuột Phải > Hành Động Bộ Phận > Thêm Mặt Nạ Tùy Chỉnh Đã Chọn vào Pad

Lưu ý rằng bây giờ, lớp keo sửa đổi không còn là một lớp điền/ vùng chồng lên lớp đồng mà là một phần tích hợp của cấu trúc pad.

Ví dụ 2:

Nhiệt độ có thể là một vấn đề lớn khi bạn thiết kế bảng mạch. Giờ đây, Altium cho phép bạn tùy chỉnh cài đặt giảm nhiệt để kiểm soát tốt hơn cách bảng mạch của bạn xử lý nhiệt. Hãy xem cách thực hiện điều này.

1. Sau khi chọn pad, chúng ta tiến hành đến cửa sổ Pad Stack. Sau đó, trên lớp tín hiệu mà chúng ta muốn thực hiện thay đổi, chúng ta kiểm tra hộp chọn Thermal Relief

2. Bây giờ, sau khi nhấp vào cài đặt Relief, chúng ta có thể mở cửa sổ Chỉnh sửa Kiểu Kết nối Đa giác.

3. Ngoài các tùy chọn đã biết như 2, 4 Conductors, một chế độ Auto mới đã được thêm vào, nơi một dẫn điện sẽ được đặt ở mỗi bên của pad/ via, tính đến khoảng cách tối thiểu được thiết lập giữa các dẫn điện.

4. Một tính năng mới nữa là khả năng chỉnh sửa thủ công các kết nối giảm nhiệt; bạn có thể thêm mới, chỉnh sửa hoặc xóa các kết nối đã chọn. Để làm điều này, bạn cần nhấp chuột phải vào pad và chọn tùy chọn Hành động Pad, sau đó chọn hành động bạn muốn thực hiện. Sau khi chọn tùy chọn phù hợp, bạn có thể dễ dàng thay đổi các kết nối.

Kết luận

Chồng Pad Tùy chỉnh trong Altium Designer cung cấp một mức độ kiểm soát cao hơn trong thiết kế PCB, cho phép một cách tiếp cận được cá nhân hóa đối với các dấu chân linh kiện độc đáo và giảm thiểu hiệu quả nhu cầu về các giải pháp tạm thời.

Khả năng định nghĩa độc lập hình dạng mặt nạ hàn và mặt nạ lớp hàn tăng cường sản xuất PCB bằng cách giảm thiểu lỗi và đảm bảo sự căn chỉnh linh kiện đúng cách. Điều này dẫn đến quy trình sản xuất đáng tin cậy hơn và cải thiện hiệu suất thiết bị, nhờ vào quá trình hàn tối ưu và chức năng cũng như độ bền của sản phẩm cuối cùng được tăng cường.

Các chức năng mới được giới thiệu cho các kết nối giảm nhiệt mang lại cho các nhà thiết kế sự linh hoạt và kiểm soát lớn hơn. Cho dù là thêm mới, chỉnh sửa hoặc xóa các kết nối cụ thể, những tùy chọn tùy chỉnh này giúp dễ dàng đáp ứng các yêu cầu độc đáo của bất kỳ dự án thiết kế PCB nào. Tổng thể, đây là một bước tiến quan trọng hướng tới quy trình thiết kế tùy chỉnh và hiệu quả hơn.

Với Tùy chỉnh Xếp chồng Pads, các nhà thiết kế có nhiều tự do sáng tạo hơn, cho phép họ không chỉ đáp ứng mà còn vượt qua các yêu cầu về bảng dữ liệu/quy trình. Họ có thể thiết kế với độ chính xác cao hơn hoặc các thiết kế dày đặc hơn, từ đó nâng cao hiệu suất PCB vượt ra ngoài các tiêu chuẩn truyền thống, thúc đẩy sự đổi mới trong thiết kế điện tử.

Altium Designer tiếp tục phát triển, với việc phát triển xếp chồng pads tùy chỉnh nhấn mạnh cam kết của mình trong việc trao quyền cho người dùng với các công cụ chính xác, tiên tiến cho thiết kế điện tử. Điều này củng cố vị thế của nó như một lựa chọn phần mềm hàng đầu cho các chuyên gia trong ngành công nghiệp điện tử.