Thực hiện Hình dạng Pad Phức tạp

Các pad linh kiện không phải lúc nào cũng chỉ có hình dạng tròn hoặc chữ nhật đơn giản. Các linh kiện tương tự, công suất cao, hoặc RF thường yêu cầu các pad có hình dạng phức tạp hoặc không đều. Bài viết này trình bày một giải pháp dễ dàng và hiệu quả khi người dùng phải nhanh chóng thực hiện các hình dạng pad phức tạp mà vẫn phải đáp ứng yêu cầu bố trí của nhà sản xuất mà không gây ra vi phạm DRC hoặc lỗi sản xuất.

GIỚI THIỆU

Hầu hết các loại gói linh kiện đều có hình dạng pad chữ nhật hoặc tròn đồng nhất và đơn giản. Việc tạo footprint cho những gói linh kiện như vậy, bằng cách thủ công hoặc sử dụng trình tạo footprint IPC tự động, là một quá trình đơn giản. Tuy nhiên, đôi khi các gói linh kiện yêu cầu các hình dạng pad phức tạp đòi hỏi nhiều công sức thủ công cũng như thời gian bổ sung để làm cho nó đúng.

Ví dụ, các thành phần chiếu sáng LED có thể yêu cầu các tấm tản nhiệt hình dạng đặc biệt bao gồm nhiều đường cong ngược. Những đường cong như vậy là không thể thực hiện được bằng cách kết hợp nhiều tấm tròn/chữ nhật tiêu chuẩn hoặc bằng cách đặt thủ công các vùng đầy hoặc vùng rắn. Tuy nhiên, có một phương pháp thường bị bỏ qua là nếu viền hình dạng cần thiết có thể được đặt (hoặc nhập khẩu) dưới dạng một loạt các đường và cung tạo thành một viền kín, sau đó chính viền đó có thể dễ dàng được chuyển đổi trong PCB Library Editor thành một vùng rắn có hình dạng chính xác định nghĩa cho tấm. Hơn nữa, mặt nạ hàn và mặt nạ pasta có thể được tự động kiểm soát bởi các quy tắc DRC thông qua cài đặt thuộc tính của đối tượng vùng.

Để hiểu rõ hơn về phương pháp này, quá trình toàn bộ có thể được khám phá bằng cách tạo một footprint cho cuộn cảm công suất SMD có lớp chắn Bourns SRR5028 series như được mô tả dưới đây. Để bắt đầu, một bảng dữ liệu cho ví dụ này có thể được lấy từ trang web của nhà sản xuất tại http://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/SRR5028.pdfcho số phần SRR5028-101Y. Mỗi thiết bị tấm của thiết bị hai chân này bao gồm một đường cong ngược với bán kính 2.2 mm.

ĐỊNH NGHĨA VIỀN HÌNH DẠNG TẤM

Trong phần bố cục được khuyến nghị của bảng dữ liệu dòng SRR5028, các kích thước chính của lỗ khoan linh kiện được minh họa tương đối với gốc của linh kiện. Trong PCB Library Editor, sáu đường và một cung được đặt trên một lớp cơ khí để ghi lại những kích thước quan trọng này của mỗi pad tương đối với gốc của linh kiện (xem Hình 1). Kích thước chính xác và vị trí của những đường và cung này sau đó được xác minh là chính xác theo kích thước của nhà sản xuất như được hiển thị trong bảng dữ liệu. Thiết lập lưới chụp ảnh ở 0.05 mm trong PCB Library Editor đảm bảo rằng kích thước của nhà sản xuất có thể được sao chép một cách chính xác.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Explore Solutions

Hình 1. Tạo đường viền cơ khí (bên phải) từ bảng dữ liệu của nhà sản xuất (bên trái).

Sau khi các kích thước quan trọng của pad linh kiện đã được đặt và xác minh, bất kỳ đường hoặc đoạn cung thừa nào cũng có thể được cắt, thay đổi kích thước hoặc loại bỏ hoàn toàn để kết quả cuối cùng chỉ là hai đường viền kín trên một lớp cơ khí, mỗi đường viền đại diện cho một hình dạng pad. Trong ví dụ này, các đường viền kín được tạo và xác minh một cách thủ công. Ngoài ra, bạn có thể nhập hình dạng đường viền pad phức tạp từ định dạng DXF/DWG nếu như dữ liệu đó tồn tại và thực tế hơn để sử dụng.

TẠO CÁC VÙNG ĐỒNG TỪ ĐƯỜNG VIỀN HÌNH DẠNG PAD

Với việc định vị và kích thước hình dạng đệm của từng linh kiện được xác định chính xác, chúng giờ đây đã sẵn sàng để chuyển đổi từ các đường và cung trên lớp cơ khí sang các vùng rắn trên lớp đồng trên cùng. Để thực hiện, chỉ cần chọn một hình dạng đường viền, sau đó làm cho Top Copper trở thành lớp hoạt động, và sử dụng lệnh PCB Library Editor Tools > Convert > Create Region from Selected Primitives để tạo vùng rắn thực tế theo hình dạng chính xác của hình dạng đệm được chọn ban đầu. Các cạnh ngoài của vùng rắn được xác định bởi điểm giữa của các đối tượng đường và cung của hình dạng kín. Do đó, kích thước của vùng rắn khớp với kích thước của hình dạng đệm ban đầu trong bản vẽ sơ đồ, như thấy trong Hình 2.

Hình 2. Chuyển đổi hình dạng đệm (bên trái) thành vùng đồng (bên phải).

THÊM CHỈ DẪN ĐỆM, MẶT NẠ HÀN, VÀ MẶT NẠ PASTE

Đường cong đảo ngược của mỗi đệm đã được xác định bằng cách chuyển đổi nhanh hình dạng đường viền của từng đệm. Lưu ý rằng không thể thực hiện các đường cong như vậy khi đặt thủ công một đối tượng vùng rắn từ menu Place. Tại thời điểm này, chỉ còn một vài bước nữa là hoàn thành bản in chân. Tuy nhiên, khía cạnh quan trọng nhất của việc thực hiện các hình dạng đệm không đều này đã được giải quyết.

Để mỗi vùng rắn hoạt động như một pad linh kiện thực sự, một đối tượng pad cần được đặt trực tiếp trong mỗi khu vực rắn. Trong ví dụ này, hai đối tượng pad hình chữ nhật có kích thước 1.0mm x 0.75mm được đánh dấu là 1 và 2 đã được đặt trên các khu vực trên cùng và dưới cùng rắn tương ứng (Hình 3). Những khu vực rắn này giờ đây sẽ có chức năng điện như một file pad linh kiện thông thường.

Hình 3. Dấu chân hoàn chỉnh bao gồm chỉ định pad, mặt nạ hàn, và mặt nạ pasta.

Cuối cùng, để đạt được khoảng cách mặt nạ hàn cũng như mặt nạ pasta, các thuộc tính của cả hai khu vực rắn cần được chỉnh sửa. Điều này có thể dễ dàng thực hiện bằng cách chọn cả hai khu vực rắn và sử dụng Bố Cục PCB LIB Inspector để thay đổi cả Chế Độ Mở Rộng Mặt Nạ Hàn và Chế Độ Mở Rộng Mặt Nạ Pasta từ Không sang Theo Quy Tắc. Giống như bất kỳ đối tượng pad nào khác, những khu vực rắn đã chỉnh sửa này giờ đây hoàn toàn hoạt động như các đối tượng pad từ góc độ điện, chế tạo và lắp ráp. Dấu chân kết quả cho linh kiện SRR5028-101Y giờ đây đã hoàn thành.

KẾT LUẬN

Thỉnh thoảng, một số linh kiện sẽ yêu cầu các pad có hình dạng phức tạp hoặc không đều theo khuyến nghị bố trí của nhà sản xuất. Luôn nhớ rằng có một giải pháp dễ dàng và hiệu quả để nhanh chóng thực hiện các hình dạng pad phức tạp. Bằng cách tạo hoặc nhập một đường viền chính xác của hình dạng pad phức tạp sử dụng các đường và cung, kết quả có thể được chuyển đổi thành một đối tượng vùng rắn. Kết hợp mỗi vùng rắn độc đáo với một đối tượng pad được chỉ định phù hợp sẽ cho phép mỗi vùng hoạt động điện tử như một pad thực sự. Sau đó, các thuộc tính mặt nạ hàn và mặt nạ pasta có thể dễ dàng được thiết lập trong mỗi vùng cho mục đích sản xuất và lắp ráp.