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Cadence
Allegro
元件封装制作流程
1.
引言
一个元件封装的制作过程如下图所示。简单来说，首先用户需要
制作自己的焊盘库
Pads
，包括普通焊盘形状
Shape
Symbol
和花焊盘
形状
Flash
Symbol
；然后根据元件的引脚
Pins
< br>选择合适的焊盘；接
着
选
择
合
适
的
位
置
放
置
焊
盘
，
再
放
< br>置
封
装
各
层
的
外
形
（
如
Assembly_Top
、
Silkscreen_Top
、
Place
_Bound_Top
等）
，添加各层
的标示符
Labels
，还可以设定元件的高度
Height
，从而最终完成一
个元件封装的制作。<
/p>
下面将分表贴分立元件，通孔分立元
件，表贴
IC
及通孔
IC
四个
方面来详细分述元件封装的制作流程。
2.
表贴分立元件
分立元件一般包括电阻、电容、电感、二极管、三极管等。
<
/p>
对于贴片分立元件，以
0805
封装为例
，其封装制作流程如下：
2.1.
焊盘设计
2.1.1.
尺寸计算
表贴分立元件，主要对于电阻电容，焊盘尺寸计算如下：
G
H
K
侧
视
K
底
视
P
L
W
X
封装底视
R
Y
其中，
K
为元件引脚宽度，
H
为元件引脚高度，
W
为引脚
长度，
P
为两引脚之间距离（边距离，非中心距离）
，
L
为元件长度。
X
为焊盘
长度，
Y
为
焊盘宽度，
R
为焊盘间边距离，
G
为封装总长度。则封装
的各尺寸可按下述规则：
1)
2)
3)
X=Wmax+2/3*Hmax+8 mil
Y=L
，当
L<50
mil
；
Y=L+ (6~10)
mil
，当
L>=50
mil
时
R=P-8=L-2*Wmax-8 mil
；或者
G=L+X
。这两条选一个即可。个人
觉得后者更
容易理解，相当于元件引脚外边沿处于焊盘中点，这
在元件尺寸较小时很适合
（尤其是当
Wmax
标得不准时，
第一个原
则对封装影响很大）
，但若元件尺寸较大（比
如说钽电容的封装）
则会使得焊盘间距过大，不利于机器焊接，这时候就可以选用第
一条原则。本文介绍中统一使用第二个。
注：实际选择尺寸时多选用整数值，如果手工焊接，尺寸多或少
几个
mil
影响均不大，可视具体情况自由选择；若是机器焊接，最好
< br>联系工厂得到其推荐的尺寸。
例如需要紧凑的封装则可以选择小一点
尺寸；反之亦然。
另外，还有以下三种方法可以得
到
PCB
的封装尺寸：
通过
LP
Wizard
等软件来获得符合
IPC
标准的焊盘数据。
直接使用
IPC-
SM-782A
协议上的封装数据（据初步了解，协议上
的尺寸
一般偏大）
。
如果是机器焊接，可以直接联系厂商给出推荐的封装尺寸。
焊盘制作
2.1.2.
Cadence
制作焊盘的工具为
Pad_designer
。
打开后选上
Single
layer mode
，填写以下三个层：
1)
2)
顶层（
BEGIN LAYER
）
：选矩形，长宽为
X*Y
；
阻焊层（
SOLDERMASK_TOP
）
：是为了把焊盘露出来用的，
也就是通
常说的绿油层
实际上就是在绿油层上挖孔，把焊盘等不需要绿
油盖住的地方露出来。其大小为
Solder Mask=Regular
Pad+4~20
mil
（随着焊盘尺寸增大，该值可酌情增
大）
，包括
X
和
Y
。
3)
助焊层（
PASTEMASK_TOP
）
：业内俗称“钢网”或“钢板”。这一
层并不存在于印制板上
，而是单独的一张钢网，上面有
SMD
焊盘
的位置上镂空。这张钢网是在
SMD
自动装配焊接工艺中，
用来在
SMD
焊盘上涂锡浆膏用的。
其
大小一般与
SMD
焊盘一样，尺寸略
小
。
其他层可以不考虑。
以
0805
封装为例，其封装尺寸计算如下表：<
/p>
mm
2
mil
78.
50
49.
27.
确定
mil
值
长
宽
高
(max)
W(max)
X
Y
G
52.
50
50
60
130
可见焊盘大小为
50*60
mil
。该焊盘的设置界面如下：
保存后将得到一个
.pad
的文件，这
里命名为。
2.2.
封装设计
2.2.1.
各层的尺寸约束
一个元件封装可包括以下几个层：
1)
元件实体范围（
Place_bound
）
含义：表明在元件在电路板上所占位置的大小，防止其他元件的
侵入，若其他元件进入该
区域则自动提示
DRC
报错。
形状：分立元件的
Place_bound
一
般选用矩形。
尺寸：元件体以及焊盘的外边缘
+10~20mil
，线宽不用设置。
2)
丝印层（
Silkscreen
）
含义：用
于注释的一层，这是为了方便电路的安装和维修等，在
印刷板的上下两表面印刷上所需要
的标志图案和文字代号等，
例如元
件标号和标称值、元件外廓形
状和厂家标志、生产日期等等。
形状：
分立元件的
Silkscreen
一般选用中间有缺口的矩形
。
若是
二极管或者有极性电容，
还可加
入一些特殊标记，
如在中心绘制二极
管符号等。
尺寸：比
Place_bound
< br>略小（
0~10 mil
）
，线
宽可设置成
5mil
。
3)
装配层（
Assembly
）
含义：用于将
各种电子元件组装焊接在电路板上的一层，机械焊
接时才会使用到，例如用贴片机贴片时
就需要装配层来进行定位。
形状：一般选择矩形。不规则的元
件可以选择不规则的形状。需
要注意的是，
Assembly<
/p>
指的是元件体的区域，而不是封装区域。
尺寸：一般比元件体略大即可（
0~10mil
）
，线宽不用设置。
2.2.2.
封装制作
Cadence
封装制作的工具为
PCB_Editor
。可分为
以下步骤：
1)
< br>打开
PCB_Editor
，选择
File->new
，进入
New
Drawing
，选择
Package symbol
并设置好存放路径以及封装名称（这里命名为
LR0805
）
，如下图所示：
2)
选择
Setup->Design
P
arameter
中可进行设置，如单位、范围等，
如下图所示
：
3)
选择
Setup->Grids
里可以
设置栅格，如下图所示：
4)
放置焊盘
，如果焊盘所在路径不是程序默认路径，则可以在
Setup->User Pref
erences
中进行设计，如下图左所示，然后选
择
Layout->Pins
，并在
option
s
中选择好配置参数，如下图中所
示，在绘图区域放置焊盘。放
置时可以使用命令来精确控制焊盘
的位置，
如
< br>x
-40
0
表示将焊盘中心
位于图纸中的
(-40,0)
位置处。
放置的两个焊盘如下图右所示。
5)
放置元件实体区域（
Place_Bound
）
，选择
Shape->Rectangular
，
optio
ns
中如下图左设置，放置矩形时直接定义两个顶点即可，
左上
角顶点为
x -75
40
，右下角顶点为
x 75
-40
。绘制完后如下
图右所示。
6)
放置
丝印层
（
Silkscreen
）
，
选择
Add->Lines
，
options
中如下图
左所示。绘制完后如下图右所示。
7)
放置装配层
（
Assembly
）
，
选择
Add->Lines
，
< br>options
中如下图左
所示。放置完后如下图右所示
，装配层的矩形则表示实际元件所
处位置。
8)
<
/p>
放置元件标示符（
Labels
）
，选择
Layout->Labels->RefDef
，标
示符包括装配层和丝印层两个部分，
optio
ns
里的设置分别如下
图左和中所示，
由于为电阻，
均设为
R*
，
绘制完后如下图右所示。
9)
放置器件类型
< br>（
Device
，
非必要）
，
选择
Layout->Labels->
Device
，
options
中的设
置如下图左所示。这里设置器件类型为
Reg*
，如
下图右所示。
10)
设
置
封
装
高
度
（
Package
Height
，
非
必
要
）
，
选
择
< br>Setup->Areas->Package Height
，选中封装，在<
/p>
options
中设置
高度的最小和最大
值，如下图所示。
11)
至此一个电阻的
0805
封装制作完成，
保存退出后在相应文件夹下
会找到和两个文件
（其中，
dra
文件是用户可操作的，
psm
文件是
PCB
设计时调用的）
。
3.
直插分立元件
通孔分立元件主要包括
插针的电阻、电容、电感等。本文档将以
1/4W
的
M
型直插电阻为例来进行说明。
3.1.
通孔焊盘设计
3.1.1.
尺寸计算
设元件直插引脚直径为：<
/p>
PHYSICAL_PIN_SIZE
，
则对应的通孔焊盘
的各尺寸如下：
1)
钻孔直径
DRILL_SIZE
=PHYSICAL_PIN_SIZE+12
PHYSICAL_PIN_SIZE<=40
mil
，
=PHYSICAL_PIN_SIZE+16
mil
，
DRILL_SIZE DRILL_SIZE <
br>OD-ID
40
=PHYSICAL_PIN_SIZE+20
PHYSICAL_PIN_SIZE>80
2)
mil
，
规则焊盘
Regular Pad
=DRILL_SIZE+16
mil
，
DRILL_SIZE<50
mil
=DRILL_SIZE+30
mil
，
DRILL_SIZE>=50
mil
=DRILL_SIZE+40 mil
，
为矩形或椭
圆形
3)
4)
阻焊盘
Anti-pad
=Regular Pad+20 mil
热风焊盘
内径
ID
=DRILL_SIZE+20 mil
外径
OD
=Anti-
pad=Regular Pad+20 mil
=DRILL_SIZE+36
mil
，
DRILL_SIZE<50
mil
=DRILL_SIZE+50
mil
，
DRILL_SIZE>=50
mil
=DRILL_SIZE+60 mil
，
为矩形或椭
圆形
开口宽度
=
（
）
/2+10
mil
3.1.2.
焊盘制作
以
1/4W
的
M
型直插电阻为例，其引脚
直径
20 mil
，根据上述原
则，<
/p>
钻孔直径应该为
32
mil
，
Regular
Pad
的直径为
48
mil
，
Anti-
pad
的直径为
68
mil
，热风焊盘的内径为
52
mil
，外径为
68
mil
，开口
宽度为
18 mil
。焊盘制作过程分两大步骤：制作热风焊盘和制作通
孔焊盘。
首先制作热风焊盘。使用
PCB
Designer
工具，步骤如下：
1)
选择
F
ile->New
，在
New
Drawing
对话框中选择
Flash symbol
，
命名一般以其外径和内径命名，
这里设为<
/p>
TR_68_52
，
如下图所示。
2)
选择
Add->Flash
，按照上述尺寸进行
填写，如下图左所示。完成
后，如下图右所示。
热风焊盘制作完成后，可以进行通孔焊盘的制作。使用的工具
为
Pad_Designer
。步骤如下：
1)
File->New
，新建
Pad
，命名为，其中，
48
表示外径，
cir
表
示圆
形，
32
表示内径，
d
表示镀锡，
用在需要电气连接的焊盘或过孔，
若是
u
则表示不镀锡，一般用于固定孔。<
/p>
2)
在
Parameters
选项中设置如下图所示。
图中孔标识处本文选用了
cross
，即一个“
+
”字，也可选用其他图形，如六边形等。