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目录
4.1 什么叫作PCB封装?它的分类一般有哪些?
4.2 在OrCAD原理图中怎么指定元器件的封装?
4.3 Cadence Allegro软件中封装的组成部分有哪些?
4.4 Cadence Allegro软件中PCB封装后缀的含义是什么?
4.5 Cadence Allegro软件制作PCB封装的一般流程是什么?
1)贴片类型封装制作步骤:
2)插件类型封装制作步骤:
4.1 什么叫作PCB封装?它的分类一般有哪些?
答:PCB封装就是把实际的电子元器件、芯片等的各种参数(如元器件的大小、长宽、直插、贴片、焊盘的大小、管脚的长宽、管脚的间距等)用图形方式表现出来,以便在绘制PCB版图时调用。
(1)PCB封装按照安装方式可以分为贴装器件、插装器件、混装器件(贴装和插装同时存在)、特殊器件等。特殊器件一般指沉板器件。
(2)PCB封装按照功能以及器件外形划分可以分为以下种类:
SMD:Surface Mount Devices,表面贴装器件。
RA:Resistor Arrays,排阻。
MELF:Metal Electrode Face Components,金属电极无引线端面元件。
SOT:Small Outline Transistor,小外形晶体管。
SOD:Small Outline Diode,小外形二极管。
SOIC:Small Outline Integrated Circuits,小外形集成电路。
SSOIC:Shrink Small Outline Integrated Circuits,缩小外形集成电路。
SOP:Small Outline Package Integrated Circuits,小外形封装集成电路。
SSOP:Shrink Small Outline Package Integrated Circuits,缩小外形封装集成电路。
TSOP:Thin Small Outline Package,薄小外形封装。
TSSOP:Thin Shrink Small Outline Package,薄缩小外形封装。
SOJ:Small Outline Integrated Circuits with J Leads,J形管脚小外形集成电路。
CFP:Ceramic Flat Packs,陶瓷扁平封装。
PQFP:Plastic Quad Flat Pack,塑料方形扁平封装。
SQFP:Shrink Quad Flat Pack,缩小方形扁平封装。
CQFP:Ceramic Quad Flat Pack,陶瓷方形扁平封装。
PLCC:Plastic Leaded Chip Carriers,塑料封装有引线芯片载体。
LCC:Leadless Ceramic Chip Carriers,无引线陶瓷芯片载体。
QFN:Quad Flat Non-leaded Package,四侧无管脚扁平封装。
DIP:Dual-In-Line Components,双列管脚元件。
PBGA:Plastic Ball Grid Array,塑封球栅阵列器件。
RF:射频微波类器件。
AX:Non-polarized Axial-Leaded Discrete,无极性轴向管脚分立元件。
CPAX:Polarized Capacitor Axial,带极性轴向管脚电容。
CPC:Polarized Capacitor Cylindricals,带极性圆柱形电容。
CYL:Non-polarized Cylindricals,无极性圆柱形元件。
DIODE:二极管。LED:发光二极管。
LED:发光二极管。
DISC:Non-polarized Offset-leaded Discs,无极性偏置管脚分立元件。
RAD:Non-polarized Radial-Leaded Discrete,无极性径向管脚分立元件。
TO:Transistors Outlines,晶体管外形。
VRES:Variable Resistors,可调电位器。
PGA:Plastic Grid Array,塑封阵列器件。
RELAY:Relay,继电器。
SIP:Single-In-Line Components,单排管脚元件。
TRAN:Transformer,变压器。PWR:Power Module,电源模块。
CO:Crystal Oscillator,晶体振荡器。
OPT:Optical Module,光器件。
SW:Switch,开关类器件(特指非标准封装)。
IND:Inductance,电感类(特指非标准封装)。
4.2 在OrCAD原理图中怎么指定元器件的封装?
答:第一步,在OrCAD原理图中双击该元器件,会弹出元器件的属性框,如图4-1所示。
第二步,在元器件的属性框中,找到“PCB Footprint”一栏,这一栏就可以修改元器件的封装名称,我们只需要在这一栏填上相应的封装名称即可。在“PCB Footprint”一栏所填写的封装名称必须与PCB建立的封装名称保持一致。
4.3 Cadence Allegro软件中封装的组成部分有哪些?
答:一般来说,针对Cadence Allegro软件,完整的封装是由许多不同元素组合而成的,不同的元器件所需的组成元素也不同。封装组成元素包含:沉板开孔尺寸、尺寸标注、倒角尺寸、焊盘、阻焊、孔径、花焊盘、反焊盘、管脚数量、管脚间距、管脚跨距、丝印线、装配线、禁止布线区、禁止布孔区、位号字符、装配字符、1管脚标识、安装标识、占地面积、元器件最大高度、极性标识、原点等。其中,焊盘(包括阻焊、孔径等内容)、丝印线、装配线、位号字符、1管脚标识、安装标识、占地面积、元器件最大高度、极性标识、原点等是必需的。
4.4 Cadence Allegro软件中PCB封装后缀的含义是什么?
答:Flash(热风焊盘)、Shape(特殊形状焊盘)、Anti Pad(隔离焊盘)以及Regular Pad(常规焊盘)组成了焊盘库文件;焊盘、丝印文字和图形以及边界区域组成了元器件的PCB封装库文件。不同组成元素所对应的文件扩展名也不同,如Flash对应的文件后缀是(fsm、dra),Shape对应的文件后缀是(ssm、dra),普通元器件封装的后缀为(psm、dra),物理机械器件封装的后缀为(bsm、dra),层叠页面布局文件封装的后缀为(osm、dra)。其中,dra文件只用来查看编辑封装,不能被调用,而*sm文件是实际调用使用的文件。Cadence Allegro文件类型如表4-1所示。
4.5 Cadence Allegro软件制作PCB封装的一般流程是什么?
答:Cadence Allegro软件制作PCB封装比其他EDA软件相对复杂一些,步骤也更多一些。通过Cadence Allegro软件制作的PCB封装分为两类,即贴片类型封装和插件类型封装。
1)贴片类型封装制作步骤:
第一步,制作贴片焊盘。打开焊盘设计组件,其组件信息如图4-2与图4-3所示
图4-2 钻孔信息参数示意图
图4-3 焊盘信息参数示意图
第二步,设置单位和精度,再设置普通焊盘、阻焊及钢网层尺寸,可按图4-4所示来进行制作,Soldermask单边尺寸一般比Regular Pad大4mil以上(推荐为5mil),而Pastemask与Regular Pad大小一致。
图4-4 焊盘参数设置示意图
第三步,建立焊盘前,先把文件夹路径设置好,在“Set Up”→“User Preferences Editor”里设置,如图4-5所示。
图4-5 焊盘路径调用设置示意图
第四步,打开程序,执行“File”→“New”命令,在弹出的对话框中进行如图4-6所示设置。
图4-6 新建PCB封装示意图
第五步,新建PCB封装后,先进行设计单位、精度及原点设置,如图4-7所示;然后进行设计格点的设置,如图4-8所示。
图4-7 设计单位、精度及原点设置示意图
图4-8 设计格点设置示意图
第六步,按照芯片手册中各焊盘的位置图把焊盘放到相应位置,如图4-9所示。
图4-9 将焊盘放到对应位置示意图
第七步,放完焊盘,接下来画装配线,注意选好层,如图4-10所示。
图4-10 绘制装配线示意图
第八步,画上丝印框和1管脚标识,丝印线宽4mil以上(一般用0.15mm或者0.2mm),如图4-11所示。
图4-11 绘制丝印线示意图
第九步,画好后,设置实体的范围和高度,先画Place_bound,设置好占地面积,如图4-12所示;再执行“Setup”→“Areas”→“Package Height”命令,在相应界面中添加最大高度,如图4-13所示。
图4-12 绘制占地面积示意图
图4-13 添加元器件高度信息示意图
第十步,添加元器件的装配和丝印位号字符。添加后,保存退出,如图4-14所示。
图4-14 添加丝印位号信息示意图
2)插件类型封装制作步骤:
第一步,制作Flash焊盘。打开程序,执行“File”→“New”命令,在弹出的对话框中,“Drawing Name”一栏填写Flash的名称,“Drawing Type”中选择“Flash Symbol”,如图4-15所示。
图4-15 新建Flash焊盘示意图
第二步,新建Flash焊盘后,先设置好原点位置和单位,然后在封装设计界面执行“Add”→“Flash”命令,进行相关参数的设置,如图4-16所示。
图4-16 设置Flash相关参数示意图
第三步,设置后单击“OK”按钮。一般可以设置外径比内径大20mil左右,开口宽为孔径的1/4左右但大于8mil,如图4-17所示。
图4-17 Flash绘制完成示意图
Flash的尺寸大小可按以下公式计算。
(1)a=钻孔孔径+0.4mm(2)b=钻孔孔径+0.8mm(3)c=0.4mm(4)d=45
第四步,打开Pad Designer,设置好单位和精度,再按照如图4-18与图4-19所示进行设置,通孔焊盘只需设置孔径大小、孔符、Flash(负片工艺)、Anti Pad(负片工艺)、Regular Pad、Soldermask等。
图4-18 钻孔参数设置示意图
第五步,焊盘建好后,设置好库的路径就可以建封装了。建封装的步骤与贴片封装的过程一样,可参考贴片封装制作过程,如图4-20所示。需要注意的是,如果封装中有非金属化孔(Non Plated),那么就要为非金属化孔添加禁布区,禁布区大小单边(半径)比孔大0.3mm以上。
图4-20 插件封装制作完毕示意图
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