這(zhè)些PCB布局技巧(qiǎo)可輕鬆創建元(yuán)件焊(hàn)盤幾何
重要要點(diǎn)
·了(liǎo)解(jiě)設(shè)計(jì)人(rén)員(yuán)可能遇(yù)到的元器(qì)件(jiàn)用地(dì)幾何形(xíng)狀的(dí)問題
·確(què)定如何(hé)正(zhèng)確構建(jiàn)元器件封裝
·了解當(dāng)您使用自己(jǐ)的(dí)足跡庫時有哪(nǎ)些好(hǎo)處
我有一個叔(shū)叔，很多(duō)年(nián)前他同意(yì)幫我給我那輛(liàng)破舊的(dí)汽車塗漆。不過，令(líng)我(wǒ)年輕(qīng)的煩(fán)惱的是，我們(mén)花了數小時準備汽車。然(rán)後，當最(zuì)有趣(qù)的部(bù)分(fēn)到了，他進行了(liǎo)所(suǒ)有的油(yóu)漆(qī)噴塗。當時我沒有意(yì)識(shí)到(dào)的(dí)是(shì)，他(tā)知道他正在用噴槍做什(shí)麼，而我(wǒ)卻(què)不知道。通過經驗，他了(liǎo)解(jiě)到(dào)目(mù)標(biāo)並非(fēi)隻是(shì)將油漆(qī)潑灑在汽車(chē)上(shàng)，而是(shì)要擁(yōng)有(yǒu)一輛油漆良(liáng)好的汽車。
有(yǒu)時人們以(yǐ)相(xiāng)同的方(fāng)式(shì)感(gǎn)知(zhī)印刷(shuā)電路板的(dí)布局。他們(mén)希望打開PCB數(shù)據庫，並(bìng)開始放(fàng)置元(yuán)器(qì)件和布(bù)綫網(wǎng)。但(dàn)是(shì)問題(tí)是(shì)，如(rú)果(guǒ)在創(chuàng)建元(yuán)件(jiàn)焊(hàn)盤幾何圖(tú)形時沒(méi)有花(huā)費(fèi)大量時間(jiān)，那麼(mó)電路板布局(jú)可能(néng)會出現一些嚴重的錯(cuò)誤。讓我(wǒ)們(mén)看一下其(qí)中(zhōng)可能存在的問題，以(yǐ)及如何(hé)創建(jiàn)對(duì)PCB設計(jì)無(wú)誤差(chà)的良好(hǎo)元(yuán)器(qì)件尺寸(cùn)。
創(chuàng)建(jiàn)零(líng)部件(jiàn)用(yòng)地幾(jī)何(hé)時應避免(miǎn)的問題(tí)
有時(shí)，創建零部(bù)件用地(dì)的幾何形狀(zhuàng)或(huò)覆(fù)蓋區(qū)是一(yī)項(xiàng)沒(méi)有得(dé)到應有(yǒu)重視的任務。通常(cháng)會匆(cōng)忙(máng)創(chuàng)建足跡，將(jiāng)足(zú)跡分配(pèi)給不熟(shú)悉需(xū)求(qiú)的(dí)人，或者(zhě)從未經(jīng)驗證(zhèng)或過時的(dí)來(lái)源(yuán)中提(tí)取足跡(jì)。元(yuán)器件(jiàn)占位麵積的產(chǎn)生(shēng)應被(bèi)視為良(liáng)好(hǎo)PCB布(bù)局的(dí)基(jī)礎(chǔ)，並且(qiě)要(yào)按照(zhào)嚴格的規(guī)格進行構建。總體目標應(yīng)該是用良好的(dí)零件填充PCB庫(kù)，而不(bù)必擔心以後(hòu)會更正錯誤(wù)。如(rú)果在(zài)創建(jiàn)零(líng)部件用地的幾(jī)何(hé)圖形(xíng)期間(jiān)未采取(qǔ)適當的措(cuò)施(shī)，則可能會發(fā)生以下一(yī)些(xiē)問題：
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大量的斜率：過去，很多(duō)零(líng)件都是(shì)以“一種尺寸適(shì)合所(suǒ)有人(rén)”的(dí)心(xīn)態(tài)建造的。例(lì)如，許(xǔ)多(duō)不(bù)同尺寸(cùn)的通孔電(diàn)容器使用(yòng)了相同的(dí)元件輪廓(kuò)形(xíng)狀，其中(zhōng)一(yī)些比(bǐ)實際(jì)元件大(dà)得多。這(zhè)種傾斜會(huì)導致PCB設計浪(làng)費(fèi)大(dà)量空間。
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太(tài)小：另一方(fāng)麵(miàn)，輪(lún)廓綫(xiàn)太(tài)小(xiǎo)的元器件(jiàn)最(zuì)終(zhōng)會給PCB組(zǔ)裝帶來(lái)很(hěn)多問(wèn)題(tí)。零(líng)件(jiàn)將太(tài)緊，無(wú)法自(zì)動放置(zhì)和(hé)插(chā)入(rù)，並且(qiě)調試(shì)和維修困(kùn)難(nán)。
焊盤(pán)間距：創建(jiàn)具(jù)有(yǒu)正確(què)焊盤間距(jù)的零件(jiàn)對(duì)於(yú)元(yuán)器件(jiàn)占位(wèi)至關(guān)重(zhòng)要(yào)。不正確(què)的(dí)間距可能(néng)會(huì)導(dǎo)致通孔(kǒng)零件的元器件(jiàn)插(chā)入問題，以及表麵(miàn)貼裝(zhuāng)（SMT）零件(jiàn)的不(bù)良焊點。
焊(hàn)盤尺(chǐ)寸：如(rú)果焊(hàn)盤尺寸(cùn)太(tài)大(dà)，則SMT部件過(guò)大會(huì)導(dǎo)致(zhì)SMT零件(jiàn)從(cóng)焊盤(pán)上浮起(qǐ)；如(rú)果焊盤尺(chǐ)寸(cùn)太(tài)小，則錫焊效(xiào)果(guǒ)不(bù)好。如果(guǒ)墊片(piàn)太(tài)小(xiǎo)，通孔零件可(kě)能(néng)會發(fā)生(shēng)鑽孔(kǒng)破裂(liè)，而較(jiào)大的(dí)墊(diàn)片(piàn)會占(zhān)用空(kōng)間，可用於(yú)布綫或其(qí)他設計(jì)特(tè)征。
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有時，我們決定在(zài)原型(xíng)板上(shàng)使(shǐ)用未經(jīng)驗(yàn)證(zhèng)或不正確的封(fēng)裝。原因是(shì)速度(dù)勝(shèng)於質量，組裝(zhuāng)過(guò)程中(zhōng)任(rèn)何問(wèn)題(tí)都可以手(shǒu)動(dòng)糾正。盡管(guǎn)這種(zhǒng)思(sī)路有其(qí)優點，但確(què)實(shí)存在著足(zú)跡(jì)不正確(què)的電(diàn)路(lù)板(bǎn)最終必須重(zhòng)新設(shè)計以(yǐ)用於生產運(yùn)行的事(shì)實(shí)。出(chū)於這個原(yuán)因，最好(hǎo)在開始原型布局(jú)之前花一些(xiē)額外的(dí)時間來使(shǐ)焊盤的幾何形狀正確(què)。接下來，讓(ràng)我(wǒ)們(mén)看一些(xiē)構(gòu)建(jiàn)這(zhè)些(xiē)元(yuán)器(qì)件幾何(hé)的技術(shù)。
OrCAD的(dí)Padstack Editor之類的(dí)工(gōng)具可以極大地幫(bāng)助您創(chuàng)建(jiàn)零部件(jiàn)的(dí)焊盤(pán)幾何形狀
從頭開始建立(lì)足跡(jì)
與電路板(bǎn)的(dí)布局(jú)一樣，您應(yīng)該首先從基礎開始(shǐ)，並從庫創(chuàng)建開始，這(zhè)意味(wèi)著(zhuó)從(cóng)為元(yuán)器(qì)件(jiàn)封(fēng)裝提供良好的(dí)固態(tài)數據開始(shǐ)。通常，您可以在(zài)零件的(dí)製(zhì)造(zào)商數據(jù)表(biǎo)中(zhōng)找(zhǎo)到零(líng)件的幾(jī)何形狀信息以(yǐ)及零(líng)件(jiàn)的尺寸(cùn)和規格(gé)。另一(yī)個(gè)好的信息(xī)來源將是檢(jiǎn)查有關元器件(jiàn)占用空(kōng)間的行(háng)業(yè)標(biāo)準。在(zài)IPC-7351標準(zhǔn)是一個良好的開端，還有其(qí)他人(rén)。
接下來，您應(yīng)該(gāi)專(zhuān)注於建立覆蓋區的(dí)焊(hàn)盤形狀(zhuàng)。您將首先需要查閱(yuè)有關該器件所用引腳類型的(dí)數(shù)據(jù)表(biǎo)，然後(hòu)為該(gāi)引腳(jiǎo)構(gòu)建正(zhèng)確的(dí)焊(hàn)盤形狀。許(xǔ)多元(yuán)器件(jiàn)的封裝(zhuāng)也將(jiāng)具有(yǒu)多(duō)種(zhǒng)引腳類型，例(lì)如連接器(qì)的(dí)安裝孔(kǒng)，這將需要其(qí)他(tā)焊(hàn)盤(pán)形狀(zhuàng)。構(gòu)造(zào)通孔墊時(shí)，請確保(bǎo)為它們(mén)分配(pèi)正確(què)的屬(shǔ)性(xìng)以與多層板(bǎn)配合使用(yòng)。
創(chuàng)建(jiàn)車(chē)身輪(lún)廓(kuò)綫是構建覆(fù)蓋(gài)區的非(fēi)常重(zhòng)要(yào)的(dí)部分(fēn)，您將(jiāng)需(xū)要確(què)保(bǎo)以零件(jiàn)的(dí)最大材料(liào)寬(kuān)度(dù)創建輪廓(kuò)。這(zhè)樣，您(nín)將(jiāng)在組(zǔ)裝(zhuāng)過程(chéng)中(zhōng)在板上各(gè)部件之間留(liú)出正(zhèng)確(què)的(dí)間距。這(zhè)裏有許(xǔ)多(duō)SMT分(fēn)立(lì)元器件，它們(mén)具有相似(sì)的(dí)尺(chǐ)寸，因(yīn)此您需(xū)要小心。同樣，請(qǐng)確保(bǎo)將每個零(líng)件創(chuàng)建為單(dān)獨的零(líng)件，並為(wéi)其輪(lún)廓(kuò)設(shè)置(zhì)正確的(dí)尺(chǐ)寸。
最(zuì)後，創(chuàng)建(jiàn)絲(sī)印輪廓，並(bìng)添加參考標記(jì)和其(qí)他(tā)文本標記。您(nín)還(huán)將需(xū)要填寫所(suǒ)有(yǒu)必要(yào)的(dí)元器(qì)件(jiàn)屬性，例如(rú)高度(dù)，物(wù)料清(qīng)單信(xìn)息(xī)以(yǐ)及公(gōng)司或製造(zào)商(shāng)可(kě)能需要的(dí)其他任何內容。您(nín)可能(néng)還需要包(bāo)括(kuò)工程(chéng)圖(tú)和(hé)尺(chǐ)寸數據，並(bìng)且(qiě)應為(wéi)零(líng)件(jiàn)包括(kuò)3D STEP模(mó)型。此時(shí)，您的元件焊盤幾何形(xíng)狀應(yīng)已準(zhǔn)備好(hǎo)進(jìn)行布局。
PCB布(bù)局(jú)中(zhōng)使(shǐ)用的某(mǒu)些元件焊(hàn)盤(pán)幾(jī)何(hé)形(xíng)狀
使用設(shè)計工(gōng)具(jù)的(dí)所有功(gōng)能以(yǐ)獲(huò)得最(zuì)佳(jiā)結果(guǒ)
為(wéi)了幫助(zhù)您(nín)完(wán)成(chéng)創建元器件(jiàn)封(fēng)裝的(dí)任務(wù)，PCB設(shè)計工具中將(jiāng)包含一些非常有用(yòng)的(dí)實用程序(xù)，包(bāo)括(kuò)：
尺(chǐ)寸(cùn)標(biāo)注功能可用(yòng)於(yú)創建符合其(qí)確切規格的(dí)輪廓綫，以及(jí)將(jiāng)圖紙尺寸添加(jiā)到模型(xíng)以進行(háng)驗(yàn)證。
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焊(hàn)盤圖(tú)案生(shēng)成(chéng)器(qì)將為您(nín)完成(chéng)大(dà)部分的封裝創建(jiàn)。當(dāng)您(nín)創建(jiàn)600引(yǐn)腳(jiǎo)球柵陣列(liè)（BGA）時，這些功(gōng)能特(tè)別(bié)有用(yòng)。
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在綫零件(jiàn)服(fú)務(wù)，其中(zhōng)包(bāo)含(hán)圖(tú)紙，數(shù)據(jù)表，甚(shèn)至為您的(dí)特(tè)定(dìng)CAD係(xì)統提供完(wán)整的示意圖和(hé)STEP模型。這些節省了大量時間(jiān)，並且(qiě)由於數據通(tōng)常(cháng)是由(yóu)元(yuán)器件(jiàn)製造(zào)商提(tí)供的(dí)，因此(cǐ)您(nín)可(kě)以放(fàng)心數(shù)據(jù)是(shì)正(zhèng)確(què)的。
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小(xiǎo)銘打樣SMT貼片：要構建(jiàn)無誤(wù)差的(dí)元(yuán)件(jiàn)焊盤幾何(hé)形(xíng)狀，您(nín)需要(yào)一個PCB設計(jì)係(xì)統，該係統應具(jù)有我們(mén)已經討(tǎo)論的(dí)內置(zhì)功能。