Сложные контактные площадки в P-CAD 2002

Подробности

Автор: Тархов А.С. [email protected]

           При работе с современной элементной базой часто возникает необходимость создавать контактные площадки нестандартной формы, которые не представлены в перечне стандартных геометрий (овалы, прямоугольники и т.д.).

         Для создания сложных контактных площадок необходимо начертить полигон соответствующей формы (при этом стоит помнить, что существует ограничение на количество вершин многоугольника в 255). Далее необходимо установить точку привязки (RefPoint), которая будет являться

«центром» создаваемой КП. В этот «центр» контактной площадки будет установлено отверстие в том случае, если эту контактную площадку предполагается использовать для штырьевых элементов. Кроме того, при установке контактной площадки на заготовку корпуса элемента перемещение и вращение КП будет происходить относительно этого «центра». Далее заготовка КП в виде полигона и точки при вязки выделяется и начинается формирование нового стиля КП (рис. 1).

         Для этого выбирается команда Option/Pad Style. Стоит отметить, что для создания КП произвольной формы может использоваться только сложный тип КП (Complex), который позволяет задать различную геометрию «пяточков» на разных слоях. При создании КП типа Complex следует помнить, что такую КП нельзя в дальнейшем преобразовать в простой тип (Simple), который содержит однотипную геометрию «пяточка» на каждом слое.

         В открывшемся окне сложного редактирования (команда Modify Complex) из раздела Layer выбирается требуемый слой, в данном случае верхний сигнальный слой– TOP, а в разделе Shape (форма) указывается требуемая геометрия – Polygon. Кнопка Modify открывает диалоговое окно задания параметров полигона, в котором выбирается четвертый пункт Selected Polygon (выделенный полигон).

         Для создания планарной КП (сложная форма, как правило, используется только в этом случае) необходимо указать нулевой декаметр отверстия (параметр Hole), и на всех остальных сигнальных и экранных слоях в качестве формы выбрать опцию No Connect (это позволит удалить «пяточки» со всех слоев, кроме верхнего).

         Если предполагается плату покрыть защитной маской и использовать пайку в печи, то кроме сигнальных слоев необходимо подготовить для каждой стороны платы по два дополнительных фотошаблона: масочный (Mask) и трафаретный (Paste). Оба этих слоя являются инверсными, то есть, элементы, расположенные на этих слоях, станут вырезами в защитной маске на плате и трафарете. Рисунок этих слоев формируется автоматически на основании технологических параметров, в общем случае вводимых в редакторе топологий P_CAD PCB. Для этого в разделе Option/Configure/Manufacturing задаются следующие параметры:

1. Solder Mask Swell – величина увеличения выреза в масочном слое относительно размеров контактной площадки.

2. Paste Mask Shrink – уменьшение величины выреза в трафарете относительно контактной площадки.

         На рисунке 2 показан пример формирования масочного и трафаретного выреза, при условии задания обоих параметров, равными 0.3 мм (слева направо: КП, масочный вырез, трафаретный вырез). При этом стоит отметить, что указанные 0.3 мм будут добавляться (масочный вырез) и убираться (трафаретный вырез) «во все стороны». При формировании вырезов в маске и трафарете, совпадающих по форме с контактной площадкой нет необходимости делать описания их геометрии. При использовании больших контактных площадок может возникнуть эффект вычерпывания, для устранения которого рекомендуется не сплошное нанесение паяльной пасты на всю поверхность КП, а разделение ее на несколько «порций».

         Как правило, подобные требования к нестандартному распределению паяльной пасты подробно описываются в технической документации на элементную базу (с указанием чертежа требуемых вырезов). На рисунке 3 довольно условно показан пример формирования нескольких вырезов в трафарете над одной контактной площадкой.

          В этом случае, естественно, автоматическое формирование трафаретных вырезов не приведет к желаемому результату, и их придется создавать вручную. Эта задача решается в два этапа. На первом этапе необходимо отключить стандартное формирование выреза на трафаретном слое. Для этого в разделе Shape для слоя Top Paste выбирается параметр No Connect. Ручной выбор геометрии (указание какого_либо параметра для слоя Top Paste в редакторе стилей КП) приводит к тому, что параметры,указанные в разделе Option/Configure/Manufacturing перестают действовать для этой контактной площадки. То есть вместо повторения формы КП (с увеличением или уменьшением размеров), формируемый вырез будет иметь геометрию, указанную в разделе Shape – в нашем случае выреза не будет вообще.

            На втором этапе, собственно, формируется вырез или несколько вырезов. Для этого на слое Top Paste вручную размещаются стандартные графические примитивы таким образом, чтобы получился требуемый «рисунок» (например, с помощью примитива Polygon).

          Эта операция выполняется, естественно, на этапе создания посадочного места компонента в редакторе корпусов Pattern Editor. При этом стоит отметить, что контактные площадки, выполненные таки образом, со держат информацию из двух источников: геометрию «пяточка», указанную в используемом стиле, и графические примитивы, расположенные на слое Top Paste корпуса (а не КП!). Это обстоятельство приводит к тому, что последующее использование этого стиля не позволит корректно сформировать требуемую контактную площадку без дополнительных корректив. Эти коррективы сведутся к следующему: над контактной площадкой, к которой будет применен данный стиль, необходимо вручную разместить элементы, соответствующие трафаретным вырезам. То есть, например, при создании корпуса компонента, содержащего две одинаковые контактных площадки, на которые накладывается требование порционного разделения паяльной пасты, должны быть созданы следующим образом:

          1. по описанному выше алгоритму создается стиль КП, не содержащий  стандартных трафаретных вырезов;

          2. в посадочном месте размещается первая из двух таких КП;

          3. вручную формируются требуемые вырезы;

     4. вторая контактная площадка такого типа устанавливаются не  командой Place Pad, а копированием уже установленной КП со всеми  элементами, расположенными вручную на слое Top Paste.

       5. у второй и последующих КП, установленных копированием,  изменяются номера вручную или с помощью команды Utils/Renumbers.