Cadence 17.2绘制焊盘完整过程

Cadence17.2绘制焊盘过程

• 一、Cadence17.2绘制贴片焊盘
• 二、Cadence17.2绘制通孔焊盘
  
    之前在一篇文章“Cadence17.2绘制原理图过程”里提到过焊盘绘制工具Padstack Editor，现在以两种类型的焊盘为例来讲述该工具的使用与绘制焊盘时的一些知识。距离上次发布文章过去了一个月，这段时间主要完成了一下之前讲到的一块STM32最小系统的绘制，所以没来更新文章（主要也是自己懒）。感觉自己还是要把这些过程做一下笔记记录下来，让自己之后能够查阅一下。值得一提的是绘制的板子已经交付打样了，预估过两天就可以拿到货了，嘻嘻！到了之后自己会焊接并调试，大家可以私聊我，我会免费分享这个PCB的（如果调试没问题的话）。我后面也会总结另外几篇博客，主要内容有PCB封装制作、PCB绘制等。后续自己也会进行一些编程，有兴趣可以关注一下，这个也主要是作为自己的笔记使用的，遇到有问题的地方欢迎讨论。
   
  
  
    ok，进入正题，贴片焊盘和通孔焊盘的绘制。
   
  
    首先，进行实际操作的讲解之前我觉得有必要讲解几个概念：焊盘（Regular Pad）、热风焊盘（Thermal Pad）、隔离焊盘（Anti Pad）、阻焊（Soldermask）、钢网（Pastemask）、正片、负片。在绘制焊盘以及后续进行PCB设计时这几个概念可以说是最基础的的东西，下面一一说明，这些比较多都是我自己的理解哈，有不对的地方请指正。
   
  焊盘（Regular Pad）：焊盘这个其实对应的元器件引脚，焊盘就是做在PCB光板上，用于板子和器件焊接相连的部分。一般来说，焊盘会比器件引脚大一些，这个大呢也有很多讲究，比如：器件引脚和焊盘连接的可靠性主要取决于长边、机器焊接时焊盘可以比手工焊接用的焊盘小一点等等。这方面有很多需要总结的经验，本人也是在不断学习。直观一点，焊盘就是下面图片中这些矩形、圆形图案，这些对应元器件引脚，PCB设计时通过连线就可以把需要连接的焊盘连起来，达到你想要电气连接。像下面3D视图中就是焊盘连接的一些效果。
   
  
  
  热风焊盘（Thermal Pad）：热风焊盘的主要是会在铺铜的时候用到，在铺铜时，不知道大家有没有想过焊盘怎么和铺铜区域相连呢？先看下面这种焊盘和铺铜的连接方式，可以看到铺铜完全把焊盘包住了。
   
  
  
    那么这样会不会出现什么问题呢？不知道大家有没有想起瓷砖都要割成一块一块的这个操作，原理类似，热胀冷缩时，这些地方的铜就会挤压变形。另外，这种完全铺满相连的方式会使焊盘加热时散热较快，会对焊接质量产生一些不好的影响，如虚焊等。所以，热风焊盘自然而然地就出现了，下面这张图片中就是热风焊盘的示意图。可以看到，这个焊盘并不是和周围铺铜完全相连的，而是在四边通过十字桥相连，所以这也就是热风焊盘为什么也叫十字花焊盘。
   
  
  隔离焊盘（Anti Pad）：大家之前如果绘制PCB应该会知道阻焊这种东西，隔离焊盘和阻焊差不多。还是提出问题，如果你画的焊盘在铺铜或者其他什么操作时不想和周围铜箔相连，怎么办？有一种办法是你可以在铺铜时单独绕开，但是像过孔这样有几百个怎么办。隔离焊盘就是这个作用，它会比你绘制的焊盘还要大一圈，这样你进行铺铜这种操作时，隔离焊盘就会使焊盘和周围铺铜隔离，当然，这个隔离距离还和自己设置的约束规则有关。
   
  
  阻焊（Soldermask）：阻焊一般和隔离焊盘是一样大的，大家看过电路板的话会发现电路板上会有一层绿油，有可能也会是黑的或者蓝的。正因为有阻焊，所以焊盘不会被绿油覆盖。
   
  钢网（Pastemask）：钢网这个东西，如果大家使画完PCB自己焊接估计不会接触到，但是如果你要让制板厂帮你焊器件，一般会有个开钢网的需要。这个东西简单来说就是一块钢板，上面挖孔，这些孔都是和贴片焊盘一一对应的，这样的话就可以在自动贴片时在焊盘区域刷锡膏、放置器件，然后焊接。为什么只讲贴片，是因为通孔焊盘没钢网，通孔回流焊工艺的通孔焊盘除外。
   
  正片、负片：这两个东西也是很常识性的知识。不知大家有没有注意到上述焊盘和隔离焊盘有没有什么不同。焊盘就是绘制的这块区域就是焊盘，就是用来焊接器件的，隔离焊盘呢？是不是正好相反，绘制的隔离焊盘区域内是不允许有其它铜箔的。所谓的“正片”、“负片”就是这个意思。“正片”就是你会的东西就是你要呈现的东西；“负片”正好相反，你绘制的区域没任何东西，就像集合的反集一样。
   
  
    ok，经过上述一些知识的铺垫，终于可以进入实际操作了。
   

一、Cadence17.2绘制贴片焊盘

Cadence17.2绘制焊盘使用的工具是Padstack Editor。


   双击进入该工具，呈现如下图界面：


   在这里我们用绘制0603封装的贴片焊盘为例做贴片焊盘绘制过程介绍。

   在如上界面进入之后，首先在左下角Units的位置选择单位，这个地方选择你是用mil还是mm。像我的话比较习惯用mm，这个看个人习惯了。选择完毕之后，工具默认是在“Start”栏，可以在下方Select padstack usage这一栏选择SMD Pin即为贴片焊盘。下面的Select pad geometry为选择你要绘制的焊盘的形状，可以看到有圆形（circle）、正方形（Square）、椭圆形（Oblong）、矩形（Retangle）等等。具体大家看形状也可以知道绘制的焊盘是什么样子，这里我们选择长方形Retangle。这样的话我们在Start中就选择完毕了。


   Drill这一栏贴片焊盘可以跳过，后面的Secondary Drill、Drill Symbol、Drill offset也都是灰色不可选的，因为这些主要是针对通孔焊盘的。


   那么我们可以直接跳到Design Layers这一栏。


   这一栏就是设置焊盘（Regular Pad）、热风焊盘（Thermal Pad）、隔离焊盘（Anti Pad）、Keep Out的地方。这里的话我们只设置焊盘大小，其他的话如果我们不设置的话好像也是会有一个 默认值  的。这个Keep Out在PCB里的话指的是禁止布线区，这里我也不太确定指什么，这个我当时在学的时候也是默认不改，大家如果有晓得的，留言或评论一下哈。

   通过很多途径我们可知0603封装焊盘大小为0.8mm×0.83mm，这个也不是一定的，有可能一些读者查到的焊盘大小跟这个也不一样，不多总的来说还是不会相差很多。我们设置数值之后呈现如下效果：


   左边的视图分别为俯视图和正视图。

   接下来选择Mask Layers这一栏，这一栏我们主要设置阻焊层（SOLDERMASK_TOP）和钢网层（PASTEMASK_TOP）两个东西。一般来说SOLDERMASK_TOP会比焊盘稍大一些，这个也是PCB板厂制板的时候刷绿油的 边界 ，我们设置为0.9mm×0.93mm；PASTEMASK_TOP和焊盘大小一致，这样Mask Layers栏设置完毕。


   右下角蓝色即为设置的阻焊或者钢网区域。

   后面的两栏也不用修改内容，至此，一个贴片焊盘就绘制好了，保存即可。保存命名的话，贴片可以设为smd0r8x0r83这样，大家可以自己设定，也可以查找一些规范命名方式进行命名。

二、Cadence17.2绘制通孔焊盘

通孔焊盘的话我们新建一个，在Start栏选择Thru Pin（通孔焊盘），在下面也可以选择焊盘形状，这里我们选择圆形。


   Start栏设置完之后，在Drill栏设置通孔焊盘孔径大小，这里在完成直径（Finished diameter）处填入直径，如我们设置为0.9mm（一般根据直插器件 引脚 直径来选择，稍大一些），上面Hole type可以选择孔为圆形或者正方形，其他默认即可。


   Secondary Drill这一栏的话是设置盲埋孔用的，由于我自己设计时没用到这个，所以没有涉及，有需求的小伙伴自己研究一下，欢迎分享。

   Drill symbol的话是给你绘制的这个通孔添加一个标识，比如我这里设置成圆形（circle）、字符是V、直径就和孔径大小一致。设置如下：


   这个的话会最后你在绘制PCB时有标记，并且生成钻孔表时就会用V来表示这个通孔。



   Drill offset设置圆心在通孔的位置，一般设为0和0，表示圆心在正中心。

   然后设置Design Layers，在通孔焊盘绘制时，Layer Name有（起始层）BEGIN LAYER、（内垫层）DEFAULT INTERNAL、（结束层）END LAYER这三个都需要设置，而在贴片焊盘绘制时只有一个BEGIN LAYER。这个其实也很好理解，像我绘制的这个是四层板下图中的通孔焊盘，那么对于通孔焊盘，每一层你都要设置焊盘的大小；而贴片只需要有顶层或者底层上有就可以了。


   我们的话这里设置焊盘大小、热风焊盘大小和隔离焊盘大小三个参数，分别设置为1.5mm、1.6mm、1.6mm，设置如下：


   设置完Design Layers之后设置Mask Layers，与贴片焊盘不同的是，通孔焊盘不用设置钢网层，但需在TOP和BOTTOM都设置阻焊层大小，阻焊和隔离焊盘大小设置成一致即可。但是又小伙伴可能会注意到前面提到过，如果是通孔回流焊的通孔焊盘的话也是需要开钢网的，但这里又不设置，这不是很矛盾吗？这是因为在PCB设计时生成钢网层的时候会把焊盘区域复制在钢网层，这样导出 光  绘就可以了。其实我自己的话，就再画一个一模一样的通孔焊盘，再设置一下钢网。


   这样，一个通孔焊盘就绘制好了，命名thr0r9_1r5保存就可以了。

   我自己的话也有很多不足的地方，比如焊盘大小、隔离焊盘大小具体有没有规范可以设置，我自己也没找到，更多的是在网上找一些教程或者去看别人已经画好的来绘制。自己也是在这方面在不断积累吧，大家有讨论和交流的欢迎评论留言！

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