使用自定义焊盘形状

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标准焊盘对象可以:

  • 设置为一系列不同形状,包括圆形、矩形、圆角矩形和八角形。
  • 在X和Y方向上设置不同的大小,从而扩展可创建形状的范围。
  • 自定义改变电路板每一层的形状。
  • 拥有可以从焊盘中心偏移的圆孔或槽孔。

但是,元器件封装需要用到各种各样的焊盘形状,单单依靠标准焊盘并不足以满足元器件封装的需求。如需创建有别于上述形状不同的形状,您必须创建一个自定义焊盘形状。

具有自定义形状焊盘的封装示例。

自定义形状焊盘创建策略

可以通过转换已放置的Region对象或闭合轮廓,或者直接从Properties面板Pad模式的Shape下拉列表中选择新的Custom Shape入口来创建自定义焊盘形状。

转换区域

如需通过转换区域创建自定义形状:

  1. 在设计区内放置一个或多个定义自定义焊盘形状的重叠区域。区域可以在任意层上定义。
  2. 放置一个焊盘,使其中心位于定义自定义形状的区域范畴内。焊盘的中心将定义将要创建的自定义焊盘形状的原点;放置焊盘的层将定义自定义形状焊盘的层。
  3. 选择焊盘和区域。
  4. 右键单击选择并从上下文菜单中选择Pad Actions » Add Selected Region to Custom Pad命令,或者从主菜单中选择Tools » Convert » Add Selected Region to Custom Pad命令。

软件将在放置原始焊盘的电路板层上创建自定义形状焊盘。

用户可以通过转换选定区域创建自定义焊盘形状。
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用户可以通过转换选定区域创建自定义焊盘形状。

转换轮廓

在某些情况下(例如,在焊盘形状应根据元器件数据表单或使用导入数据定义的情况下),通过创建闭合轮廓来定义自定义形状会更方便。如需通过转换轮廓创建自定义形状焊盘:

  1. 使用线和圆弧定义闭合轮廓。轮廓可以在任意层上定义。
  2. 放置一个焊盘,使其中心位于定义自定义形状的轮廓范畴内。焊盘的中心将定义将要创建的自定义焊盘形状的原点;放置焊盘的层将定义自定义形状焊盘的层。
  3. 选择焊盘和轮廓。
  4. 右键单击选择并从上下文菜单中选择Pad Actions » Create Custom Pad from Selected Outline命令,或者从主菜单中选择Tools » Convert » Create Custom Pad from Selected Outline命令。

软件将在放置原始焊盘的电路板层上创建自定义形状焊盘。请注意,轮廓对象将保留——您可以重复使用或删除它们。

用户可以通过转换闭合轮廓创建自定义焊盘形状。
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用户可以通过转换闭合轮廓创建自定义焊盘形状。

如果焊盘形状需要在不落在栅格上的特定位置定义的形状,则定义参考线、参考点和/或极坐标栅格会更有效。

直接从焊盘属性进行转换

标准形状(圆形、矩形、八角形等)焊盘可以直接从其属性转换为自定义形状焊盘。为此:

  1. 在设计区内放置一个标准形状焊盘。
  2. 从选定焊盘属性的Pad Stack区域的Shape下拉列表中选择Custom Shape。
  3. 单击Properties面板中的Edit Shape按钮,然后使用标准多边形对象编辑技术将所需顶点拖动至所需位置(如需完成编辑,请在焊盘区域外单击)。或者,选择Outline Vertices以打开栅格表,您可以在该表中配置自定义形状顶点的坐标。

将焊盘形状设置为自定义,并通过Properties面板Pad模式做出所需更改。
将焊盘形状设置为自定义,并通过Properties面板Pad模式做出所需更改。

当使用Edit Shape命令在设计区内以交互方式编辑自定义焊盘形状时,您还可以移动整个焊盘形状。请注意,焊盘原点(选定焊盘后,用十字交叉线表示)不会移动,并且当您尝试移动焊盘形状以使原点移至形状区域之外时,屏幕上将出现相应的消息。

自定义形状焊盘可以有一个可算的Solder Mask和/或Paste Mask,其扩展量可以由用户指定或由规则系统控制(通过在焊盘Properties面板中启用适当的Mask Expansion设置来实现)。当掩膜开口要求不是简单地扩展或收缩铜皮形状时,自定义形状焊盘将无法使用计算型掩膜。遇此情形,请将合适的设计对象放置在所需Mask层上。请记住,Solder Mask是在负片上定义的,即,Solder Mask层开口由所放置的对象定义。

阻焊层开口由手动放置在Top Solder掩膜层上的填充对象定义的PCB元器件。
阻焊层开口由手动放置在Top Solder掩膜层上的填充对象定义的PCB元器件。

编辑自定义形状焊盘

如需编辑自定义焊盘的形状,您可以使用与从头新建自定义焊盘形状时所使用的方法类似的方法。

选择已放置的区域对象或者轮廓以及设计区内现有的自定义形状焊盘,然后选择Add Selected Region to Custom Pad或Create Custom Pad from Selected Outline命令。系统将提示您选择所需的操作:替换现有自定义焊盘形状或合并新形状和现有形状。

或者,使用焊盘属性中的轮廓顶点栅格或Edit Shape按钮以交互方式编辑焊盘形状,这与为刚从标准形状焊盘转换而来的焊盘定义自定义形状类似(参见上文)。

您亦可使用自定义形状焊盘右键单击Pad Actions菜单中的Modify Custom Pad shape命令。启动该命令后,光标将变为十字交叉线。每点击一次,软件就会将一个新的顶点添加到现有焊盘形状中。您可以将原始边框扩展到现有形状之外和/或返回到原始边框内,以从本质上“移除”现有区域。使用Shift+Spacebar更改放置模式,并使用Spacebar切换端头转角模式。

您还可以将自定义形状焊盘分解为区域和标准形状焊盘,具体做法是:选择自定义形状焊盘并从焊盘的右键单击菜单中选择Pad Actions » Explode Custom Pad to Free Primitives命令,或者从主菜单中选择Tools » Convert » Explode Custom Pad to Free Primitives命令。

热焊盘支持

当在PCB文档中放置自定义形状焊盘时,连接焊盘与周围多边形铺铜的热焊盘导线将以一种与焊盘原点相交的方式被放置。导线数量(2或4个)及其旋转角度(45或90度),以及导线的宽度和焊盘与多边形铺铜之间的空气间隙,将由适用的Polygon Connect Style设计规则定义。

用户可以通过在焊盘属性中启用Thermal Relief选项并单击按钮来覆盖此行为。当在打开的Edit Polygon Connect Style对话框中禁用Conductors by Pad Edges选项时,软件将按上述方式放置此焊盘的热焊盘;当启用该选项时,软件将从自定义焊盘形状区域每侧的中心位置开始放置热焊盘导线。您还可以通过启用Min Distance复选框并输入适当的值来选择导线间的最小距离。

下图显示了当为这些焊盘启用和禁用Conductors by Pad Edges选项时,自定义形状焊盘与其周围多边形铺铜的连接的示例。

查询关键词

为了简化选择自定义形状焊盘、范围限定设计规则等过程,可以使用以下查询关键词:

自定义形状焊盘类型查询 返回结果
IsCustomShapePad 所有自定义形状焊盘对象。
IsCustomPadShapeOnLayer 特定层上的所有自定义形状焊盘对象,例如,IsCustomPadShapeOnLayer('Top Layer')。

您还可以使用PadShape_AllLayersPadShape_TopLayerPadShape_BottomLayerPadShape_MidLayer<n>等关键词和“Custom Shape”字符串获得特定层上的自定义形状焊盘。例如,PadShape_TopLayer = 'Custom Shape'查询将返回顶层上的自定义形状焊盘对象。

输出中的自定义形状焊盘

自定义形状焊盘将作为Custom DCode Shape焊盘被导出至Gerber和ODB++输出。自定义焊盘形状是采用这些格式的、如同带圆弧的真实轮廓的输出。

可用的功能取决于您的 Altium Designer 软件订阅级别

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