Anpassen eines Pad-Stacks

Mit Altium Designer können Sie die Form Ihrer Pads anpassen, die erforderliche Padform auf Lötstopp- und Pastenmaskenlagen definieren und auch die Wärmefallen der Pads individuell gestalten.

Arbeiten mit benutzerdefinierten Padformen

Das standardmäßige Pad-Objekt bietet folgende Möglichkeiten:

• Es kann auf verschiedene Formen eingestellt werden, darunter rund, rechteckig, abgerundet rechteckig und achteckig.

• Es kann in X- und Y-Richtung unterschiedlich dimensioniert werden, wodurch sich die Vielfalt der möglichen Formen erweitert.

• Die Form kann für jede Lage der Leiterplatte individuell angepasst werden.

• Es kann eine runde Bohrung oder ein Langloch aufweisen, die bzw. das gegenüber dem Padmittelpunkt versetzt sein kann.

Für Bauteil-Footprints wird jedoch eine enorme Vielfalt an Padformen benötigt, und Standardpads reichen nicht immer aus. Um eine andere als die oben aufgeführten Formen zu erstellen, müssen Sie eine benutzerdefinierte Padform erstellen.

Beispiel eines Footprints mit Pads in benutzerdefinierter Form.

Verfahren zum Erstellen von Pads mit benutzerdefinierter Form

Benutzerdefinierte Padformen können durch Umwandeln platzierter Region-Objekte oder einer geschlossenen Kontur erstellt werden. Alternativ können Sie sie direkt erstellen, indem Sie den neuen Custom Shape Eintrag aus der Shape Dropdown-Liste im Pad Modus des Properties Panels auswählen.

Umwandeln von Regionen

So erstellen Sie ein Pad mit benutzerdefinierter Form durch Umwandeln von Regionen:

1. Platzieren Sie im Designbereich eine oder mehrere überlappende Regionen, die die benutzerdefinierte Padform definieren. Die Regionen können auf einer beliebigen Lage definiert werden.
2. Platzieren Sie ein Pad so, dass sein Mittelpunkt innerhalb der Fläche der Region(en) liegt, die die benutzerdefinierte Form definieren. Der Mittelpunkt des Pads legt den Ursprung der zu erstellenden benutzerdefinierten Padform fest. Die Lage, auf der das Pad platziert wird, bestimmt die Lage des Pads mit benutzerdefinierter Form.
3. Wählen Sie das Pad und die Region(en) aus.
4. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Auswahl und wählen Sie den Befehl Pad Actions » Add Selected Region to Custom Pad aus dem Kontextmenü oder den Befehl Tools » Convert » Add Selected Region to Custom Pad aus den Hauptmenüs aus.

Das Pad mit benutzerdefinierter Form wird auf der Lage erstellt, auf der das ursprüngliche Pad platziert wurde.

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Eine benutzerdefinierte Padform kann durch Umwandeln ausgewählter Regionen erstellt werden. Hier sind eine Region, die die Padform festlegt, und ein Pad mit Standardform dargestellt, das den Mittelpunkt des Pads mit benutzerdefinierter Form festlegt.   Wählen Sie die Region und das Pad aus, klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf die Auswahl und wählen Sie den Befehl Pad Actions » Add Selected Region to Custom Pad aus dem Kontextmenü. Aus den ausgewählten Objekten wird ein Pad mit benutzerdefinierter Form erstellt.

Umwandeln einer Kontur

In manchen Fällen (z. B. wenn die Padform anhand eines Bauteildatenblatts oder mithilfe importierter Daten definiert werden soll) kann es praktischer sein, eine benutzerdefinierte Form durch Erstellen einer geschlossenen Kontur zu definieren. So erstellen Sie ein Pad mit benutzerdefinierter Form durch Umwandeln einer Kontur:

1. Definieren Sie eine geschlossene Kontur der Form mithilfe von Linien und Bögen. Die Kontur kann auf einer beliebigen Lage definiert werden.
2. Platzieren Sie ein Pad so, dass sein Mittelpunkt innerhalb der Fläche der Kontur liegt, die die benutzerdefinierte Form definiert. Der Mittelpunkt des Pads legt den Ursprung der zu erstellenden benutzerdefinierten Padform fest. Die Lage, auf der das Pad platziert wird, bestimmt die Lage des Pads mit benutzerdefinierter Form.
3. Wählen Sie das Pad und die Kontur aus.
4. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Auswahl und wählen Sie den Befehl Pad Actions » Create Custom Pad from Selected Outline aus dem Kontextmenü oder den Befehl Tools » Convert » Create Custom Pad from Selected Outline aus den Hauptmenüs aus.

Das Pad mit benutzerdefinierter Form wird auf der Lage erstellt, auf der das ursprüngliche Pad platziert wurde. Beachten Sie, dass die Konturobjekte erhalten bleiben – Sie können sie wiederverwenden oder entfernen.

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Eine benutzerdefinierte Padform kann durch Umwandeln einer ausgewählten Kontur erstellt werden. Hier sind eine Kontur, die die Padform festlegt, und ein Pad mit Standardform dargestellt, das den Mittelpunkt des Pads mit benutzerdefinierter Form festlegt. Wählen Sie die Kontur und das Pad aus, klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf die Auswahl und wählen Sie den Befehl Pad Actions » Create Custom Pad from Selected Outline aus dem Kontextmenü. Aus den ausgewählten Objekten wird ein Pad mit benutzerdefinierter Form erstellt.

Direkt über die Pad-Eigenschaften

Ein Pad mit Standardform (rund, rechteckig, achteckig usw.) kann direkt über seine Eigenschaften in ein Pad mit benutzerdefinierter Form umgewandelt werden. Gehen Sie dazu wie folgt vor:

1. Platzieren Sie ein Pad mit Standardform im Designbereich.
2. Wählen Sie in den Eigenschaften des ausgewählten Pads im Bereich Pad Stack für die gewünschte Kupferlage den Eintrag Custom Shape aus der Dropdown-Liste Shape aus.
3. Klicken Sie im Properties Panel auf die Schaltfläche Edit Shape und ziehen Sie anschließend die Eckpunkte mithilfe der üblichen Verfahren zur Definition und Verwaltung von Eckpunkten an die gewünschte Position. Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Bearbeiten polygonförmiger PCB-Designobjekte. Klicken Sie außerhalb der Padfläche, um die Bearbeitung abzuschließen.

Stellen Sie die Padform auf benutzerdefiniert ein und bearbeiten Sie die Form nach Bedarf.

Bearbeiten eines Pads mit benutzerdefinierter Form

Zum Bearbeiten der Form eines benutzerdefinierten Pads können Sie ähnliche Verfahren verwenden wie beim Erstellen einer neuen benutzerdefinierten Padform von Grund auf.

Wählen Sie im Designbereich die platzierten Regionsobjekte oder eine platzierte Kontur sowie das vorhandene Pad mit benutzerdefinierter Form aus und wählen Sie den Befehl Add Selected Region to Custom Pad oder Create Custom Pad from Selected Outline . Sie werden aufgefordert, die gewünschte Aktion auszuwählen: die vorhandene benutzerdefinierte Padform ersetzen oder die neue Form mit der vorhandenen zusammenführen.

Alternativ können Sie die Padform mit der Schaltfläche Edit Shape interaktiv bearbeiten – ähnlich wie beim Definieren einer benutzerdefinierten Form für ein Pad, das gerade aus einem Pad mit Standardform konvertiert wurde (siehe oben).

Auch der Befehl Modify Custom Pad shape im Kontextmenü Pad Actions eines Pads mit benutzerdefinierter Form ist verfügbar. Nach dem Starten des Befehls wird der Cursor zu einem Fadenkreuz. Mit jedem Klick wird der vorhandenen Padform ein neuer Eckpunkt hinzugefügt. Sie können die ursprüngliche Begrenzung über die vorhandene Form hinaus erweitern und/oder wieder innerhalb der ursprünglichen Begrenzung fortfahren, um einen vorhandenen Bereich gewissermaßen zu „entfernen“. Verwenden Sie Shift+Spacebar , um die Platzierungsmodi zu ändern, und Spacebar , um zwischen den Modi für die End-Eckgestaltung zu wechseln.

Sie können ein Pad mit benutzerdefinierter Form auch in eine Region und ein Pad mit Standardform zerlegen. Wählen Sie dazu das Pad aus und anschließend den Befehl Pad Actions » Explode Custom Pad to Free Primitives im Kontextmenü des Pads oder den Befehl Tools » Convert » Explode Custom Pad to Free Primitives in den Hauptmenüs.

Abfrageschlüsselwörter

Um die Auswahl von Pads mit benutzerdefinierter Form, die Festlegung des Geltungsbereichs von Designregeln usw. zu vereinfachen, stehen die folgenden Abfrageschlüsselwörter zur Verfügung:

Sie können auch die Schlüsselwörter PadShape_AllLayers, PadShape_TopLayer, PadShape_BottomLayer und PadShape_MidLayer<n> mit der Zeichenfolge 'Custom Shape' verwenden, um Pads mit benutzerdefinierter Form auf einer bestimmten Lage zu ermitteln. Die Abfrage PadShape_TopLayer = 'Custom Shape' liefert beispielsweise Padobjekte mit benutzerdefinierter Form auf der obersten Lage.

Pads mit benutzerdefinierter Form in Ausgabedaten

Pads mit benutzerdefinierter Form werden in Gerber- und ODB++-Ausgaben als Pads des Typs Custom DCode Shape exportiert. Benutzerdefinierte Padformen werden in diesen Formaten als echte Konturen mit Kreisbögen ausgegeben.

Definieren von Lötstopp- und Pastenmaskenformen

Sie können die Form des Pads auf der Pasten-/Lötstoppmaske nicht nur anhand eines Erweiterungswerts definieren (aus einer zutreffenden Erweiterungsregel oder manuell eingegeben, wie hier beschrieben), sondern auch manuell aus einer Reihe vordefinierter Standard-Padformen auswählen oder eine eigene benutzerdefinierte Form erstellen.

Um eine vordefinierte Standardform auszuwählen, wählen Sie die Option Round, Rectangular, Octagonal, Rounded Rectangle oder Chamfered Rectangle aus der Dropdown-Liste Shape im Bereich Paste oder Solder des Panels Properties im Modus Pad. Konfigurieren Sie anschließend die Form auf der entsprechenden Lage mithilfe der verfügbaren Optionen.

Eine benutzerdefinierte Form auf der Pasten- oder Lötstoppmaskenlage lässt sich definieren, indem Sie Custom Shape aus der Dropdown-Liste Shape auswählen und im Panel Properties auf die Schaltfläche Edit klicken. Definieren Sie anschließend die Form der Region auf dieser Lage, indem Sie entweder vorhandene Grundelemente bearbeiten oder neue platzieren (Leiterbahnen, Kreisbögen, Füllflächen usw.). Auch das Kopieren und Einfügen von Grundelementen beim Definieren der Form wird unterstützt.

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Ein Beispiel für das Definieren einer benutzerdefinierten Form auf der oberen Lötstoppmaskenlage über das Panel Properties. Wählen Sie bei ausgewähltem Pad die Option Custom Shape aus der Dropdown-Liste Shape für die gewünschte Lage. Wenn der Lagenbereich aufgeklappt ist, klicken Sie auf die Schaltfläche Edit, um den Bearbeitungsmodus für die Form auf dieser Lage aufzurufen. Wenn die Form wie gewünscht definiert ist, klicken Sie auf die Schaltfläche Complete oben im Panel Properties (oder verwenden Sie im Designbereich das Tastenkürzel Shift+C). Das Ergebnis der Definition der benutzerdefinierten Form auf der oberen Lötstoppmaskenlage.

Alternativ können Sie die gewünschte benutzerdefinierte Form auf der Pasten-/Lötstoppmaskenlage aus einer Kombination von Leiterbahnen, Kreisbögen, Füllflächen und ausgefüllten Regionen erstellen. Fügen Sie diese ausgewählten Grundelemente anschließend mit dem neuen Befehl Add Selected Custom Masks to Pad (aus dem Untermenü Pad Actions des Kontextmenüs) dem Pad auf dieser Pasten-/Lötstoppmaskenlage hinzu.

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Ein Beispiel für das Definieren einer benutzerdefinierten Form auf der oberen Pastenmaskenlage mithilfe platzierter Grundelemente. Hier ist ein Pad mit deaktivierter Form auf der oberen Pastenmaskenlage dargestellt. Platzieren Sie Grundelemente auf den Lötstopp- und/oder Pastenmaskenlagen, um die Padformen auf diesen Lagen wie gewünscht zu definieren. Hier sind vier Füllflächen auf der oberen Pastenmaskenlage dargestellt. Wenn die platzierten Grundelemente ausgewählt sind, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Auswahl und wählen Sie den Befehl Pad Actions » Add Selected Custom Masks to Pad aus dem Kontextmenü. Klicken Sie auf das Pad, dem die Grundelemente hinzugefügt werden sollen. Die Grundelemente werden den aktuellen Lötstopp-/Pastenmaskenformen des ausgewählten Pads hinzugefügt. Für die betroffenen Lagen wird der Eintrag Custom Shape angezeigt.

Benutzerdefinierte Pasten-/Lötstoppmaskenformen eines Pads können in unabhängige Grundelemente zerlegt werden. Wählen Sie dazu das Pad aus und anschließend den Befehl Pad Actions » Explode Custom Masks to Free Primitives aus dem Kontextmenü des Pads.

Definieren benutzerdefinierter Wärmefallen

Für ein einzelnes Pad lässt sich die Wärmefallenkonfiguration anpassen, indem Sie für die gewünschte Kupferlage die zugehörige Option Thermal Relief (oder die Option Relief in der Zeile der Lage) aktivieren. In diesem Fall wird die zutreffende Regel „Polygon Connect Style“ für dieses Pad überschrieben, und seine Wärmefalle gilt als custom.

Passen Sie die Wärmefallenkonfiguration auf Pad-Ebene bei ausgewähltem Pad über das Panel Properties an.

Wenn die Option Thermal Relief aktiviert ist, klicken Sie auf den Link, der die aktuelle Konfiguration zusammenfasst, um den Dialog Edit Polygon Connect Style zu öffnen. Dort können Sie die Optionen für die Wärmefallen nach Bedarf ändern. In diesem Dialog stehen Ihnen dieselben Optionen wie in einer Designregel vom Typ Polygon Connect Style zur Verfügung. Für eine Wärmefallenverbindung können Sie 2 oder 4 Stege auswählen oder den Modus Auto verwenden. In diesem Modus wird auf jeder Seite des Pads ein Steg platziert, wobei der festgelegte Mindestabstand zwischen den Stegen berücksichtigt wird.

Konfigurieren Sie die benutzerdefinierte Wärmefalle für ein einzelnes Pad im Dialog Edit Polygon Connect Style.

Manuell definierte Wärmefallen

Neben standardmäßigen Wärmefallen mit 2 oder 4 Stegen oder automatisch platzierten Wärmefallenstegen auf jeder Seite der Pad-Kontur können Sie für bestimmte Pads die Anschlusspunkte der Wärmefallenstege definieren. Wenn die benutzerdefinierte Wärmefallenkonfiguration aktiviert ist, verwenden Sie die Befehle im Kontextmenü Pad Actions des im Designbereich platzierten Pads oder klicken Sie im Panel Properties auf die Schaltfläche Edit Points.

• Um neue Wärmefallen-Anschlusspunkte hinzuzufügen, wählen Sie den Befehl Add Thermal Connection Points. Bewegen Sie den Cursor an die gewünschte Stelle am Rand der Pad-Kontur und klicken Sie, um die Markierung eines neuen Anschlusspunkts hinzuzufügen. Diese wird als weißes Fadenkreuz dargestellt. Fügen Sie weitere Anschlusspunkte hinzu oder klicken Sie mit der rechten Maustaste, um den Vorgang zu beenden.

  Alternativ können Sie mit dem Tastenkürzel Ctrl+Click einen Steg an einer beliebigen Stelle entlang der Pad-Kontur grafisch hinzufügen. Klicken Sie dazu im Panel Properties auf Edit Points, halten Sie die Taste Ctrl gedrückt und bewegen Sie den Cursor an die Stelle entlang der Pad-Kontur, an der Sie einen Steg hinzufügen möchten. Sobald an der gewünschten Stelle ein kleiner weißer Kreis erscheint, klicken Sie, um einen neuen Anschlusspunkt hinzuzufügen.

• Um die Position eines vorhandenen Wärmefallen-Anschlusspunkts zu bearbeiten, wählen Sie den Befehl Edit Connection Points oder klicken Sie im Panel Properties auf Edit Points. Klicken Sie auf den Griff einer Anschlusspunktmarkierung und ziehen Sie ihn entlang des Rands der Pad-Kontur an die gewünschte Stelle.
• Um Wärmefallen-Anschlusspunkte zu entfernen, wählen Sie den Befehl Delete Thermal Connection Points. Bewegen Sie den Cursor über den Griff einer Anschlusspunktmarkierung und klicken Sie. Entfernen Sie weitere Anschlusspunkte oder klicken Sie mit der rechten Maustaste, um den Vorgang zu beenden. Alternativ können Sie beim Ziehen eines Anschlusspunkts die Taste Delete drücken.

Beachten Sie, dass die Wärmefalle als manual gilt, sobald mindestens ein Wärmefallen-Anschlusspunkt geändert wurde. Sie wird dann im Panel Properties entsprechend gekennzeichnet.

Ein Beispiel für manuell definierte Wärmefallen-Anschlusspunkte an einem Pad mit benutzerdefinierter Kontur

Wie bei der automatisch gewählten Anzahl von Stegen können Sie auch die Anzahl der an den definierten Positionen platzierten Wärmefallenstege begrenzen, indem Sie einen entsprechenden Mindestabstand zwischen den Stegen festlegen. Klicken Sie dazu im Panel Properties auf den Link im Feld Thermal Relief und aktivieren Sie im daraufhin geöffneten Dialog Edit Polygon Connect Style das Kontrollkästchen Min Distance. Geben Sie im dafür vorgesehenen Feld einen geeigneten Wert ein.

Legen Sie Min Distance fest, um die Anzahl der platzierten Wärmefallenstege zu begrenzen.

Wenn Sie ein Dokument mit manuell definierten Wärmefallenverbindungen in einer älteren Version von Altium Designer öffnen, die diese Funktion nicht unterstützt, erhalten Sie eine entsprechende Warnung. Außerdem werden diese definierten Verbindungen auf die standardmäßigen Verbindungen mit 4 Stegen zurückgesetzt, sobald ein zugehöriges Polygon neu gefüllt wird.