Выпуск #6/2011
А.Акулин
Размещение переходных отверстий в планарных площадках печатной платы
Размещение переходных отверстий в планарных площадках печатной платы
Просмотры: 2014
При разработке современных печатных плат часто приходится сталкиваться с необходимостью размещения в планарных площадках сквозных переходных отверстий (VIAs), соединяющих медные проводящие слои печатной платы. Одна из основных проблем при формировании VIA – утечка пасты, которая может привести, с одной стороны, к недостаточному ее количеству на площадках, а с другой – к появлению "холмиков" припоя на обратной стороне платы. Для предотвращения утечки пасты через переходные отверстия, обеспечения хорошей пайки термоплощадок печатных плат и отвода тепла от них необходимо правильно описать конструкцию отверстий и поставить перед производителем корректную технологическую задачу по их закупориванию. Рассмотрим техническую реализацию этой задачи в редакторе печатных плат Cadence Allegro.
Сквозные переходные отверстия могут служить для отвода тепла, для чего их выполняют внутри термоплощадок под микросхемой (в случае монтажа компонентов в корпусах QFN или TQFP). Переходные отверстия могут также размещаться в контактных площадках под компоненты в BGA-корпусах или под дискретные пассивные компоненты, расположенные под BGA-элементами (технология "VIA-in-PAD" – "отверстие в контактной площадке") (рис.1).
Если инженеру-конструктору необходимо закрыть переходное отверстие эпоксидной смолой с последующим покрытием его медью и шлифовкой, то лучший вариант – предоставить производителю печатных плат соответствующий файл в формате Gerber (гербер-файл) с указанием тех отверстий, которые требуют заполнения. Для этого в меню редактора следует открыть папку Tools → Padstack → Modify Design Padstack (рис.2) и в ней нажатием курсором на опцию VIA выбрать нужный вид переходного отверстия.
Имя VIA появляется в поле "Name" редактора. Нажатие кнопки "Edit" позволяет редактировать структуру VIA (рис.3) Для определения вспомогательного слоя в структуре сквозного отверстия, как правило, используют функцию подкласса FilmMask_Top/Bottom (в зависимости от того, с какой стороны необходимо закрыть отверстие) (рис.4). Изменения в структуре переходного отверстия отображаются в гербер-файле, который отсылается производителю печатных плат с указанием имени гербера и пояснением – каким материалом и с какой стороны нужно закрыть VIA (рис.5).
В рекомендациях некоторых предприятий по сборке электронных компонентов для предотвращения утечки паяльной пасты внутрь платы встречается требование освободить термоплощадку от паяльной маски (Solder Mask), a VIA оставить закрытыми (рис.6). Для этого через редактор Padstack отменяется освобождение контактной площадки от паяльной маски и в подклассе Package_Geometry /Solder Mask_Top задается полигон, размер которого больше размера термоплощадки на 0,14 мм (рис.7, 8). В этом полигоне участки расположения VIA освобождаются от слоя паяльной маски, при этом диаметр освобожденного участка (void) равен диаметру переходного отверстия (рис.9).
Аналогичным образом поступают, если необходимо разделить термоплощадку на участки для трафарета, используемого для нанесения пасты на контактные площадки. Целесообразность разделения термоплошадки и параметры участков трафарета для термоплощадки задаются техническим заданием на компонент (рис.10) или в соответствии с рекомендациями контрактного производителя, который может вносить изменения сообразно накопленному опыту и возможностям имеющегося оборудования. В этом случае для изображения фрагментов пасты используют подклассы Paste Mask_Top/Bottom в классе Package geometry.
Знание возможностей редактора печатных плат Cadence Allegro позволяет исполнять любое требование производителя компонентов или контрактного производителя печатных плат. Подробнее с возможностями редактора Allegro можно познакомиться на курсах, проводимых КБ "Схематика" в рамках проекта по изучению и внедрению передовых методов проектирования сложных печатных плат.
Если инженеру-конструктору необходимо закрыть переходное отверстие эпоксидной смолой с последующим покрытием его медью и шлифовкой, то лучший вариант – предоставить производителю печатных плат соответствующий файл в формате Gerber (гербер-файл) с указанием тех отверстий, которые требуют заполнения. Для этого в меню редактора следует открыть папку Tools → Padstack → Modify Design Padstack (рис.2) и в ней нажатием курсором на опцию VIA выбрать нужный вид переходного отверстия.
Имя VIA появляется в поле "Name" редактора. Нажатие кнопки "Edit" позволяет редактировать структуру VIA (рис.3) Для определения вспомогательного слоя в структуре сквозного отверстия, как правило, используют функцию подкласса FilmMask_Top/Bottom (в зависимости от того, с какой стороны необходимо закрыть отверстие) (рис.4). Изменения в структуре переходного отверстия отображаются в гербер-файле, который отсылается производителю печатных плат с указанием имени гербера и пояснением – каким материалом и с какой стороны нужно закрыть VIA (рис.5).
В рекомендациях некоторых предприятий по сборке электронных компонентов для предотвращения утечки паяльной пасты внутрь платы встречается требование освободить термоплощадку от паяльной маски (Solder Mask), a VIA оставить закрытыми (рис.6). Для этого через редактор Padstack отменяется освобождение контактной площадки от паяльной маски и в подклассе Package_Geometry /Solder Mask_Top задается полигон, размер которого больше размера термоплощадки на 0,14 мм (рис.7, 8). В этом полигоне участки расположения VIA освобождаются от слоя паяльной маски, при этом диаметр освобожденного участка (void) равен диаметру переходного отверстия (рис.9).
Аналогичным образом поступают, если необходимо разделить термоплощадку на участки для трафарета, используемого для нанесения пасты на контактные площадки. Целесообразность разделения термоплошадки и параметры участков трафарета для термоплощадки задаются техническим заданием на компонент (рис.10) или в соответствии с рекомендациями контрактного производителя, который может вносить изменения сообразно накопленному опыту и возможностям имеющегося оборудования. В этом случае для изображения фрагментов пасты используют подклассы Paste Mask_Top/Bottom в классе Package geometry.
Знание возможностей редактора печатных плат Cadence Allegro позволяет исполнять любое требование производителя компонентов или контрактного производителя печатных плат. Подробнее с возможностями редактора Allegro можно познакомиться на курсах, проводимых КБ "Схематика" в рамках проекта по изучению и внедрению передовых методов проектирования сложных печатных плат.
Отзывы читателей
