Cadence_16.6高速电路板设计与仿真.pdf - 第248页

书 书 书 第 9 章 创 建 P C B 封 装 库 由于 电 子元 器 件技 术 的 不 断 更 新 ， A l l e g r o 丰 富 的 元 件 封 装 库 资 源 依 然 无 法 满 足 实 际 电 路设 计 的需 求 ，因 此 新的 封 装库 的 创建 迫 在眉 睫 。 本章 着 重讲 解 如何 完 整的 创 建元 件 封装 ， 分别 详 细介 绍 焊盘 设 计与 封 装设 计 。 知识 点 ● 封装 的 基本 概 念 …

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1.独立激励信号源
1）独立激励信号源，包括电压源与电流源，均被默认为理想的激励源，即电压源的内
阻为零，而电流源的内阻为无穷大。
2）仿真激励源就是仿真时输入到仿真电路中的测试信号，根据观察这些测试信号通过
仿真电路后的输出波形，用户可以判断仿真电路中的参数设置是否合理。
3）Pspice软件为瞬态分析提供了 6种激励信号波形，有直流激励信号源、正弦激励信
号源、脉冲激励信号源、分段线性激励信号源、指数激励信号源、调频激励信号源。
2.数字信号源
1）Pspice提供的仿真信号源，默认为理想的激励源，即电压源的内阻为零，而电流源
的内阻为无穷大。
2）仿真激励源就是仿真时输入到仿真电路中的测试信号，根据观察这些测试信号通过
仿真电路后的输出波形，用户可以判断仿真电路中的参数设置是否合理。
3）Pspice软件为瞬态分析提供了 6种激励信号波形供用户选用。其中电平参数针对的
是独立电压源。
4）数字电路分析在绘制原理图、设置分析时间等方面，比模拟电路分析简单些。数字
电路分析的一个重要问题就是如何按照分析的需要，正确设置好数字信号的波形。
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第 9章　创建 PCB封装库
由于电子元器件技术的不断更新，Allegro丰富的元件封装库资源依然无法满足实际电
路设计的需求，因此新的封装库的创建迫在眉睫。
本章着重讲解如何完整的创建元件封装，分别详细介绍焊盘设计与封装设计。
知识点
●
封装的基本概念
●
焊盘设计
●
封装设计
9.1　封装的基本概念
所谓封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护
芯片和增强电热性能的作用，而且还是芯片内部世界与外部电路沟通的桥梁。随着电子技术
的飞速发展，集成电路的封装技术也发生了很大的变化，从开始的 DIP、QFP、PGA、BGA
到 CSP，然后发展到 MCM，封装技术越来越先进。芯片的引脚数越来越多，间距越来越小，
重量越来越轻，工作频率越来越高，可靠性越来越强，耐温性越来越好，使用起来也越来越
方便。
芯片的封装在 PCB板上通常表现为一组焊盘、丝印层上的边框及芯片的说明文字。焊
盘是封装中最重要的组成部分，用于连接芯片的引脚，并通过印制板上的导线连接印制板上
的其他焊盘，进一步连接焊盘所对应的芯片引脚，完成电路板的功能。在封装中，每个焊盘
都有唯一的标号，以区别于封装中的其他焊盘。丝印层上的边框和说明文字主要起指示作
用，指明焊盘组所对应的芯片，方便印制板的焊接。焊盘的形状和排列是封装的关键组成部
分，确保焊盘的形状和排列正确才能正确地建立一个封装。对于安装有特殊要求的封装，边
框也需要绝对正确。
元器件封装就是元器件的外形和引脚分布图。电路原理图中的元器件只是表示一个实际
元器件的电气模型，其尺寸、形状都是无关紧要的。而元器件封装是元器件在
PCB设计中
采用的，是实际元器件的几何模型，其尺寸至关重要。元器件封装的作用就是指示出实际元
器件焊接到电路板上时所处的位置，并提供焊点。
元件的封装信息主要包括两个部分：外形和焊盘。元器件的外形 （包括标注信息） 一
般在 “TopOverlay（丝印层）” 上绘制。而焊盘的情况就要复杂一些，焊盘有两个英文名
字，分别是 land和 pad，Land用于可表面贴装的元件，代表二维的表面特征；pad用于可插
件的元件，代表三维的特征。二者可以交替使用，但是在功能上是有区别的。若是可插式焊
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盘，则涉及到穿孔所经过的每一层；若是贴片元器件的焊盘，一般在顶层 “TopOverlay（丝
印层）” 绘制。
9.1.1　常用封装介绍
总体上 讲，根 据元件采 用安装技 术的不同，可分为 插入式封 装 技 术 （ThroughHole
Technology，THT）和表贴式封装技术 （SurfaceMountedTechnology，SMT）。
1）插入式封装元件安装时，元件安置在板子的一面，将引脚穿过 PCB板焊接在另一面
上。插入式元件需要占用较大的空间，并且要为每只引脚钻一个孔，所以它们的引脚会占据
两面的空间，而且焊点也比较大。但从另一方面来说，插入式元件与 PCB连接较好，机械
性能好。例如，排线的插座、接口板插槽等类似的封装都需要一定的耐压能力，因此，通常
采用 THT封装技术。
2）表贴式封装的元件，引脚焊盘与元件在同一面。表贴元件一般比插入式元件体积
要小，而且不必为焊盘钻孔，甚至还能在 PCB板的两面都焊上元件。因此，与使用插入
式元件的 PCB比起来，使用表贴式元件的 PCB板元件布局要密集很多，体积也就小很多。
此外，表贴式封装 元件 也比 插入 式元件 要 便宜一 些，所以现 今 的 PCB广泛采 用 表贴式
元件。
3）元件封装可以大致分成以下几种：
●
BGA （BallGridArray）：球栅阵列封装。因其封装材料和尺寸的不同还可细分成不同
的 BGA封装，如 CBGA （陶瓷球栅阵列封装）、
μ
BGA （小型球栅阵列封装）等。
●
PGA （PinGridArray）：插针栅格阵列封装技术。这种技术封装的芯片内外有多个方
阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列，根据引脚数目的多
少，可以围成
2～5圈。安装时，将芯片插入专门的 PGA插座。该技术一般用于插拔
操作比较频繁的场合，如个人计算机 CPU。
●
QFP（QuadFlatPackage）：方形扁平封装，为当前芯片使用较多的一种封装形式。
●
PLCC （PlasticLeadedChipCarrier）：有引线塑料芯片载体。
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DIP（DualIn－linePackage）：双列直插封装。
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SIP（SingleIn－linePackage）：单列直插封装。
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SOP（SmallOut－linePackage）：小外形封装。
●
SOJ（SmallOut－lineJ－LeadedPackage）：J形引脚小外形封装。
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CSP（ChipScalePackage）：芯片级封装，这是一种较新的封装形式，常用于内存条
中。在
CSP的封装方式中，芯片是通过一个个锡球焊接在 PCB板上，由于焊点和
PCB板的接触面积较大，所以内存芯片在运行中所产生的热量可以很快地传导到 PCB
板上并散发出去。另外，CSP封装芯片采用中心引脚形式，有效地缩短了信号的传导
距离，其衰减随之减少，芯片的抗干扰、抗噪性能也能得到大幅提升。
●
Flip－Chip：倒装焊芯片，也称为覆晶式组装技术，是一种将 IC与基板相互连接的先
进封装技术。在封装过程中，
IC会被翻覆过来，让 IC上面的焊点与基板的接合点相
互连接。由于成本与制造因素，使用 Flip－Chip接合的产品通常根据 I／O数多少分为
两种形式，即低 I／O数的 FCOB （FlipChiponBoard） 封装和高 I／O数的 FCIP （Flip
ChipinPackage） 封装。Flip－Chip技术应用的基板包括陶瓷、硅芯片、高分子基层
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