Cadence_16.6高速电路板设计与仿真.pdf - 第250页

板及 玻 璃等 ， 其应 用 范围 包 括计 算 机 、 P C M C I A 卡、军 事 设 备 、 个 人 通 信 产 品 、 钟 表 及液 晶 显示 器 等。 ● C O B （ C h i p o n B o a r d ） ：板 上 芯片 封 装。 即 芯 片 被 绑 定 在 P C B 上 ， 这 是 一 种 现 在 比 较 流行 的 生产 方 式。 C O B 模 块 的生 产 成本 比 S M T 低 ， 并且 还 可…

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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。
●
DIP（DualIn－linePackage）：双列直插封装。
●
SIP（SingleIn－linePackage）：单列直插封装。
●
SOP（SmallOut－linePackage）：小外形封装。
●
SOJ（SmallOut－lineJ－LeadedPackage）：J形引脚小外形封装。
●
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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板及玻璃等，其应用范围包括计算机、PCMCIA卡、军事设备、个人通信产品、钟表
及液晶显示器等。
●
COB （ChiponBoard）：板上芯片封装。即芯片被绑定在 PCB上，这是一种现在比较
流行的生产方式。COB模块的生产成本比 SMT低，并且还可以减小模块体积。
9.1.2　封装文件
在 Allegro设计过程中经常会使用到不同的符号文件类型，主要可分为元件封装符号及
格式图符号。
1）元件封装符号。元件封装是电子元件的物理表示，如电容、电阻、连接器、晶体管
等，每个元件封装都包含着元件的引脚，可以作为互联时连接线的连接点。
2）格式符号。格式符号是指包含图示大小、版本定义、设计者、设计日期和公司标志
等信息，是不同公司用于对设计图例规范化的各视图。
3）编辑号的图示文件可以转化为以下不同种类的符号文件。
●
元件封装符号，后缀为 “.psm”。
●
结构图符号，后缀为 “.bsm”。
●
格式图符号，后缀为 “.osm”。
●
填充图示符号，后缀为 “.ssm”。
●
Flash符号，后缀为 “.fsm”。
9.2　焊盘设计
在建立元件封装时，需要将每个引脚放到封装中，放置引脚的同时需要在库中寻找相对
应的焊盘，即元件封装的每个引脚都必须有一个焊盘与之相对应。Allegro会将每个引脚对
应的焊盘名存储起来。焊盘文件的后缀名为 “.pad”。
当元件的封装符号添加到设计中时，Allegro从焊盘库复制元件封装的每个引脚对应的
焊盘数据，并且从元件的封装库中复制元件的封装数据。
9.2.1　焊盘分类
所有的焊盘都包括两方面：焊盘尺寸和焊盘形状；钻孔的尺寸和显示的符号。下面简单
介绍焊盘的不同分类：
1.按照外形
按照焊盘的外形一般分为 “ShapeSymbol（外形符号）” 与 “FlashSymbol（花焊盘）”
两种。
2.按照引脚
元件的封装引脚按照与焊盘的连接方式分为表贴式与直插式，而对应的焊盘则分为贴片
焊盘与钻孔焊盘，表
9－1中显示了这两种焊盘的命名规则。
贴片式焊盘在电气层只需要对顶层、顶层加焊层、顶层阻焊层进行设置，而且只需要对
常规焊盘设置，而钻孔焊盘则设置相对较多。
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表 9－1　焊盘命名规则
焊 盘 类 型 命名格式
参 数 说 明
名
　　称 说　　明
分　　类
钻孔焊盘
p40c20
h110c
130p／u
p 　金属化 （plated） 焊盘 （pad）
40 　焊盘外径为 40mil
c 　圆形 （circle） 焊盘
20 　焊盘内径是 20mil
H 　定位孔 （hole）
110
　定 位 孔 （或 焊 盘 ） 的 外 径 为
110mil
c 　圆形 （circle）
130 　孔径是 130mil
p 　金属化 （plated） 孔
u 　非金属化 （unplated）孔
　根据 焊 盘 外 形 的 形 状 不 同，还 有 正 方 形
（Square）、长方形 （Rectangle） 和椭圆形焊
盘 （Oblong） 等，在命名的时候则分别取其
英文名字的首字母来加以区别
　在实 际 使 用 中，焊 盘 也 可 以 做 定 位 孔 使
用，但为管理上的方便，在此将焊盘与定位
孔加以区别
贴片
焊盘
长方形
焊盘
s30＿60
方形
焊盘
ss050
圆形
焊盘
sc60
S 　表面贴 （Surfacemount） 焊盘
30 　宽度为 30mil
60 　
高度为 60mil
第一个 s 　表面贴 （Surfacemount） 焊盘
第二个 s 　正方形 （Square） 焊盘
050 　宽度和高度都为 50mil
s 　表面贴 （Surfacemount） 焊盘
c 　圆形 （Circle） 焊盘
60 　宽度和高度都为 60mil
　贴片焊盘还有其他形状焊盘，这里只介绍
最基本的三种。
　宽度和高度是指 Allegro的 Pad＿Designer工
具中的参数，用这两个参数来指定焊盘的长
和宽或直径。以上方法指定的名称均表示在
top层的焊盘，如果所设计 的焊盘 是在 Bot-
tom层时，在名称后加一字母 “b” 来表示
3.按照分布层
印制板的表层按照显示方式的不同分为正片和负片，而焊盘按照在不同层上分布分为
“RegularPad（规则焊盘）”、“ThermalRelief（热风焊盘）” 和 “AntiPad（负片焊盘）”。
4.各种焊盘外径尺寸的关系
焊盘 ＝常规焊盘 ＝助焊盘；反焊盘 ＝阻焊盘 ＝常规焊盘 ＋0.1mm。
热风焊盘：外径等于常规焊盘外径，内径等于钻孔直径 ＋0.5mm （6milor8mil）；开
口直径 ＝（外径 －内径）／2＋10mil。
9.2.2　焊盘设计原则
PCB焊盘设计时应注意以下几点：
1）在进行 PCB焊盘设计时，焊点可靠性主要取决于焊盘外径的长度而不是宽度。
2）进行同一种元件焊盘设计时考虑封装尺寸的最大值和最小值，保证设计结果适用范
围宽。
3）PCB设计时应严格保持同一个元件使用焊盘的全面的对称性，即焊盘图形的形状与
尺寸应完全一致。
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