焊盘设计是SiP设计中最重要的一环,一般焊盘有两种:贴片焊盘和通孔焊盘。
●Solder mask层:阻焊层,该层是负片。
●Paste mask层:钢网层。
●Inner层,内层。相连时用Thermal Relief参数,不相连时用Anti Pad参数。
焊盘的层结构,如图3-7所示。
图3-7 焊盘的层结构
下面是焊盘的设计参数。
(1)选择Start→Programs→Cadence→SPB16.3→Pcb Editor Utilities→Pad designer,弹出图3-8所示的对话框选择Parameters选项卡。
(2)在Units下拉列表框中选择Micron(微米),精度为2位(Decimal places)。
(3)Usage options栏中:
●Allow suppresssion of unconnected internal pads选项,如果勾选此项表示应用无盘工艺设计,就是说当内层焊盘同该层信号不相连时,去掉焊盘,仅保留孔。不选择,表示不能这样做,默认是选择的。
●Enable Antipads as Route Keepouts(ARK):把焊盘中Anti pad当做禁止布线区。
(4)Drill/slot hole中:
●Hole type表示钻孔的类型,有下面三个选项。
Circle drill:圆孔。
Oval slot:槽孔。
Rectangle slot:长孔。
●Plating包括如下选项。
Plated:金属化,表示孔壁要上锡。
Non-plated:非金属化,表示孔壁不用上锡。
Optional可选的。
●Tolerance表示容差,填入需要的孔的最大允许误差值。一般不输入,那就是基板厂家默认的值。
●Offset X、Offset Y 指的是X、Y轴的偏移量。
●Non-standard drill表示非标钻孔类型。
Laser:激光钻孔。
Plasma:电浆钻孔。
Punch:冲击钻孔。
Wet/dry Etching:干式/湿式钻孔。
Photo lmaging:成像。
Conductive Ink Formation:导电油墨。
Other:其他钻孔类型
(5)Drill/Slot symbol:在钻孔图上显示的图形。
●Figure:允许显示图形,有圆形、方形等。
●Characters:允许显示的字母和其他标记,目前显示3位数。
●Width:表示字母和其他标记的宽度。
●Height:表示字母和其他标记的长度。
图3-8 焊盘设置
(6)选择Layer页面,如图3-9所示。
(7)选择BEGIN LAYER,即为TOP层。在Rgeular pad、Thermal Reflief、Anti Pad中分别填入如图3-9所示的参数。
●Regrular Pad焊盘的大小。
Geometry:中可选的参数有Circle、Square、Oblong、Rectangle、Octagon、Shape,依次是圆形、方形、手指形、长方形、八边形、自定义图形。当选择Shape时,需要选择在PCB Editor中做好的Shape Symbol。
Shape、当在Geometry中选择Shape时,需要在此处选择在PCB Editor中设计好的Shape Symbol。
Flash:特殊的焊盘的Flash。
Width、Height:根据前面Geometry的图形,输入需要的参数。
Offset X、Offset Y:焊盘连接点的位置。如不设计就在该焊盘的中心点。如设计就表明对中心点的偏移量。
●Thermal Reflief热焊盘。当此焊盘同电源和地层需要相连时,采用的连接方式。此参数用在负片上,在SiP/APD设计中,电源和地层用正片输出,不用此参数。
●Anti Pad反焊盘。当此焊盘同电源和地层不需要连接时,需要最小的距离是多少。
(8)如图3-9所示填入层需要的参数,完成一个标准的焊盘设计。用户填好一个参数后,通过在右键菜单中选择COPY,把所建的参数复制到其他层。
●用鼠标右键点一下Begin Layer层左边的Bgn,在弹出快捷菜单中选择Copy to all,弹出Copy begin layer对话框,确认勾选Regular layers、Regular pad、Thermal relief pad和Antipad。
●单击OK 按钮,就将Begin Layer的数据复制到DEFAULT INTERNAL 和END LAYER。
图3-9 焊盘的层设置
下面通过一个实际的例子来说明如何做一个焊盘:
该孔的参数为外径200μm,孔径100μm,过孔的名字是VIA200_100。
(1)启动Pad designer。选择Start→Programs→Cadence→SPB16.3→Pcb Editor Utilities→Pad Designer命令,或直接在系统命令行下输入pad_desinger,启动软件。
(2)选择Parameters选项卡,在Units下拉列表框中单位选择Micron,Decimal places设置为2,此处表示焊盘设置所使用的单位为微米,精度为小数点后2位。
(3)勾选Allow suppression of unconnected internal pads复选框。
(4)取消选择Enable Antipads as Route Keepouts(ARK)复选框。
(5)在Multiple drill栏中取消选择Enabled,表示只要一个钻孔。
(6)其他设置如图3-10所示。
图3-10 ViA200_100 设置
(7)选择Layers选项卡。
(8)在Regular Pad栏中,设置Begin layer选择Layers的页面。见图3-11。
●选择BEGIN LAYER,单击Layer页面的BEGIN LAYER,最下方的中间变成BEGIN LAYER,表示当前的Regular Pad、Thermal Reflief和Anti Pad属于BEGIN LAYER。
●在Regular Pad部分:Geometry选择Circle,表示Padstack的外形为圆形。Width输入200,表示圆形的直径是200μm,Height会自动填入200。
●在Thermal Reflief部分:正常的方式是在Flash文本框中输入Flash的名字。但在系统级封装设计中,用户多输出正片,所以不用加入Flash Symbol。选择Circle,设定值为280。
●在Anti pad部分:在Geometry中选择Circle,表示如该网络不同该层的shape相连,需要隔离的距离是多少。在width中输入280,表示圆形的直径为280μm。
(9)设置DEFAULT INTERNAL及END LAYER。
DEFAULT INTERNAL 即为全部的内层层面。END LAYERS 为Bottom层面,由于DEFAULT INTERNAL和END LAYER的内容完全相同,所以用复制的方式来完成。
●用鼠标右键单击Begin Layer层左边的Bgn,在弹出快捷菜单中选择Copy to all命令,弹出Copy begin Layer对话框,确认勾选Regular layers、Regular pad、Thermal relief pad和Antipad复选框。
●单击OK 按钮,就将Begin Layer的数据复制到DEFAULT INTERNAL 和END LAYER中。
(10)设定SOLDERMASK_BOTTOM和SOLDERMASK_TOP层,如图3-11所示。
●单击SOLDERMASK_TOP,最下方中间的Current layer变为SOLDERMASK_TOP,表示目前的Regular Pad是属于SOLDERMASK_TOP。
●在Regular Pad部分:
Geometry选择Circle,表示Padstack的阻焊层为圆形。
Width中输入220,表示圆的直径是220μm。
Hight会自动填入220μm。
●选择SOLDERMASK_TOP行,鼠标右键单击SOLDERMASK_TOP行最左方“->”在弹出的快捷菜单中选择Copy命令。按照同样方法设定SOLDERMASK_BOTTOM层。
●选择SOLDERMASK_BOTTOM行,鼠标右键单击SOLDERMASK_BOTTOM行最左方,在弹出的快捷菜单中选择Paste命令。按照同样方法设定SOLDERMASK_BOTTOM层。
图3-11 Via200_100 过孔层设置
(11)选择File→Save as命令,弹出Pse_Save_as对话框。在File name文本框中输入VIA200_100,并选择要保存的路径,单击Save按钮。
下面看如何设计特殊的焊盘,不是用户所常见到的形状,如图3-12所示。
图3-12 异形焊盘的设置
(1)依次选择Start→Porgrams→Cadence→SPB16.3→SiP,弹出Cadence Product Choices-16.3对话框。
(2)选择Cadence SiP Layout XL,单击OK按钮。启动Cadence SiP Layout XL界面。
(3)选择File→new命令,弹出New Drawing对话框。
(4)在Drawing Type类型中选择Shape Symbol,并在Drawing Name文本框中输入sha_850x850,单击OK按钮。
(5)选择Setup→Design Parameters命令,弹出Design Parameter Editor对话框。选择Design页面。确认以下参数:
在Size中进行如何设置。
●User Unites:Microns,表示单位是微米。
●Size:Other,工作区间的大小。
●Accuracy:2,单位的精度。
在Drawing Type中确保Type为Shape symbol。单击OK按钮。
(6)选择Shape→Polygon命令,在Options页面中的设置如图3-13所示。
图3-13 Options页面
(7)然后在命令行中输入:
(8)选择File→Save As命令,弹出Save_As对话框,在File name文本框中输入sha850x850,单击Save按钮。
(9)选择Start→Programs→Cadence→SPB16.3→Pcb Editor Utilities→Pad designer命令,弹出Pad_Designer对话框。
(10)选择Parameters页面。
●在Units中选择Micron,设置Decimal places为2。
●在Usage option中勾选Allow suppression of unconnected internal pads复选框。
●其他不用设置。
(11)选择Layers页面。
(12)在Regular Pad栏中,设置Begin Layer。
●选择BEGIN LAYER,单击Layer页面的BEGIN LAYER,最下方的中间变成BEGIN LAYER,表示当前的Regular Pad、Thermal Reflief和Anti Pad属于BEGIN LAYER。
●在Regular Pad部分:
Geometry选择Shape,表示Padstack选用Shape形状。
选择Shape右边图标,选择Sha850×850。如果没有出现sha850×850,重新设置库的路径。
●在Thermal Reflief和Anti Pad中,可不设置值。如果需要,也需要设置成Shape Symbol。
(13)选择File→Save As命令,弹出Pse_Save_As对话框,在File name文本框中输入sha850,单击Save按钮。
(14)选择File→Exit命令退出,完成异形焊盘的设计。