本文參考了“Cadence Allegro元件封裝製作流程”，在它的基礎上進行了重新梳理。

1. 0805電阻封裝的製作

1.1 計算焊盤尺寸

即計算下圖中的PCB焊盤的寬度X，高度Y和總長度G。

圖 1‑1 PCB焊盤寬度X，焊盤高度Y和總長度G的示意圖

直接使用下表來確定上圖的三個引數。

表 1‑1 封裝與焊盤尺寸的對應關係

封裝	PCB焊盤寬度 X	PCB焊盤高度Y	PCB總長度G
0201	0.30mm	0.35mm	0.90mm
0402	0.48mm	0.55mm	1.36mm
0603	0.80mm	0.83mm	2.30mm
0805	1.20mm	1.40mm	3.20mm
1206	1.28mm	1.70mm	3.36mm

因為我們製作0805封裝，所以PCB焊盤寬度X = 1.20mm，PCB焊盤高度Y = 1.40mm，PCB總長度G = 3.20mm。

1.2 製作焊盤(用於生成*.pad)

焊盤製作的目的是產生一個pad檔案。

開啟Pad_Designer->Layers，勾選Single layer mode（製作SMD焊盤都要勾選此模式），設定如下：

Begin Layer（Top層）：Regular Pad選擇Rectangle，Width=1.20mm，Height=1.40mm；

SOLDERMASK_TOP（綠油層）：Regular Pad選擇Rectangle，Width=1.2mm+4~20mil(0.1mm~0.5mm)，

Height=1.4mm+4~20mil (0.1mm~0.5mm) ；

PASTEMASK_TOP (鋼網層) ：Regular Pad選擇Rectangle，Width=1.2mm，Height=1.4mm；

其他層不用考慮，設定介面如下圖所示。

圖 1‑2 焊盤各層的設定介面

之後儲存為焊盤檔案r0805_1mm2_1mm4.pad。

1.2 封裝製作（生成*.dra）

開啟並填寫PCB_Editor->File->New->Package symbol,如下圖所示。

圖 1‑3 PCB封裝名字和型別的設定介面

上圖中，Drawing Name填入r0805_1mm2_1mm4，最終會生成r0805_1mm2_1wm4.dra檔案，Drawing Type選擇Package symbol，設定完畢點選上圖的OK。

說明，Package symbol是一般元件的封裝型別，字尾名為.psm，PCB中所有阻容感和SMD IC的封裝型別都是Package symbol。

1.3 設定引數、柵格grid和原點

PCB Editor -> Setup -> Design Parameter中可設定單位、範圍等。

PCB Editor -> Setup -> Grids裡可以設定柵格。

PCB Editor -> Setup -> Changing Drawing Origin，使用命令視窗可以重新設定原點。

圖 1‑4 Grid各選項的含義

Non-Etch：非走線層，比如絲印層、阻焊層、鑽孔層；

All Etch：走線層，假如對All_Etch進行了設定，那麼All-Etch之下的所有層都統一設定層相同的格點；

Spacing：間距，x欄設定X軸上各個格點的間距，Y設定Y軸上各個格點的間距；

Offset：偏移量，預設填0；

為簡單起見，此處對Non-Etch和All Etch的Spacing全設定為1(mm)，Offset全設定為0。

Setup->Change Drawing Origin，在命令列中輸入x 0 0，設定原點。

圖 1‑5 本文使用的Grid設定

1.4 放置焊盤

PCB Editor->Setup->User Preferences->Paths->Library->padpath中設定要使用的焊盤路徑，如下圖所示。

圖 1‑6 padpath設定介面

要使用的焊盤是C:\Users\liyua\AppData\Roaming\SPB_Data\r0805_1mm2_1mm4.pad。

之後點開並固定Allegro右側的Options，選擇Layout->Pins，在Options中選擇此次要使用的padstack，就有對應的焊盤跟隨滑鼠，如下圖所示。

圖 1‑7 放置焊盤的介面

此處可以先把兩個焊盤放上去，再精確調整。方法如下：

選中一個焊盤，右鍵選擇move，如果設定的設計單位是mm，在命令列中輸入x 0 0，即把此焊盤放在距原點的(0mm,0mm)處；

選擇另外一個焊盤，右鍵選擇move，在命令列中輸入x 10 0，即把此焊盤放在距原點的(10mm,0mm)處。

1.5 放置元件實體區域(Place_Bound)

Place_Bound區域用於表明元件在電路板上所佔位置的大小，防止其他元件的侵入，若其他元件進入該區域則提示DRC報錯。

執行Shape->Rectangular，Options中選擇Package Geometry和Place_Bound_Top，詳情見下圖。

圖 1‑8 Place_Bound時的Options設定介面

圖 1‑9 Place_Bound的效果

當Place_Bound區域不合適時，選中該區域，右鍵Expand/Contract可以進行調整。

Place_Bound的尺寸：焊盤的外邊緣+10~20mil，線寬不用設定。

1.6 放置絲印層（Silkscreen）

Add->Lines，Options中選擇Package Geometry和Silkscreen_Top，詳情見下圖。

圖 1‑10 絲印層的Options設定介面

圖 1‑11 放置絲印後的效果

絲印的尺寸：比Place_bound略小（0~10 mil），上圖的絲印就是貼著Place_Bound的邊界。

1.7 放置裝配層(Assembly)

用於將各種電子元件組裝焊接在電路板上的一層，機械焊接時才會使用到，例如用貼片機進行貼片時就需要裝配層來進行定位。

Add->Lines，Options中選擇Package Geometry和Assembly_Top，詳情見下圖。

圖 1‑12 裝配層的Options設定介面

圖 1‑13 設定裝配層後的效果

裝配層的矩形表示實際元件所處位置。

1.8 放置元件標示符（Labels）

Layout->Labels->RefDef，標示符包括裝配層Assembly_Top和絲印層Silkscreen_Top兩個部分，options裡的設定也分兩部分，如下圖。

圖 1‑14 放置Labels時裝配層的Options設定介面

設定完畢，點選焊盤上方輸入R*即可。

圖 1‑15 放置Labels時絲印層的Options設定介面

設定完畢，點選焊盤上方輸入R*即可。

圖 1‑16 放置Labels後的效果

1.9 放置器件型別（Device，非必要）

Layout->Labels->Device，Options中選擇Assembly_Top，設定器件型別為Reg*。

1.10 設定封裝高度（Package Height，非必要）

Setup->Areas->Package Height，選中封裝，在options中自動彈出Place_Bound_Top，並設定高度的最小和最大值。

1.11 生成dra

至此一個電阻的0805封裝製作完成，儲存退出後在相應資料夾下會找到r0805_1mm2_1mm4.dra和r0805_1mm2_1mm4.psm兩個檔案。

儲存時若提示警告“Sector table not empty. Use dbdoctor to resolve”，則需執行Tools->Database Check，全選即可。

2. DIP電阻封裝的製作

2.1 計算焊盤尺寸

假設元件直插引腳直徑為：PHYSICAL_PIN_SIZE，則對通孔焊盤的各尺寸如下表所示。

表 2‑1 DIP各焊盤大小

屬性名稱

大小

鑽孔直徑

Drill Diameter

若PHYSICAL_PIN_SIZE<=40mil，PHYSICAL_PIN_SIZE+12 mil；

若40mil<PHYSICAL_PIN_SIZE<=80mil，PHYSICAL_PIN_SIZE+16 mil；

若PHYSICAL_PIN_SIZE>80mil，PHYSICAL_PIN_SIZE+20 mil

規則焊盤

Regular Pad

若Drill Diameter < 50 mil，Drill Diameter + 16 mil；

若Drill Diameter >= 50 mil，Drill Diameter + 30 mil；

若Drill Diameter為矩形或橢圓形，Drill Diameter + 40 mil

阻焊盤

Anti-pad

Regular Pad+20 mil

熱風焊盤內徑

Inner Diameter

Drill Diameter + 20 mil

熱風焊盤外徑

Outer Diameter

= Anti-pad = Regular Pad+20 mil

開口寬度

Spoke width

(Outer Diameter - Inner Diameter)/2+10 mil

假如引腳直徑PHYSICAL_PIN_SIZE =20 mil，Drill Diameter = 32mil，Regular Pad = 48mil，Anti-pad = 68mil，Inner Diameter = 52mil，Outer Diameter = 68mil，Spoke width = 18mil。

圖 2‑1 通孔的示意圖

2.2 熱風焊盤Thermal Relief製作(生成dra和fsm)

熱風焊盤最後是要放在通孔焊盤的中間層。

建DIP焊盤之前必須設定引數如下：

Setup->Design Parameters->Design->Left X: -10000, Lower Y: -10000，設定的目的在於防止Add->Flash時報錯“Arc segment is outside of the extents”。

PCB_Editor->File->New->Flash symbol，Drawing Name填入TR_68_52 (一般以其外徑和內徑命名) ，如下圖所示。

注意，Flash符號是直插類焊盤呼叫的，SMD焊盤不呼叫。

圖 2‑2 熱風焊盤選擇介面

然後，Add->Flash，並在填入Inner Diameter、Outer Diameter和Spoke width，如下圖所示。

圖 2‑3 熱風焊盤尺寸設定介面

圖 2‑4 熱風焊盤設定後的效果

圖 2‑5 熱風焊盤外徑測量為34mil*2=68mils

圖 2‑6 熱風焊盤內徑測量為26mil*2=52mils

儲存後生成TR_68_52.dra和TR_68_52.fsm。 Setup->User Preferences->Paths->Library->psmpath中設定要使用的焊盤路徑，如下圖所示。

圖 2‑7 psm(或fsm)路徑設定

設定的目的在於在焊盤製作時，要選擇該fsm。

要使用的焊盤是C:\Users\liyua\AppData\Local\VirtualStore\TR_68_52.fsm

2.3 通孔焊盤製作(生成*.pad)

Pad Designer->File->New-> pad48cir32d

其中，48表示外直徑（Regular Pad），cir表示圓形，32表示內直徑（Drill Diameter），d表示鍍錫，用在需要電氣連線的焊盤或過孔，若是u則表示不鍍錫，一般用於固定孔。

Parameters選項中設定Drill Diameter (32mil) ，詳情見下圖。

圖 2‑8 通孔焊盤Parameters選項設定介面

Drill/Slot symbol中的Figure若設定為NULL，在儲存時會報警告“NCDRILL: Drill hole is defined”，所以按照上圖設定即可。

上圖中Plated是指鑽孔壁加鍍層；Figure是指這個鑽孔用什麼圖示顯示在PCB圖中，可以設定字母或者其他字元，鑽孔檔案中會顯示這個標誌。

Regular Pad，正規焊盤，在正片中看到的焊盤，也是通孔焊盤的基本焊盤。

隔熱焊盤（Thermal Relief）也叫熱風焊盤和花焊盤，在負片（所謂負片就是在片中看到的就是要被腐蝕掉的，看不到的就是要保留下來的）中有效。

隔離焊盤（Anti Pad），也是在負片中有效，用於在負片中焊盤與敷銅的隔離。

2.3.1 頂層（BEGIN LAYER）的設定

Regular Pad的Width和Height與Regular Pad的直徑 (48 mil) 相同，Geometry選擇Circle，Width填入48mil即可；

Thermal Pad必須選擇Flash，並選擇剛製作的熱風焊盤TR_68_52，此時會自動彈出Width (68) 和Height (68) ；

Anti Pad的Width和Height設定與Thermal Relief相同即可，無論如何，Begin Layer的Thermal Relief和Anti Pad總是比Regular Pad大約20mil (0.5mm) 。

圖 2‑9 通孔焊盤Layers選項BEGIN LAYER設定介面

2.3.2 中間層（DEFAULT_INTERNAL）的設定

與Begin Layer設定相同即可。

圖 2‑10 通孔焊盤Layers選項DEFAULT_INTERNAL設定介面

2.3.3 底層（END_LAYER）的設定

與Begin Layer設定相同即可。

圖 2‑11 通孔焊盤Layers選項END_LAYER設定介面

2.3.4 阻焊層的設定

阻焊層（SOLDERMASK_TOP和SOLDERMASK_BOTTOM），Solder Mask=Regular Pad直徑+4~20 mil（焊盤直徑越大，這個值也可酌情增大）。

圖 2‑12 通孔焊盤Layers選項SOLDERMASK_TOP設定介面

圖 2‑13 通孔焊盤Layers選項SOLDERMASK_BOTTOM設定介面

2.3.5 助焊層(可不設定)

助焊層（PASTEMASK_TOP和PASTEMASK_BOTTOM），這一層僅用於表貼封裝，在直插元件的通孔焊盤中不起作用，可不填。

2.3.6 預留層(可不設定)

預留層（FILMMASK_TOP和FILMMASK_BOTTOM）可不填。

最後，儲存為pad48cir32d.pad即可。

2.4 封裝製作（生成*.dra）

2.4.1 放置焊盤

PCB Editor->Setup->User Preferences->Paths->Library->padpath中新增要使用的焊盤路徑。

PCB_Editor->File->New->Package symbol，Drawing Name填入TR_68_52 (.dra) 。

之後點開並固定Allegro右側的Options，選擇Layout->Pins，在Options中選擇此次要使用的padstack，就有對應的焊盤跟隨滑鼠。

先把兩個焊盤放上去，再精確調整。方法如下：

選中一個焊盤，右鍵選擇move，在命令列中輸入x -200 0，若設計單位是mil，即把此焊盤放在距原點的(-200mil,0mil)處；

選擇另外一個焊盤，右鍵選擇move，在命令列中輸入x 200 0，若設計單位是mil，即把此焊盤放在距原點的(200mil,0mil)處。

圖 2‑14 放置焊盤後的介面

上面可將數字1和2放在焊盤的裡面。

2.4.2 放置元件實體區域（Place_Bound）

Place_Bound用於表明在元件在電路板上所佔位置的大小，防止其他元件的侵入，若其他元件進入該區域則自動提示DRC報錯。

Shape->Rectangular，Options中選擇Package Geometry和Place_Bound_Top，如下圖。

圖 2‑15 Place_Bound後的效果

2.4.3 放置絲印層（Silkscreen）

Add->Lines，Options中選擇Package Geometry和Silkscreen_Top，詳情見下圖。

圖 2‑16 放置絲印後的效果

2.4.4 放置裝配層（Assembly）

Add->Lines，Options中選擇Package Geometry和Assembly_Top

圖 2‑17 放置裝配層後的效果

2.4.4 放置元件標示符（Labels）

Layout->Labels->RefDef，標示符包括裝配層Assembly_Top和絲印層Silkscreen_Top兩個部分，options裡的設定也分別選擇這兩部分，因為是電阻，所以均輸入R*即可。

圖 2‑18 放置元件標示符後的效果

2.4.4 放置器件型別（Device，非必要）

Layout->Labels->Device，Options中選擇Assembly_Top，設定器件型別為Reg*，如下圖。

圖 2‑19 放置器件型別後的效果

2.4.5 設定封裝高度（Package Height，非必要）

Setup->Areas->Package Height，選中封裝，在options中自動彈出Place_Bound_Top，並設定高度的最小和最大值，如下圖所示。

圖 2‑20 設定封裝高度的介面

此處設定為60mil和120mil，右鍵Done即可。

2.4.6 生成dra

儲存退出後在相應資料夾下會找到TR_68_52.dra和TR_68_52.psm兩個檔案。

儲存時若提示警告“Sector table not empty. Use dbdoctor to resolve”，則需執行Tools->Database Check，全選即可。

3. SMD IC製作

以AD8510的SOIC_N封裝為例進行介紹。

圖 3‑1 AD8510的SOIC_N封裝

上面單位是mm(inches)，1 inch = 1000 mil。

3.1 焊盤製作

3.1.1 計算SOP，SSOP，SOT尺寸

此部分針對如SOP，SSOP，SOT等符合下圖的表貼IC。其焊盤取決於四個引數：腳趾長度W，腳趾寬度Z，腳趾指尖與晶片中心的距離D，引腳間距P。

圖 3‑2 SOP，SSOP，SOT的焊盤引數

上圖中的“+”號是晶片的中心點，可理解成PCB的原點。

表 3‑1 SOP，SSOP，SOT封裝焊盤與PCB焊盤的關係

PCB焊盤屬性	計算公式	備註
PCB焊盤長X	X = W + 48 mil (1.2192mm)	W按照中間值計算
PCB焊盤寬Y	當P<=26 mil (0.6604mm)， Y= P/2 + 1mil (0.0254mm) 當P > 26 mil (0.6604mm)， Y = Z + 8mil (0.2032mm)	P為引腳間距，Z取中間值
晶片中心點到PCB焊盤外邊界的距離S	S = D + 24 mil (0.6096mm)	D為腳趾指尖與晶片中心的距離，手冊中一般給出的是2D的值，2D取中間值即可
兩個PCB焊盤外邊界的距離2*S	2S=2D + 48mil(1.2192mm)	對於AD8510，2*D的值為228.4mil~244mil

根據上表公式，AD8510的W = (50mil+15.7mil)/2 = 33mil，PCB焊盤長X = 81mil，引腳間距P = 50mil，腳趾寬度Z = 16mil，PCB焊盤寬Y=24mil

3.1.2 計算QFN，QFP，BGA尺寸

此部分針對符合引腳在晶片底部的特點的IC。

圖3‑3 QFN封裝（來自於ATmega88PA-MU）

上圖中焊盤間距e=0.45mm，焊盤寬度b=0.22mm，焊盤長度L=0.40mm，根據下表可知，焊盤寬度X=0.26mm，外延Tout=0.15mm，內沿Tin=0.05mm。

通常情況下，外延取0.25 mm，內延取0.05 mm。

表 3‑2 QFN焊盤尺寸與對應的PCB尺寸的對應關係

QFN封裝焊盤尺寸（mm）			推薦的PCB焊盤尺寸（mm）
焊盤間距（e）	焊盤寬度（b）	焊盤長度（L）	焊盤寬度（X）	外延（Tout）	內延（Tin）
0.8	0.33	0.6	正常0.42	最小0.15	最小0.05
0.65	0.28	0.6	正常0.37	最小0.15	最小0.05
0.5	0.23	0.6	正常0.28	最小0.15	最小0.05
0.5	0.23	0.4	正常0.28	最小0.15	最小0.05
0.4	0.20	0.6	正常0.25	最小0.15	最小0.05

3.1.3 焊盤製作 (生成*.pad)

從上節可知，AD8510的W = (50mil+15.7mil)/2 = 33mil，PCB焊盤長X = 81mil，引腳間距P = 50mil，腳趾寬度Z = 16mil，PCB焊盤寬Y=24mil。

開啟Pad_Designer->Layers，勾選Single layer mode，設定如下：

Begin Layer（Top層）：選擇Rectangle，Width = 81mil，Height = 24mil；

SOLDERMASK_TOP（綠油層）：選擇Rectangle，Width = 81mil + 4~20mil (0.1mm~0.5mm) ，Height = 24mil+4~20mil (0.1mm~0.5mm) ；

PASTEMASK_TOP (鋼網層) ：選擇Rectangle，Width = 81mil，Height = 24mil；

圖 3‑4 AD8510的PCB焊盤引數設定介面

之後儲存為ad8510_81_24mil.pad。

3.2 封裝製作

晶片中心點到PCB焊盤外邊界的距離S，2*S=2*D + 48mil，2*D = (228.4mil+244mil)/2，所以D = 118.1mil, S = D + 24mil = 142mil，PCB焊盤長X = 81mil，S-X/2 = 102mil

PCB_Editor->File->New->Package symbol，Drawing Name填入ad8510 (.dra) 。

3.2.1 放置焊盤

PCB Editor->Setup->User Preferences->Paths->Library->padpath中設定要使用的焊盤路徑。

之後點開並固定Allegro右側的Options，選擇Layout->Pins，在Options中選擇此次要使用的padstack，可以設定options以批量放置焊盤，見下圖。

圖 3‑5 批量放置焊盤的Options設定介面

上圖中當X的Qty=1時，Y行對應的Spacing決定了焊盤間距。Order為Right表示從左到右，Down為從上到下。

按照上面設定Options，會1次放4個焊盤，焊盤間距設定為50mil（就是ad8510的焊盤間距），如下圖。

圖 3‑6 批量放置焊盤的效果

為便於兩組*4個焊盤能夠精確對齊，可使用命令將各組精確擺放。

圖 3‑7 放置焊盤後的效果圖

上圖中可以將數字放在焊盤內。

Cadence Allegro貼片和外掛元器件封裝製作流程總結