KiCAD - fortgeschrittene SMD-Footprints erstellen

Hallo Hannes.

Hannes schrieb:

> Arbeite aber
> Beruflich Mit Altium...

Altium ist schon eine etwas andere Liga.

> 1. Abgerundete Pads (keine Ovale!)
> Geht sowas?

Leider nicht. Ist noch Wunschliste, und auch da vermutlich weit unten, 
weil wenig nachgefragt.


> 2. Wo ist die Pastenmaske im Fotprinteditor?

Angezeigt bekommst Du die leider nicht, auch nicht in PCBnew. Aber im 
Gerberplot ist sie vorhanden, wenn angewählt.
Eingestellt bekommst Du das ganze im Padeditor.
Den Padeditor bekommst Du, wenn Du in PCBnew oder im Footprinteditor 
rechts in ein Pad klickst und dort in einer Feinauswahl eventuell noch 
einmal das Pad selektierst und dann "Pad editieren" wählst.
Im Reiter oben "Generell" und dann rechts unter "Lagen" die Pasten 
anwählen. Für THT ist defaultmäßig keine Pastenlage angewählt, für SMD 
aber schon.

>
> 3. Paste schrumpfen im verhältnis zum Pad?
> Kann mam im Footpint z.B. die Pastenmaske im Verhältnis zu Pad
> schrumpfen? z.B. soll die Paste 0,05mm umlaufend kleiner sein als mein
> Pad.
>

Das geht. Eingestellt bekommst Du das ganze ebenfalls im Padeditor.
Im Reiter oben "Lokale Einstellungen und Abstände" und dann unter 
"Abstandsmasse" etwas sinnvolles eintragen. z.B. 0,5 in "Abstand 
Lötstoppmaske" wenn die Lötstoppmaske 0,5mm über das Pad hinausragen 
soll und in "Abstand Lötpaste" -0,05 eintragen, wenn die Pastenmaske 
0,05mm kleiner als das Pad sein soll.

> 4. Paste frei auf Pad Rastern
> Ich arbeite viel mit QFN artigen Bauteilen die Thermal oder große GND
> Pads haben. Diese Rastert man üblicherweise in der Paste auf. Geht sowas
> in KiCAD und wenn ja, wie?

Auch das ist Thema für die Wunschliste. Manuell kannst Du sowas 
erstellen, indem Du die Rasterung "malst", indem Du z.B. zuerst für das 
Pad die Lötstoppmaske abwählst (dann ist sie dort komplett geschlossen) 
und von Hand die Löcher per Polygone oder Draws in die Lötstoppmaske 
hinein "malst".

>
> 5. Zusammengesetzte Pads (ohne es bisher ausprobiert zu haben!)
> Kann man ein Pad aus verschiedenen Einzelstücken zusammen "bauen"

Natürlich. Aber sowas zusammenzustoppeln kann beim CAM-Input des 
Leiterplattenfabrikanten zu Kopfschmerzen führen. Wenn Du also soetwas 
machst, denk daran, die Pad Einzelteile etwas überlappen zu lassen, 
damit ein zurückziehen des Kupfers nicht zum Zerfall der Fläche führt(*.
Was der DRC dazu sagt, ist wieder eine andere Sache....."gemaltes 
Kupfer" in Footprints wird im DRC nicht berücksichtigt. Also auch dabei 
Vorsicht(**.
Denk daran: Pads auf gleichem Potential sollten die gleiche Pad-Nr. 
haben.
KiCad schlägt Dir dann auch eine Verbindung der Pads per Airwire vor, 
falls sie nicht zusammenhängen.

(* Umgekehrt führen zu geringe Abstände zum zusammenwachsen der Flächen 
bei hinzufügen des Unterätzungszuschlages. Also auch hier Reserven 
lassen.
(** Der DRC funktioniert aber, wenn Du nach plazieren des Footprintes 
dort Kupfer einfügst. Wenn Du mehrere brauchst: Mit Gruppenkopieren und 
per Hand die Referenz eintragen ist es umständlicher aber irgendwie auch 
sauberer.

 Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

Hallo ado, hallo Hannes.

Hannes schrieb:

> Als Worst Case ist z.B. ein LFPAK zu sehen
> http://www.nxp.com/documents/leaflet/939775016838_LR.pdf Auf Seite 9
> kann man gan gut sehen, was ich meine.
> Das große Hauptpad/Thermalpad hat eine T-Form, die Paste bei den kleinen
> Pads ist kleiner als das eigentliche Pad und die Paste des
> Hauptpads/Thermalpads besteht aus vielen einzelnen Blöcken.

Ich habe mich mal daran versucht. Das Ergebnis siehst Du im Anhang
als "LFPAK_RevB_23Jan2015.kicad_mod"

Aber Worst Case dürfte eher noch das zusätzliche Einfügen von Thermal 
Vias sein. ;O)

ado schrieb:

> Dann im "3D View" sieht man endlich auch das Pastenlayer. Siehe Bild.

Darauf würde ich mich nicht verlassen, obwohl es ein gutes Indiz ist. 
besser einen Gerberplot machen und den betrachten.

>
> Im PCB Footprint Editor sieht man, daß die Groundfläche aus 4 Einzelpads
> besteht und in den Eigenschaften jedes einzelnen Pads die Größe der
> Solder Mask steht (-20%).

Alternative Vorgehensweise bei obigem Footprint:
Das Hauptpad ist zusammengesetzt aus zwei rechteckigen SMD Einzelpads 
(Nr.5), bei denen das Pastenlayer abgeschaltet wurde. Die 
Pastenöffnungen (die Nr. 6 und 7) sind ebenfalls rechteckigen SMD Pads, 
bei denen alles, auch das Kupfer, abgeschaltet wurde, bis halt auf die 
Pastenlage (F.paste).

Die Pads Nr.1 bis Nr.4 sind "normal".

Wenn ich aber thermal Vias in das Hauptpad einbinden wollte, würde ich 
mir aber auch überlegen, ob ich es nicht aus einzel THT-Pads aufbauen 
würde....
auf der anderen Seite könnte ich aber hingehen und in das existierende 
Pads THT Pads hineinsetzten, bei denen sowohl Lötstopp und Paste 
abgeschaltet ist.

Es ist von Fall zu Fall zu überlegen, was sinnvoller ist. Vor allem wenn 
noch nicht klar ist, wie die Thermal Vias behandelt werden sollen, 
entweder durch verstopfen oder ob ein zusätzliches Resevoir an Paste 
bereitgestellt werden soll, durch welche vorgehensweise auch immer.

Eine alternative wäre das legen von Lötstoppstegen als Gitter zwischen 
den Vias, um das abfliessen von Lötzinn in die Vias zu unterbinden.
Nachteile:
1) Der Lötstopplack stellt lokal eine zusätzliche Temperaturisolierung 
da
2) die Stege sollten schmal sein, um nicht zuviel Platz zu verbrauchen. 
Dadurch werden sie aber instabil.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

Hannes schrieb:
> Wie häufig macht Ihr eigentlich Updates, oder besser gesagt, wie alt ist
> eure Installation?

Ich nutze es unter Linux und habe die Fremdpaketquelle hinzugefügt. 
Nutze also immer die so ziemlich aktuellste Version :-)

Gruß Max

Hallo Someone.

someone schrieb:
> Den Pastenlayer sieht man übrigens, wenn man im "High Contrast"-Modus
> arbeitet und den Pastenlayer auswählt.

Danke für den Tipp.....welche KiCad Version hast Du? Bei mir ist das 
irgendwie anders......

> Das geht natürlich nur im
> PCB-Editor, wird aber beim nächsten Bildschirm-Refresh auch vom
> Bauteile-Editor übernommen.

Meine Version ist:

Application: kicad
Version: (2014-12-28 BZR 5339)-product Release build
wxWidgets: Version 3.0.2 (debug,wchar_t,compiler with C++ ABI 1002,GCC 
4.9.1,wx containers,compatible with 2.8)
Platform: Linux 3.16.0-4-686-pae i686, 32 bit, Little endian, wxGTK
Boost version: 1.54.0
         USE_WX_GRAPHICS_CONTEXT=OFF
         USE_WX_OVERLAY=OFF
         KICAD_SCRIPTING=OFF
         KICAD_SCRIPTING_MODULES=OFF
         KICAD_SCRIPTING_WXPYTHON=OFF
         USE_FP_LIB_TABLE=HARD_CODED_ON
         BUILD_GITHUB_PLUGIN=ON

Das mit dem "hohen Kontrast" funktioniert bei mir nicht.....es ist nur 
eine Umschaltung Farben <> Grautöne, sonst nichts.

Wenn ich aber in der Ansicht nach openGL oder Cairo wechsle, dann 
bekomme ich die Lötstoppmaske zu sehen, aber nicht die Pastenmaske.
Der footprinteditor folgt hierbei den Einstellungen von PCBnew, egal ob 
ich den Editor aus PCBnew selber heraus aufrufe oder extern (Ich habe 
eine der neueren Versionen, wo der Footprinteditor aus dem KiCad 
Hauptmenue aus gestartet werden kann)

Das Kontextmenü beim Rechtsklick auf einen Footprint ist aber in 
Standardversion und unter openGL/Cairo komplett anders.

Unter openGL/Cairo erhalte ich move/rotate/flip/remove/properties wenn 
ich ein Pad rechts anklicke, und den Padeditor halt unter properties. 
Klicke ich Text rechts an, analog den Texteditor unter properties.
Wenn ich eine der Silkscreenlinien des Footprints anklicke, dann analog 
unter properties den Footprint, dann "footprint properties", aber keinen 
kompletten Footprint Editor. Den erhalte ich dann aus der oberen 
buttonleiste als "open footprint editor", geladen mit dem Footprint, der 
beim schliessen vorher vorhanden war, oder eben noch leer.

Und ich kann den Footprinteditor halt auch extern starten.

Raster ec. kann ich unter opbenGL/Cairo nicht mehr durch Rechtsklick 
wählen, dazu ist dann oben in der Toolleiste das Pulldown Menue.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

Hannes schrieb:
> Kann man eigentlich auch Footprints von vorn herein mit einem 3D Objekt
> verknüpfen, oder kann man das erst später im Layout?

Du stellst die zugehörige 3D-Datei im Footprint-Editor ein und 
speicherst diese Verknüpfung in der .pretty-Modulbibliothek. Immer wenn 
Du dann diesen Footprint verwendest, wird automatisch die im 
Footprint/Modul hinterlegte 3D-Datei verwendet.

Hallo Hannes.

Hannes schrieb:
> Kann man eigentlich auch Footprints von vorn herein mit einem 3D Objekt
> verknüpfen, oder kann man das erst später im Layout?

Das geht auch von vorneherein, wenn Du im Footprint Editor oben aus der 
Buttonleiste "Footprint properties" auswählst, und dort den Reiter 
"3D-Einstellungen" wählst.

Hannes schrieb:
> Leute, ihr seid spitze! :-)
>
> @ Bernd: Cool!

Danke! verneig Freut mich, wenn jemand etwas damit anfangen kann.

> Kann ich dir eine Auflistung meiner "Exoten" geben? ;-) *scherz*

Hin und wieder reizt es mich in der Tat aus vermutlich eher 
künstlerisch/gestalterischer Motivation, einfach mal einen Footprint für 
KiCad zu machen. Und dann natürlich bevorzugt Exoten, die anderen sind 
ja überwiegend schon da, und der Bauteilformexoten Zoo wird ja auch 
immer größer, insofern besteht eben auch oft Bedarf an sowas, zumindest 
in meinem Umfeld. ;O)

Bei obigem LFPAK könnte sich übrigens auch ein Fehler eingeschlichen 
haben. Es ist möglich, dass ich vergessen habe, die Abstände auf 0 zu 
setzten, als ich die Pastenpads (6 und 7) in den Kupferpads Nr. 5 
angelegt habe, darum könnten sie um die gleichen Abstände kleiner als 
gewollt ausgefallen sein, wie die Lötpastenpads für die Kupferpads Nr. 1 
bis 4 kleiner als die Kupferpads sind. Vermutlich dürfte das ganze 
trozdem noch funktionieren.

>
> Also mit den Thermal Vias bei LFPAK mache ich es eigentlich so, das ich
> unter das Bauteil, eben wegen dem Durchstieg/Abwandern von Zinn, keine
> Vias setzte, sondern eher um Das Bauteil herunm etwas größere mit
> 0,5-0,7mm Hole.

Ja, das ist eine der klassischen Techniken dafür, aber eben halt schon 
etwas vom Pad entfernt, und darum uneffektiver.

> sehen. Die löcher sorgen bei Erwärmung dann wirklich für einen kleinen
> Luftstrom, der (wenn auch nur im geringen Ausmaß) für punktuelle Kühlung
> sorgt.

Naja....Konvektion wird nur gut funktionieren, wenn das Via senkrecht 
steht, ansonsten musst Du wohl schon künstlich beblasen. Luftströmung 
durch dünne Vias ist sowieso eher schwer hin zu bekommen, der 
Strömungswiderstand ist heftig.

Auf der anderen Seite kenne ich Fälle, wo ein Wärmestaus unter 
klassischen Printnetztrafos erfolgreich beseitigt wurden, indem man 
unter dem Printtrafo die Platine ausfräste, und zwar so, dass diese 
Ausfräsungen zumindest an einigen Stellen auch deutlich über den Rand 
des Trafos hinausgingen, und so auch eine Luftsrömung am Trafo vorbei 
ermöglichten.
Aber ganz ohne Zwangsbelüftung funktionierte das auch nicht. 
Zwangsbelüftung alleine war aber auch wirkungslos, da sonst dort eine 
"Sackgasse" für die Strömung war.
Und die Löcher hatten cm Abmessungen, keine nullkomma Millimeter, wie 
Vias.

So wie ich kenne, geht der Wärmetransport bei Thermal Vias durch 
Wärmeleitung in der Kupferhülse des Vias. Der Wärmewiderstand von Zinn 
ist schon so hoch verglichen mit dem von Kupfer, dass auch eine Füllung 
des Vias mit Zinn nur unwesentlich zum Wärmetransport beiträgt.

> Ich habe mal Versuche ohne Pluggen (nicht nur mit LFPAK) geröngt um zu
> sehen wie die Pads angebunden sind. Ergebnis: Pad-Zinn Abdeckung im
> Footprint etwa 60-80%, nach dem Lötprozess etwa nur noch 30% mit
> deutlichen Voids um die Vias :-(. Fand ich jetzt nicht so gut...
> Seit dieser Zeit Lege ich die Bauteile immer Ohne Vias an (falls Nötig,
> setzte ich sie im Layout nach).

Gut zu wissen. Ich habe zwar mal mit Röntgenfluoreszenzanalysegeräten zu 
tun gehabt, aber die Möglichkeit, Leiterplatten zu röntgen hatte ich 
leider nie.

Es gibt die Empfehlung in den Situationen eben ein entsprechendes 
größeres Reservoir an Paste bereitzustellen, um den Abfluss ins Via 
auszugleichen, z.b. indem man lokal mehr Paste aufbringt. Aber dass ist 
in einem Prozess eben auch nicht so ohne weiteres möglich. Über die 
Idee, die Pastenschablone dafür an den Stellen dicker zu machen, habe 
ich schon viele Leute fluchen hören.

> Hingegen habe ich natürlich auch Versuche mit HDI Microvias gemacht.
> Ergebnis ist zwar salopp gesagt Bombe (also alles bestens) aber man
> möchte dies natürlich nicht bei jedem Layout bezahlen.

Alternativ: Ausfräsung unter das Bauteil und einen passenden Kupfer oder 
Aluklotz hinein. Ok, so ein passend gefräster Klotz ist auch teuer, und 
dann der Einbau....

> Zurück zum Thema:
> Also für mich sieht KiCAD bislang immer noch recht Brauchbar aus :-)
> Und scheinbar wird es auch immer besser.

Es sieht in der Tat gut aus. ;O)
Es ist zur Zeit viel im Umbruch, und dabei gibt es gelegentlich nervige 
Bugs, aber das ganze Leben ist ja eine Baustelle. ;O)

> Wie häufig macht Ihr eigentlich Updates, oder besser gesagt, wie alt ist
> eure Installation?

Mein Build hier aktuell ist vom 28. Dezember 2012. Der auf meinem 
Netbook vom letzten Sommer.
Auf meiner alternativen Festplatte für den Rechner hier ist ein Build 
vom letzten Herbst.

Persönlich halte ich bei der derzeitigen Entwicklungsgeschwindigkeit von 
KiCad mindestens vierteljährliche updates für sinnvoll.

Nicht weil es nötig wäre, sondern um nicht aus der Übung zu kommen, 
setzte ich so alle halbe bis ganze Jahre mein Linux neu auf. Dabei 
spätestens gibt es ein frisches KiCad. Die aus den KiCad Repositories 
sind manchmal etwas alt, darum kompiliere ich sie frisch mit einem 
Skript.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

Hallo Hannes.

So, ich habe spasseshalber den Footprint auf zwei Versionen mit 
unterschiedlichen Anordnungen von Thermal Vias erweitert, und auch noch 
ein Drahtgittermodell dazugesteckt.

Eine Ansicht davon ist im Anhang als 
"SOT669_LFPAK_PowerSO8_RevA_24Jan2015.png" zu finden.
Eine Pdfvorschau ist in "SOT669_LFPAK_PowerSO8_RevA_24Jan2015.pdf" 
enthalten, und "SOT669_LFPAK_PowerSO8_RevA_24Jan2015.zip" ebthält die 
SOT669_LFPAK_PowerSO8_RevA_24Jan2015.pretty Modulbibliothek und die 
Drahtgittermodelle zusammen mit einem Board.

Klassisch wurden KiCad Footprints weitergegeben, indem man sie auf ein 
Board stellte, und dieses weitergab. ;O)
Das Verfahren mit dem Board eignet sich noch heute, um Biblotheken zu 
verwalten, wenn man nicht einen Dateimanager vorzieht.
Das Board bietet aber Vorschaumöglichkeiten. ;O)


Der Pfad für das Drahtmodell muss noch angepasst werden. Der 
Verkleinerungsfaktor ist 0,3937

Da ich in den nächsten Wochen Zeit nichts mit LFPAK mache, bitte ich 
Dich, die Abmessungen alle mal grob zu kontrollieren.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

Hallo operator.

operator schrieb:

> Wie es der name bereits vemuten lässt, sind es 200 pins die ich erzeugen
> und platzieren muss. Die meisten sind dabei in Reihe mit gleichem
> Pinabstand, bis auf eine Lücke.
> Wie kann ich dies am effektivsten erzeugen?

Manuell indem Du mit copy&paste die Pads erzeugst, und die Pads dann 
parametrisch plazierst.
Meint, Du erzeugst ein Pad so wie Du es haben möchtest.
Dieses kopierst Du irgendwohin, wo es nicht stört, aber in einer 
Koordinate schon in der richtigen Position ist.
Dann plazierst Du an die gleiche stelle alle anderen restlichen der 
gleichartigen Pads. Entweder, indem Du sie dort "erzeugst", sie werden 
dann automatisch durchnummeriert, oder indem Du sie kopierst, dann haben 
alle die gleiche Nummer.
Das Kopieren geht sehr schnell, indem Du aus einem Pad zuerst zwei 
machst, aus den zweien dann vier, dann acht, sechzehn und so fort. 
Überzählige löschst Du zum Schluss NACH dem Plazieren als Gruppe.

Dann plazierst Du sie parametrisch, indem Du vom Stapel der Pads eins 
mit dem Editor öffnest, und dort die passenden Koordinaten einträgst. 
Idealerweise passt bei Pads, die in einer Reihe liegen, schon eine 
Koordinate (Darum oben mein Hinweis auf geschikte Positionierung der 
"frischen" Pads). Die andere Koordinate ändert sich im Abstand der 
Padmitten. Mit etwas Übung (die kriegst Du schnell) geht das ganze fix 
im Kopf auszurechnen und einzutragen.

Eventuell musst Du noch die Pad Nummer anpassen. Und das war es dann 
schon.

Da die KiCad Footprints klarschriftlesbare Dateien mit "symbolischen 
Ausdrücken" (Es existiert nur ein Artikel dazu in der englischsprachigen 
Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/S-expression) sind, eignet sich 
dazu aber auch gut ein Skript.
Solche Skripte können im groben als maschinelle Umsetzung obiger Methode 
gesehen werden.


>
> Für das Bauteil in eeschema wäre ich auch um einen Tip froh. Dort ist
> die Platzierung eher nebensache, es ginge eigentlich nur ums erzeugen
> der pins.

Genauso. Allerdings sind die Symbolbibliotheken noch nicht in 
symbolischen Ausdrücken (S-Expressions) aufgebaut. Trozdem sind sie 
Klarschrift lesbar. Aufwändig wird hier wohl, wenn Du explizit Pin Namen 
vergeben möchtest.

Sowohl für Footprints als auch für Symbole gibt es Unterstützung in Form 
von Skripten oder Programmen. Ein paar findest Du hier genannt: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/KiCAD#Tools aber ich denke, im 
Netzt wirst Du ein paar mehr finden.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

Hallo Ado.

ado schrieb:

> Da gibt es doch diese Funktion im Footprint-Editor "New Footprint using
> wizard".
> Da kann man irgendwie Anzahl der Pins eingeben, Länge, Breite, Pitch
> usw.
> Und dann ist plötzlich schon die halbe Arbeit getan.

In welcher Version hast Du das gesehen?
In BZR 5339 vom 28. Dezember 2014 ist sowas jedenfalls nicht.

Application: kicad
Version: (2014-12-28 BZR 5339)-product Release build
wxWidgets: Version 3.0.2 (debug,wchar_t,compiler with C++ ABI 1002,GCC 
4.9.1,wx containers,compatible with 2.8)
Platform: Linux 3.16.0-4-686-pae i686, 32 bit, Little endian, wxGTK
Boost version: 1.54.0
         USE_WX_GRAPHICS_CONTEXT=OFF
         USE_WX_OVERLAY=OFF
         KICAD_SCRIPTING=OFF
         KICAD_SCRIPTING_MODULES=OFF
         KICAD_SCRIPTING_WXPYTHON=OFF
         USE_FP_LIB_TABLE=HARD_CODED_ON
         BUILD_GITHUB_PLUGIN=ON


Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

Hallo suzz.

suzz schrieb:

>> In BZR 5339 vom 28. Dezember 2014 ist sowas jedenfalls nicht.
>
> Keine Ahnung, wie lange es diesen Assistenten schon gibt - hatte bisher
> noch keinen Bedarf - in BZR 5386 ist er jedenfalls vorhanden.
>
> Scheint also ein Unterschied Linux/Windows zu sein.

Mittlerweile, BZR 5513 vom 14. März 2015, ist der Assistent auch in 
Linux vorhanden.

Er wird vermutlich schon in deutlich früheren Releases enthalten gewesen 
sein, aber ich bin erst jetzt zu einem Update gekommen. ;-)

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de