遵循DFM的PCB焊盘设计准则

在组装电路板时，我们如何定义印刷电路板设计中的焊盘所使用的焊盘会制造或破坏电路板。以下是一些PCB焊盘设计准则，可以帮助您创建焊盘形状，这将有助于在制造PCB时取得成功。

PCB焊盘设计准则的重要性

PCB焊盘设计指南首先，让我们准确定义一个“垫”是什么。焊盘（也称为“焊盘”）是电路板上金属的裸露区域，零件的引线将被焊接到该裸露区域。多个焊盘用于在印刷电路板上创建元件的占位面积或焊盘图案。

对于通孔部件，焊盘通常是圆形的，并且将具有一个穿过其中的电镀孔，以便将组件引线插入并焊接。对于表面贴装技术（SMT）零件，焊盘的尺寸和形状会有所不同，具体取决于要焊接的组件。有时，出于热或机械方面的原因，会出现尺寸不规则的异形焊盘，而小型圆形焊盘通常用于自动光学设备进行对准和对齐。

引入PCB设计工具多年后，由于缺乏自动化工具，布局工程师不得不手动定义自己的焊盘。这是通过使用数据表中的信息以及通用焊盘尺寸和形状公式在设计工具中绘制焊盘形状来完成的。

但是，由于制造商的规范并不总是遵循相同的公式，因此此过程可能很容易出错。这可能会导致布局设计人员在其焊盘中使用错误的尺寸和形状。不幸的是，这些错误的焊盘尺寸和形状可能在制造过程中造成灾难性的后果，包括：

l 通孔突破：通孔焊盘必须具有用于焊接的实心环形圈，这是孔壁和焊盘外围之间的金属。圆环规格设计得足够大，以允许预期数量的钻头从孔的中心漂移。但是，如果焊盘太小，则环形圈可能会破裂，而破裂过多会导致焊接不当或电路破裂和不完整。

l 焊点不足：焊盘太小的SMT零件可能会在制造过程中出现无法获得合适焊锡角的风险。如果没有良好的圆角，焊点会很弱并且会破裂。

l 浮动部件：焊接到焊盘上的SMT部件过大可能会在回流焊期间最终浮动到位。这可能导致与其他零件的冲突，甚至导致电路之间的短路。

l 逻辑删除部件：如果两个较小的SMT固定引脚部件的焊盘尺寸不同，则它们可能会出现焊接问题，例如电阻器和电容器。一个垫板的加热速度会比另一个垫板快，熔化的焊料会将零件向上拉并远离另一个垫板，像墓碑一样粘在上面。

l 与其他金属的短路：焊盘太小会导致表面走线太靠近焊接到其上的部件，从而可能导致金属短路在一起的区域。另一方面，过大的焊盘可能会限制它们之间的走线布线，使布线电路板更加困难。

所有这些问题迫使PCB制造商诉诸于手工组装技术来解决这些问题，同时还要花费更多的检查和返工时间。创建尺寸和形状合适的PCB焊盘至关重要，值得庆幸的是，今天有很多帮助。

PCB焊盘尺寸的行业标准和计算器

现在，PCB设计人员可以使用多种选择来创建合适的焊盘尺寸。焊盘尺寸有不同的规格，例如IPC-7351，详细说明了PCB设计人员应使用的焊盘规格。此外，设计师可以使用以下资源：

l 焊盘和焊盘图案生成器：当今大多数PCB设计工具都包含库向导或生成器。这些软件功能通常与IPC标准结合使用，并会自动创建组件所需的尺寸和形状垫。

l PCB设计CAD供应商库：同时，CAD工具供应商通常具有预制的焊盘和焊盘图案库，您可以下载和使用。这些用户通常可以根据工具的维护合同免费获得这些用户。

l 第三方CAD库供应商：设计人员可以从第三方PCB库零件供应商处下载焊盘和焊盘图案，但需要付费。在某些情况下，您可能会从组件供应商处直接找到需要的焊盘和焊盘图案，这意味着它们是专门为该零件创建的。

l 焊盘和焊盘图案计算器：在线上也有不同的焊盘和焊盘图案计算器。

通过使用由工具自动生成或可以在线使用的行业标准零件，您可以节省很多时间，这些时间过去专门用于库创建。您还可以确保根据行业或供应商的规范来构建CAD零件，从而可以通过制造商的DFM要求。