pcb焊盘具有哪些形状和类型？

PCB焊盘是元件通过PCB上的引线孔，用焊锡焊接固定在PCB上，印制导线把焊盘连接起来，实现元件在电路中的电气连接。

PCB焊盘（或称焊接盘）根据设计需求、元件类型和工艺制程，有多种形状和分类方式。以下是主要的形状和类型：

一、按几何形状分类 (最常见)：

圆形焊盘：
- 最常见的形状之一。
- 用于通孔插装元件（如电阻、电容、二极管等）引脚的焊接。
- 也用于需要较小尺寸或规则排列的焊点。
- 孔径通常略大于元件引脚直径。
方形/矩形焊盘：
- 同样非常常见。
- 主要用于表面贴装元器件，如SMD电阻、电容、SOP/QFP/QFN封装IC引脚等。
- 其长宽可以相等（正方形），也可以不等（长方形），以适应不同引脚尺寸或散热需求。
- 矩形焊盘常用于芯片类器件的引脚，有时末端设计为“圆角矩形”，兼顾方形和圆形的优点，减少应力集中。
椭圆形/跑道形焊盘：
- 由两个半圆加一个矩形组成。
- 主要优点： 具有较大的表面积（相比圆形，可以容纳更大的钻孔而不显著减小焊环宽度）和更长的焊接边缘。
- 常见应用：
  - 双列直插封装的通孔器件引脚。
  - 需要较大焊接强度或可靠性的地方。
  - 有时作为替代，满足高密度布线和制造精度要求。
长圆形/细长形焊盘：
- 长度远大于宽度的矩形焊盘。
- 主要用于特定元件，如晶体振荡器的安装焊盘、一些连接器模块或需要滑动定位的器件焊盘。
异形焊盘：
- 不局限于上述标准几何形状，根据特殊元件外形或散热、电气性能需求定制。
- 典型例子：
  - 散热焊盘： 位于QFN、DFN或功率器件底部，通常是非常大的多边形（方形、矩形或多边形组合），用于导热和机械固定，中心或四周开有过孔将热量传导到内层或背面散热区。
  - “泪滴”或“水滴”形焊盘： 是圆形/矩形焊盘与走线连接处的一种特殊形状。它在焊盘与较细的走线连接处平滑加宽，形似泪滴。主要作用是防止应力集中导致走线从焊盘撕裂脱落，提升机械强度。
  - 星形/十字形焊盘： 特别用于QFN/QFP中心的裸露散热焊盘，通过狭缝分成多个独立焊盘区，周围布设多个过孔。主要用于解决回流焊时器件下方空气受热膨胀导致的“立碑”或“虚焊”问题（减少焊锡表面张力不均匀）。

二、按加工方式（是否开孔）分类：

通孔焊盘：
- 特征： 中心带金属化孔。
- 用途： 插装元件引脚穿过此孔后进行焊接。形状多为圆形、椭圆形、方形。
- 特殊类型： 半孔焊盘： 位于PCB边缘，孔的一部分被切割掉，露出孔的内壁金属化层，便于垂直插接另一块PCB。
贴片焊盘：
- 特征： 没有通孔，元件引脚直接焊接在PCB表面的铜箔上。
- 用途： 焊接所有表面贴装元器件。
- 子类型：
  - SMT焊盘： 标准表面贴装焊盘，如方形、矩形等。
  - BGA焊盘： 用于球栅阵列封装。焊盘形状多为圆形或圆形缺角（在非常细间距时确保模板开窗准确对齐），位于焊盘阵列正下方。
  - 微孔型焊盘： 在盲孔或埋孔上制造的小型焊盘，通常<0.15mm，用于高密度互连HDI板。

三、按功能/特殊设计分类：

热设计焊盘：
- 如前所述，是为解决散热和焊接可靠性问题而设计的异形焊盘（星形、十字形带过孔的大面积焊盘）。
- 主要目的是平衡焊锡表面张力、提供良好导热通道。
散热焊盘：
- 主要作为导热的通道，形状和尺寸根据元件封装和功率设计，底部通常直接开窗连接到金属散热层（如接地层）或使用散热过孔（Thermal Via）阵列。
测试点焊盘：
- 结构简单，通常是圆形或方形。
- 表面裸铜或加阻焊开窗（Solder Mask Opening），用于ICT/飞针测试探头接触。
- 可能有特殊的阻焊设计（如“狗骨头”形状阻焊）或标记符。
定位焊盘：
- 用于器件安装定位柱或卡口结构。
- 通常只是通孔而无须焊接元件引脚，孔径较大。
金手指：
- 边缘连接器的接触点。
- 通常是细长的矩形或倒角矩形。
- 特征： 镀厚金（通常硬金）以提高耐磨性、导电性和抗氧化性。
- 阻焊完全避开金手指区域。

总结：

PCB焊盘的设计是一个综合考虑元件规格、安装方式（SMT/PTH）、布线密度、散热需求、制造工艺能力和可靠性的过程。最常见的形状是圆形、方形/矩形和椭圆形。随着技术发展，特别是高密度、大功率和小型化趋势下，异形焊盘（如星形热设计焊盘、复杂散热焊盘） 和微小型焊盘（BGA） 的应用越来越重要。理解不同类型的焊盘及其适用场景是进行有效PCB设计的基础。选择合适的焊盘形状和类型对保证组装良率、焊接可靠性和最终产品的长期稳定性至关重要。