PCB焊盤設計
一、焊盤與孔徑
在保證布線最小間距不違反設計的電氣間距的情況下,焊盤的設計應較大,以保證足夠的環寬。一般焊盤的內孔要比元器件的引線直徑稍微大一點,設計過大,容易在焊接中形成虛焊。焊盤外徑D 一般不小于(d+1.2)mm,其中d為焊盤內孔徑,對于一些密度比較大的PCB ,焊盤的最小值可以取(d+1.0) mm。焊盤的形狀通常設置為圓形,但是對于DIP封裝的集成電路的焊盤最好采用跑道形,這樣可以在有限的空間內增大焊盤的面積,有利于集成電路的焊接。布線與焊盤的連接應平滑過渡,即當布線進入圓焊盤的寬度較圓焊盤的直徑小時,應采用補淚滴設計。
需要注意的是,焊盤內孔徑d的大小是不同的,應當根據實際元器件引線直徑的大小加以考慮,如元件孔、安裝孔和槽孔等。而焊盤的孔距也要根據實際元器件的安裝方式進行考慮,如電阻、二極管、管狀電容器等元件有“立式”、“臥式”兩種安裝方式,這兩種方式的孔距是不同的。此外,焊盤孔距的設計還要考慮元器件之間的最小間隙要求,特別是特殊元器件之間的間隙需要由焊盤間的孔距來保證。
在高頻PCB中,還要盡量減少過孔的數量,這樣既可減少分布電容,又能增加PCB的機械強度。總之,在高頻PCB的設計中,焊盤及其形狀、孔徑與孔距的設計既要考慮其特殊性,又要滿足生產工藝的要求。采用規范化的設計,既可降低產品成本,又可在保證產品質量的同時提高生產的效率。
二、PCB設計中焊盤的形狀和尺寸設計標準
1、應調用PCB標準封裝庫。
2、所有焊盤單邊最小不小于0.25mm,整個焊盤直徑最大不大于元件孔徑的3倍。
3、應盡量保證兩個焊盤邊緣的間距大于0.4mm。
4、在布線較密的情況下,推薦采用橢圓形與長圓形連接盤。單面板焊盤的直徑或最小寬度為1.6mm;雙面板的弱電線路焊盤只需孔直徑加0.5mm即可,焊盤過大容易引起無必要的連焊。
5、孔徑超過1.2mm或焊盤直徑超過3.0mm的焊盤應設計為菱形或梅花形焊盤
6、對于插件式的元器件,為避免焊接時出現銅箔斷現象,且單面的連接盤應用銅箔完全包覆;而雙面板最小要求應補淚滴;如圖:
7、所有機插零件需沿彎腳方向設計為滴水焊盤,保證彎腳處焊點飽滿。
8、大面積銅皮上的焊盤應采用菊花狀焊盤,不至虛焊。如果PCB上有大面積地線和電源線區(面積超過500平方毫米),應局部開窗口或設計為網格的填充(FILL)。如圖:
三、PCB制造工藝對焊盤的要求
1、貼片元器件兩端沒連接插裝元器件的應加測試點,測試點直徑等于或大于1.8mm,以便于在線測試儀測試。
2、腳間距密集的IC腳焊盤如果沒有連接到手插件焊盤時需要加測試焊盤,如為貼片IC時,測試點不能置如貼片IC絲印內。測試點直徑等于或大于1.8mm,以便于在線測試儀測試。
3、焊盤間距小于0.4mm的,須鋪白油以減少過波峰時連焊。
4、貼片元件的兩端及末端應設計有引錫,引錫的寬度推薦采用0.5mm的導線,長度一般取2、3mm為宜。
5、單面板若有手焊元件,要開走錫槽,方向與過錫方向相反,寬度視孔的大小為0.3MM到1.0MM;(孔徑的50-70%)如下圖:
6、導電橡膠按鍵的間距與尺寸大小應與實際的導電橡膠按鍵的尺寸相符,與此相接的PCB板應設計成為金手指,并規定相應的鍍金厚度。
7、焊盤大小尺寸與間距要與貼片元件尺寸相同(1:1)。
8、對于在同一直線上焊盤(焊盤個數大于4)間的距離小于0.4mm的焊點,在加白油的基礎上,元件長邊與波峰方向盡量平行的,則在末尾那個焊盤處增加一個空焊盤或將末尾那個焊盤加大,以便吃下拖尾焊錫減少連焊。