講解IPC通孔標準在PCB設計中的應用

我很幸運能夠將通孔組件組裝到 PCB 上并進行焊接，盡管可能需要克服一些挑戰。 雖然它比穿針容易得多，但有些參數應該有準確的公差，以防止PCBA出現問題。

幸運的是，您可以依靠現有的 IPC 通孔標準來確保將焊盤或通孔參數設置為最佳值。

IPC過孔標準是什么？

IPC 通孔標準為 PTH 組件的著陸和鉆孔尺寸提供指導。

作為 PCB 設計人員，您會經常遇到 IPC 這個詞。 IPC 的前身是印制電路研究所。 這是一個貿易組織，旨在標準化 PCB 設計生命周期的各個方面。 您將獲得有關如何處理 PCB 布局技術方面的詳細信息，包括電鍍通孔問題。

IPC-2221 和 IPC-7251 有兩個標準，其中包含設計中通孔組件的指南。 IPC-2221 是涵蓋 PCB 板的電氣和制造要求的通用標準。 IPC-2221第9節專門討論了孔和互連，可以為PTH設計提供很好的參考。

IPC-2221 提供了關于最小環尺寸、焊盤要求、位置公差和其他通孔設計相關要求的詳細指南。 該文檔還提供了圖像作為示例，說明應如何鉆孔和制造孔。

IPC-2222 是對 IPC-2222 文件的補充，其中包含與硬質有機印制板相關的標準。 IPC-2222 包含根據密度水平計算孔尺寸的指南。

您還可以在 IPC-7251 文檔中找到更詳細的指導。 IPC-7251 是通孔設計和焊盤圖形的特殊標準。 它包含更具體的標準，例如各種類型的通孔引線的元件公差、接頭公差和元件封裝。

IPC-7251 中指定的參數通常指定為三個級別的可生產性：

A級：一般設計可生產性

B 級：中等設計可生產性

C級：高設計生產力

為什么 IPC 滲透標準很重要？

環和鉆頭尺寸會影響可焊性。

認為通孔設計比表面貼裝設計更容易的想法是錯誤的。 如果不遵守規定和標準，很容易在裝配過程中犯下無法彌補的錯誤。

例如，很難正確確定零件焊盤的鉆孔尺寸。 如果鉆頭尺寸太小，您會發現很難將其插入元件的引線中。 將組件壓入太小的墊可能會損壞組件或剝落涂層。

另一方面，帶有鉆孔的墊片具有較大的公差，這會導致零件在放置后變得過于松動。 這將影響可焊性和 PCB 修復。

除了鉆頭尺寸外，孔環尺寸也是通孔設計中的一個重要參數。 環形圈是延伸到 PCB 板上鉆孔之外的銅區域。 環需要遵守一個最小值。 如果環太小，在加熱或維修時承受機械應力時，孔周圍的銅容易脫落。

使用 IPC 通孔標準計算焊盤尺寸

使用 IPC-2221 焊盤尺寸建議以獲得正確的焊盤尺寸。

您需要確定焊盤的尺寸以避免出現我們討論過的問題。 幸運的是，IPC-2221 清楚地說明了應如何計算焊盤尺寸。 使用以下公式為通孔組件獲取正確的焊盤尺寸：

最小焊盤尺寸=最大引線直徑+（2 x 最小環要求）+標準制造余量

最大引線直徑可以從元件的數據手冊中獲得，而其他兩個參數可以從IPC-2221標準的對應表中獲得。

計算出焊盤尺寸后，需要在功能強大的PCB設計分析軟件中進行配置。 嘗試使用 OrCAD，因為其友好的用戶界面可以輕松設置通孔參數。 它還具有許多其他工具，可幫助確保您的設計首次成功。 PCB加工廠講解了IPC過孔標準在PCB設計中的應用，并依托現有的IPC過孔標準，確保焊盤或過孔參數設置為最優值。