講解IPC通孔標(biāo)準(zhǔn)在PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

我很幸運(yùn)能夠?qū)⑼捉M件組裝到 PCB 上并進(jìn)行焊接，盡管可能需要克服一些挑戰(zhàn)。 雖然它比穿針容易得多，但有些參數(shù)應(yīng)該有準(zhǔn)確的公差，以防止PCBA出現(xiàn)問題。

幸運(yùn)的是，您可以依靠現(xiàn)有的 IPC 通孔標(biāo)準(zhǔn)來確保將焊盤或通孔參數(shù)設(shè)置為最佳值。

IPC過孔標(biāo)準(zhǔn)是什么？

IPC 通孔標(biāo)準(zhǔn)為 PTH 組件的著陸和鉆孔尺寸提供指導(dǎo)。

作為 PCB 設(shè)計(jì)人員，您會(huì)經(jīng)常遇到 IPC 這個(gè)詞。 IPC 的前身是印制電路研究所。 這是一個(gè)貿(mào)易組織，旨在標(biāo)準(zhǔn)化 PCB 設(shè)計(jì)生命周期的各個(gè)方面。 您將獲得有關(guān)如何處理 PCB 布局技術(shù)方面的詳細(xì)信息，包括電鍍通孔問題。

IPC-2221 和 IPC-7251 有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其中包含設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)。 IPC-2221第9節(jié)專門討論了孔和互連，可以為PTH設(shè)計(jì)提供很好的參考。

IPC-2221 提供了關(guān)于最小環(huán)尺寸、焊盤要求、位置公差和其他通孔設(shè)計(jì)相關(guān)要求的詳細(xì)指南。 該文檔還提供了圖像作為示例，說明應(yīng)如何鉆孔和制造孔。

IPC-2222 是對(duì) IPC-2222 文件的補(bǔ)充，其中包含與硬質(zhì)有機(jī)印制板相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 IPC-2222 包含根據(jù)密度水平計(jì)算孔尺寸的指南。

您還可以在 IPC-7251 文檔中找到更詳細(xì)的指導(dǎo)。 IPC-7251 是通孔設(shè)計(jì)和焊盤圖形的特殊標(biāo)準(zhǔn)。 它包含更具體的標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)通常指定為三個(gè)級(jí)別的可生產(chǎn)性：

A級(jí)：一般設(shè)計(jì)可生產(chǎn)性

B 級(jí)：中等設(shè)計(jì)可生產(chǎn)性

C級(jí)：高設(shè)計(jì)生產(chǎn)力

為什么 IPC 滲透標(biāo)準(zhǔn)很重要？

環(huán)和鉆頭尺寸會(huì)影響可焊性。

認(rèn)為通孔設(shè)計(jì)比表面貼裝設(shè)計(jì)更容易的想法是錯(cuò)誤的。 如果不遵守規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，很容易在裝配過程中犯下無法彌補(bǔ)的錯(cuò)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(huì)發(fā)現(xiàn)很難將其插入元件的引線中。 將組件壓入太小的墊可能會(huì)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(huì)導(dǎo)致零件在放置后變得過于松動(dòng)。 這將影響可焊性和 PCB 修復(fù)。

除了鉆頭尺寸外，孔環(huán)尺寸也是通孔設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。 環(huán)形圈是延伸到 PCB 板上鉆孔之外的銅區(qū)域。 環(huán)需要遵守一個(gè)最小值。 如果環(huán)太小，在加熱或維修時(shí)承受機(jī)械應(yīng)力時(shí)，孔周圍的銅容易脫落。

使用 IPC 通孔標(biāo)準(zhǔn)計(jì)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(xiàn)我們討論過的問題。 幸運(yùn)的是，IPC-2221 清楚地說明了應(yīng)如何計(jì)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(huán)要求）+標(biāo)準(zhǔn)制造余量

最大引線直徑可以從元件的數(shù)據(jù)手冊(cè)中獲得，而其他兩個(gè)參數(shù)可以從IPC-2221標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)表中獲得。

計(jì)算出焊盤尺寸后，需要在功能強(qiáng)大的PCB設(shè)計(jì)分析軟件中進(jìn)行配置。 嘗試使用 OrCAD，因?yàn)槠溆押玫挠脩艚缑婵梢暂p松設(shè)置通孔參數(shù)。 它還具有許多其他工具，可幫助確保您的設(shè)計(jì)首次成功。 PCB加工廠講解了IPC過孔標(biāo)準(zhǔn)在PCB設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并依托現(xiàn)有的IPC過孔標(biāo)準(zhǔn)，確保焊盤或過孔參數(shù)設(shè)置為最優(yōu)值。