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技術(shù)專(zhuān)題
在PCB設計中應用IPC通孔標準
我有幸在PCB上組裝通孔組件并進(jìn)行焊接，盡管可能會(huì )有一些挑戰需要克服。盡管它比穿線(xiàn)針要容易得多，但仍有一些參數應具有準確的公差，以防止PCBA中出現問(wèn)題。
幸運的是，您可以依靠現有的IPC通孔標準來(lái)確保將焊盤(pán)或過(guò)孔參數設置為最佳值。
什么是IPC通孔標準？
IPC通孔標準為PTH組件的著(zhù)陸和鉆孔尺寸提供了指導。
作為PCB設計師，您會(huì )經(jīng)常遇到IPC一詞。IPC以前稱(chēng)為印刷電路研究所。這是一個(gè)旨在規范PCB設計生命周期各個(gè)方面的貿易組織。您將獲得有關(guān)如何在PCB布局中處理技術(shù)方面的詳細信息，包括有關(guān)電鍍通孔的問(wèn)題。
IPC-2221和IPC-7251有兩個(gè)標準，其中包含設計中通孔元件的準則。IPC-2221是通用標準，涵蓋了PCB的電氣和制造要求。IPC-2221的第9節專(zhuān)門(mén)討論孔和互連，可為PTH設計提供很好的參考。
IPC-2221提供了有關(guān)最小環(huán)形圈尺寸，焊盤(pán)要求，位置公差以及通孔設計的其他相關(guān)要求的詳細指南。該文檔還提供了圖像，作為應如何鉆孔和制造孔的示例。
IPC-2222是IPC-2222文件的補充，該文件包含有關(guān)硬質(zhì)有機印制板的標準。IPC-2222包含根據密度水平計算孔尺寸的準則。
您還可以在IPC-7251文檔中找到更詳細的指南。IPC-7251是通孔設計和焊盤(pán)圖案的專(zhuān)用標準。它包含更具體的準則，例如，各種類(lèi)型的通孔引線(xiàn)的組件公差，接頭公差和組件的占位尺寸。
IPC-7251中指定的參數通常指定為三個(gè)級別的可生產(chǎn)性：
級別A：一般設計的可生產(chǎn)性
級別B：適中的設計可生產(chǎn)性
C級：高設計生產(chǎn)率
為什么IPC貫穿式標準很重要？
環(huán)形圈和鉆頭尺寸會(huì )影響可焊性。
假設通孔設計比表面安裝的設計容易，這是一個(gè)錯誤。如果不遵守法規標準，很容易在組裝過(guò)程中犯下無(wú)法彌補的錯誤。
例如，正確確定零件墊的鉆孔尺寸是一件棘手的事情。如果鉆頭尺寸太小，您會(huì )發(fā)現很難將其插入組件的引線(xiàn)中。將組件擠壓到過(guò)小的焊盤(pán)中會(huì )損壞組件或剝落鍍層。
另一方面，帶有鉆孔的墊片的公差較大，會(huì )導致部件在放置后過(guò)于松動(dòng)。這會(huì )影響可焊性和PCB修復工作。
除了鉆頭尺寸，環(huán)形圈的尺寸是通孔設計中的重要參數。一個(gè)環(huán)形圈是延伸超出所述PCB上所鉆的孔的銅面積。環(huán)形圈需要遵守一個(gè)最小值。如果圓環(huán)太小，則在維修過(guò)程中加熱或承受機械應力時(shí)，孔周?chē)你~很容易脫落。
使用IPC通孔標準計算焊盤(pán)尺寸
使用IPC-2221焊盤(pán)尺寸建議來(lái)獲得正確的焊盤(pán)尺寸。
您需要確定焊盤(pán)的尺寸，以避免我們已經(jīng)討論過(guò)的問(wèn)題。值得慶幸的是，IPC-2221清楚地闡明了應如何計算焊盤(pán)尺寸。使用以下公式為通孔組件獲取正確的焊盤(pán)尺寸：
最小焊盤(pán)尺寸=最大引線(xiàn)直徑+（2 x最小環(huán)形圈要求）+標準制造余量
最大引線(xiàn)直徑可從組件的數據表中得出，而其他兩個(gè)參數可從IPC-2221標準的相應表中獲得。
計算出焊盤(pán)尺寸后，您需要在功能強大的PCB設計和分析軟件中進(jìn)行相應的配置。嘗試使用OrCAD，因為其友好的用戶(hù)界面使設置通孔參數變得容易。它還具有許多其他工具，可幫助確保您的設計第一次成功。