在PCB设计中应用IPC通孔标准

time : 2021-05-17 09:22       作者:凡亿pcb


我有幸在PCB上组装通孔组件并进行焊接,尽管可能会有一些挑战需要克服。尽管它比穿线针要容易得多,但仍有一些参数应具有准确的公差,以防止PCBA中出现问题。  

幸运的是,您可以依靠现有的IPC通孔标准来确保将焊盘或过孔参数设置为最佳值。 

什么是IPC通孔标准?

IPC通孔标准为PTH组件的着陆和钻孔尺寸提供了指导。 

作为PCB设计师,您会经常遇到IPC一词。IPC以前称为印刷电路研究所。这是一个旨在规范PCB设计生命周期各个方面的贸易组织。您将获得有关如何在PCB布局中处理技术方面的详细信息,包括有关电镀通孔的问题。

IPC-2221IPC-7251有两个标准,其中包含设计中通孔元件的准则。IPC-2221是通用标准,涵盖了PCB的电气和制造要求。IPC-2221的第9节专门讨论孔和互连,可为PTH设计提供很好的参考。

IPC-2221提供了有关最小环形圈尺寸,焊盘要求,位置公差以及通孔设计的其他相关要求的详细指南。该文档还提供了图像,作为应如何钻孔和制造孔的示例。

IPC-2222IPC-2222文件的补充,该文件包含有关硬质有机印制板的标准。IPC-2222包含根据密度水平计算孔尺寸的准则。 

您还可以在IPC-7251文档中找到更详细的指南。IPC-7251是通孔设计和焊盘图案的专用标准。它包含更具体的准则,例如,各种类型的通孔引线的组件公差,接头公差和组件的占位尺寸。 

IPC-7251中指定的参数通常指定为三个级别的可生产性:

级别A:一般设计的可生产性 

级别B:适中的设计可生产性 

C级:高设计生产率 

为什么IPC贯穿式标准很重要?

环形圈和钻头尺寸会影响可焊性。

假设通孔设计比表面安装的设计容易,这是一个错误。如果不遵守法规标准,很容易在组装过程中犯下无法弥补的错误。 

例如,正确确定零件垫的钻孔尺寸是一件棘手的事情。如果钻头尺寸太小,您会发现很难将其插入组件的引线中。将组件挤压到过小的焊盘中会损坏组件或剥落镀层。 

另一方面,带有钻孔的垫片的公差较大,会导致部件在放置后过于松动。这会影响可焊性和PCB修复工作。 

除了钻头尺寸,环形圈的尺寸是通孔设计中的重要参数。一个环形圈是延伸超出所述PCB上所钻的孔的铜面积。环形圈需要遵守一个最小值。如果圆环太小,则在维修过程中加热或承受机械应力时,孔周围的铜很容易脱落。 

使用IPC通孔标准计算焊盘尺寸

使用IPC-2221焊盘尺寸建议来获得正确的焊盘尺寸。

您需要确定焊盘的尺寸,以避免我们已经讨论过的问题。值得庆幸的是,IPC-2221清楚地阐明了应如何计算焊盘尺寸。使用以下公式为通孔组件获取正确的焊盘尺寸:

最小焊盘尺寸=最大引线直径+2 x最小环形圈要求)+标准制造余量 

最大引线直径可从组件的数据表中得出,而其他两个参数可从IPC-2221标准的相应表中获得。 

计算出焊盘尺寸后,您需要在功能强大的PCB设计和分析软件中进行相应的配置。尝试使用OrCAD,因为其友好的用户界面使设置通孔参数变得容易。它还具有许多其他工具,可帮助确保您的设计第一次成功。