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技術專題
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行焊接，盡管可能會有一些挑戰需要克服。盡管它比穿線針要容易得多，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過孔參數設置為最佳值。
什么是IPC通孔標準？
IPC通孔標準為PTH組件的著陸和鉆孔尺寸提供了指導。
作為PCB設計師，您會經常遇到IPC一詞。IPC以前稱為印刷電路研究所。這是一個旨在規范PCB設計生命周期各個方面的貿易組織。您將獲得有關如何在PCB布局中處理技術方面的詳細信息，包括有關電鍍通孔的問題。
IPC-2221和IPC-7251有兩個標準，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節專門討論孔和互連，可為PTH設計提供很好的參考。
IPC-2221提供了有關最小環形圈尺寸，焊盤要求，位置公差以及通孔設計的其他相關要求的詳細指南。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，該文件包含有關硬質有機印制板的標準。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是通孔設計和焊盤圖案的專用標準。它包含更具體的準則，例如，各種類型的通孔引線的組件公差，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級別的可生產性：
級別A：一般設計的可生產性
級別B：適中的設計可生產性
C級：高設計生產率
為什么IPC貫穿式標準很重要？
環形圈和鉆頭尺寸會影響可焊性。
假設通孔設計比表面安裝的設計容易，這是一個錯誤。如果不遵守法規標準，很容易在組裝過程中犯下無法彌補的錯誤。
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，您會發現很難將其插入組件的引線中。將組件擠壓到過小的焊盤中會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，會導致部件在放置后過于松動。這會影響可焊性和PCB修復工作。
除了鉆頭尺寸，環形圈的尺寸是通孔設計中的重要參數。一個環形圈是延伸超出所述PCB上所鉆的孔的銅面積。環形圈需要遵守一個最小值。如果圓環太小，則在維修過程中加熱或承受機械應力時，孔周圍的銅很容易脫落。
使用IPC通孔標準計算焊盤尺寸
使用IPC-2221焊盤尺寸建議來獲得正確的焊盤尺寸。
您需要確定焊盤的尺寸，以避免我們已經討論過的問題。值得慶幸的是，IPC-2221清楚地闡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最小環形圈要求）+標準制造余量
最大引線直徑可從組件的數據表中得出，而其他兩個參數可從IPC-2221標準的相應表中獲得。
計算出焊盤尺寸后，您需要在功能強大的PCB設計和分析軟件中進行相應的配置。嘗試使用OrCAD，因為其友好的用戶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。