讲解IPC通孔标准在PCB设计中的应用

讲解IPC通孔标准在PCB设计中的应用

我很幸运能够将通孔组件组装到 PCB 上并进行焊接，尽管可能需要克服一些挑战。 虽然它比穿针容易得多，但有些参数应该有准确的公差，以防止PCBA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通孔参数设置为最佳值。

IPC过孔标准是什么？

IPC 通孔标准为 PTH 组件的着陆和钻孔尺寸提供指导。

作为 PCB 设计人员，您会经常遇到 IPC 这个词。 IPC 的前身是印制电路研究所。 这是一个贸易组织，旨在标准化 PCB 设计生命周期的各个方面。 您将获得有关如何处理 PCB 布局技术方面的详细信息，包括电镀通孔问题。

IPC-2221 和 IPC-7251 有两个标准，其中包含设计中通孔组件的指南。 IPC-2221 是涵盖 PCB 板的电气和制造要求的通用标准。 IPC-2221第9节专门讨论了孔和互连，可以为PTH设计提供很好的参考。

IPC-2221 提供了关于最小环尺寸、焊盘要求、位置公差和其他通孔设计相关要求的详细指南。 该文档还提供了图像作为示例，说明应如何钻孔和制造孔。

IPC-2222 是对 IPC-2222 文件的补充，其中包含与硬质有机印制板相关的标准。 IPC-2222 包含根据密度水平计算孔尺寸的指南。

您还可以在 IPC-7251 文档中找到更详细的指导。 IPC-7251 是通孔设计和焊盘图形的特殊标准。 它包含更具体的标准，例如各种类型的通孔引线的元件公差、接头公差和元件封装。

IPC-7251 中指定的参数通常指定为三个级别的可生产性：

A级：一般设计可生产性

B 级：中等设计可生产性

C级：高设计生产力

为什么 IPC 渗透标准很重要？

环和钻头尺寸会影响可焊性。

认为通孔设计比表面贴装设计更容易的想法是错误的。 如果不遵守规定和标准，很容易在装配过程中犯下无法弥补的错误。

例如，很难正确确定零件焊盘的钻孔尺寸。 如果钻头尺寸太小，您会发现很难将其插入元件的引线中。 将组件压入太小的垫可能会损坏组件或剥落涂层。

另一方面，带有钻孔的垫片具有较大的公差，这会导致零件在放置后变得过于松动。 这将影响可焊性和 PCB 修复。

除了钻头尺寸外，孔环尺寸也是通孔设计中的一个重要参数。 环形圈是延伸到 PCB 板上钻孔之外的铜区域。 环需要遵守一个最小值。 如果环太小，在加热或维修时承受机械应力时，孔周围的铜容易脱落。

使用 IPC 通孔标准计算焊盘尺寸

使用 IPC-2221 焊盘尺寸建议以获得正确的焊盘尺寸。

您需要确定焊盘的尺寸以避免出现我们讨论过的问题。 幸运的是，IPC-2221 清楚地说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 最小环要求）+标准制造余量

最大引线直径可以从元件的数据手册中获得，而其他两个参数可以从IPC-2221标准的对应表中获得。

计算出焊盘尺寸后，需要在功能强大的PCB设计分析软件中进行配置。 尝试使用 OrCAD，因为其友好的用户界面可以轻松设置通孔参数。 它还具有许多其他工具，可帮助确保您的设计首次成功。 PCB加工厂讲解了IPC过孔标准在PCB设计中的应用，并依托现有的IPC过孔标准，确保焊盘或过孔参数设置为最优值。