Migliori Metodi per Calcolare la Dimensione del Pad SMD nel Design PCB

I componenti SMD richiedono pad di dimensioni precise per la saldatura durante l'assemblaggio. I progettisti di PCB devono ancora creare molte delle loro impronte utilizzando informazioni provenienti dai fogli dati insieme a formule generali per dimensioni di pad e land. Il progettista è responsabile di assicurare che le dimensioni dei pad siano corrette, sia calcolandole e confrontandole con i dati dell'impronta, consultando i fogli dati, o memorizzando gli standard delle dimensioni dei pad SMD. Se hai un componente e non hai accesso all'impronta, e decidi di costruire tu stesso l'impronta, quali risorse sono disponibili per assicurarti di avere la dimensione del pad corretta?

Calcolo delle Dimensioni dei Pad SMD

Ci sono diversi modi per approcciare la determinazione della dimensione dei pad per i componenti SMD. La determinazione esatta della dimensione del pad dipenderà anche dal tipo di componente e dallo stile di montaggio. Ad esempio, i BGA hanno requisiti di dimensione del pad diversi rispetto ai pacchetti senza piombo (come i QFN) e ai pacchetti con piombo (come SOIC o i lead a gullwing). Come regola generale, i pad sono dimensionati più grandi del lead del componente con spazio aggiuntivo per un filletto di saldatura. Questi punti sono specificati nello standard IPC-7351 come descritto di seguito.

Lo Standard IPC-7351B

L'IPC-7351B: Requisiti Generici per il Design di Montaggio Superficiale e lo Standard del Modello di Terra fornisce requisiti per i modelli di terra per componenti comuni, che include dettagli sulla determinazione delle dimensioni dei pad. Se vuoi determinare manualmente le dimensioni dei pad, puoi usare le formule descritte di seguito per eseguire questi calcoli per i componenti SMD.

Per maggiori informazioni su questo standard e sulla progettazione di pattern di terra, leggi questo articolo correlato.

In caso di dubbio sulle dimensioni dei pad per i tuoi componenti, controlla i tuoi datasheet! I produttori di componenti forniscono ogni tipo di informazione nei loro datasheet, inclusi la dimensione fisica del pacchetto e i pattern di terra consigliati. Questi pattern di terra generalmente soddisfano o superano le specifiche dello standard IPC-7351B. Per i componenti through-hole, esiste uno standard separato, l'IPC-7251: Requisiti Generici per il Design Through-Hole e lo Standard di Pattern di Terra.

• Per i BGA: Il footprint per un BGA dipenderà anche dal pitch nel pacchetto. Segui queste linee guida per dimensionare i pad nel tuo footprint BGA. Se utilizzi pad definiti dalla maschera di saldatura, assicurati di considerare una dimensione del pad leggermente maggiore in modo che l'area del pad esposta sarà 

La convenzione di denominazione dei componenti SMD in IPC-7351B

Lo standard IPC-7351B definisce una convenzione di denominazione per i componenti SMD basata sulle dimensioni del componente e sul pattern dei pad. Quando si cercano database di componenti, le impronte per alcuni componenti standardizzati IPC avranno un nome che segue questa convenzione. In questa convenzione di denominazione delle impronte, i primi 3-7 caratteri sono solitamente un acronimo che definisce il tipo di pacchetto del componente. Le informazioni rimanenti nel nome dell'impronta sono poi basate sulle informazioni dei lead e sulla geometria del corpo. La convenzione di denominazione segue il modello generale:

(Tipo di pacchetto) + (Tipo di lead) + (Passo dei lead) + (Lunghezza del corpo) + (Larghezza del corpo) + (Altezza)

Se stai cercando componenti da risorse online, o trovi componenti verificati da un'altra libreria, questa convenzione di denominazione può aiutarti a decodificare le informazioni del pacchetto. La dimensione specifica del pad richiesta in questi pacchetti può essere calcolata con i metodi sopra elencati.

Le impronte PCB sono più delle dimensioni dei pad SMD

La dimensione del pad SMD che utilizzi nella tua impronta PCB è importante, ma ci sono altri aspetti da includere in un'impronta per garantire che il design possa essere realizzato con successo.

• Serigrafia che mostra indicatori dei pin, contorni dei componenti e la posizione di un designatore di riferimento
• Informazioni sullo strato di assemblaggio da includere in un disegno di assemblaggio PCB
• Apertura della maschera di saldatura con un valore di espansione applicato nelle tue regole di progettazione PCB

Lo strato di apertura della maschera di saldatura e le relative regole di distanza sono importanti per prevenire errori DFA nel progetto e difetti successivi durante l'assemblaggio. Il tuo team di fabbricazione e l'assemblatore possono fornire informazioni su questi punti per garantire che la tua scheda sia priva di difetti.

I tuoi strumenti CAD potrebbero includere un calcolatore di impronte PCB

Il metodo più veloce che ho trovato per creare impronte è utilizzare la funzionalità di costruzione dei componenti che viene fornita con i tuoi strumenti di layout PCB. Molti sistemi CAD oggi vengono forniti con uno strumento di costruzione delle impronte che fa il lavoro pesante della creazione dei componenti per te. Alcuni di questi strumenti vengono anche forniti con specifiche standard dell'industria già pre-caricate.

Con questi strumenti di creazione di footprint come parte dei tuoi strumenti per il layout PCB, puoi risparmiare molto tempo che prima spendevi nella creazione. Con le specifiche del footprint già caricate nel costruttore di footprint, puoi usarlo per costruire il tuo seguendo gli standard industriali o apportare piccoli aggiustamenti manuali secondo necessità. Questo ti risparmierà il tempo di dover ricercare tutte queste specifiche da solo. Il costruttore di footprint creerà anche per te ogni pad e/o pattern di atterraggio, aggiungendo i contorni delle parti necessari per la serigrafia o le forme del disegno di assemblaggio. Questa volta la tua mascella potrebbe cadere meraviglia, non orrore.

Ogni progettista ha bisogno di impronte corrette all'interno del proprio software di progettazione PCB, ma a nessuno piace crearle! Quando utilizzi Altium Designer^®, avrai accesso al wizard per le impronte conforme agli standard IPC che ti aiuterà a creare le impronte PCB per i tuoi componenti. Per aiutarti a gestire i tuoi componenti, puoi accedere agli strumenti di migrazione della libreria online sulla piattaforma Altium 365^™, dove puoi gestire e condividere i tuoi dati di progettazione.

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