PCB 설계에서 SMD 패드 크기를 계산하는 최고의 방법

SMD 부품은 조립 중에 납땜을 위해 정확한 크기의 패드가 필요합니다. PCB 설계자들은 여전히 데이터 시트와 일반 패드 및 랜드 크기 공식을 사용하여 많은 부품의 풋프린트를 직접 만들어야 합니다. 설계자는 패드 크기가 올바른지 확인하는 책임이 있으며, 이는 풋프린트 데이터와 비교하여 계산하거나, 데이터시트를 검토하거나, SMD 패드 크기 표준을 암기함으로써 이루어집니다. 만약 여러분이 부품을 가지고 있고 풋프린트에 접근할 수 없는 상황에서 직접 풋프린트를 만들기로 결정했다면, 올바른 패드 크기를 확보하기 위해 어떤 자원을 사용할 수 있을까요?

SMD 패드 크기 계산하기

SMD 부품의 패드 크기 결정에는 여러 가지 접근 방법이 있습니다. 정확한 패드 크기 결정은 또한 부품의 유형과 장착 스타일에 따라 달라집니다. 예를 들어, BGA는 리드가 없는 패키지(예: QFN)와 리드가 있는 패키지(예: SOIC 또는 gullwing 리드)와 다른 패드 크기 요구 사항을 가지고 있습니다. 일반적인 규칙으로, 패드는 솔더 필렛을 위한 추가 공간과 함께 부품 리드보다 크게 설정됩니다. 이러한 점들은 아래에 개요된 IPC-7351 표준에서 명시되어 있습니다.

IPC-7351B 표준

IPC-7351B: 표면 장착 설계 및 랜드 패턴 표준에 대한 일반 요구 사항은 일반적인 부품에 대한 랜드 패턴에 대한 요구 사항을 제공하며, 이는 패드 크기 결정에 대한 세부 사항을 포함합니다. SMD 부품에 대한 패드 크기를 수동으로 결정하고자 하는 경우, 아래에 개요된 공식을 사용하여 이러한 계산을 실행할 수 있습니다.

이 표준 및 랜드 패턴 디자인에 대한 자세한 정보는 관련 기사를 읽어보세요.

구성 요소의 패드 크기에 대해 확신이 서지 않을 때는 데이터시트를 확인하세요! 구성 요소 제조업체는 물리적 패키지 크기 및 권장 랜드 패턴을 포함하여 데이터시트에 다양한 정보를 제공합니다. 이러한 랜드 패턴은 일반적으로 IPC-7351B 표준의 사양을 충족하거나 초과합니다. 스루홀 구성 요소의 경우, 별도의 표준인 IPC-7251: 스루홀 디자인 및 랜드 패턴 표준에 대한 일반 요구 사항이 있습니다.

• BGA용: BGA의 풋프린트는 패키지의 피치에 따라 달라집니다. BGA 풋프린트에서 패드 크기를 결정하는 데 이 지침을 따르세요. 솔더 마스크로 정의된 패드를 사용하는 경우, 노출된 패드 영역이 될 수 있도록 약간 더 큰 패드 크기를 고려해야 합니다.

IPC-7351B에서의 SMD 컴포넌트 명명 규칙

IPC-7351B 표준은 구성 요소의 치수와 랜드 패턴을 기반으로 SMD 구성 요소에 대한 명명 규칙을 정의합니다. 구성 요소 데이터베이스를 검색할 때 일부 IPC 표준화 구성 요소의 풋프린트는 이 규칙을 따르는 이름을 가지고 있을 것입니다. 이 풋프린트 명명 규칙에서 처음 3-7자는 구성 요소 패키지의 유형을 정의하는 약어입니다. 풋프린트 이름의 나머지 정보는 리드 정보와 본체 기하학을 기반으로 합니다. 명명 규칙은 일반적인 패턴을 따릅니다:

(패키지 유형) + (리드 유형) + (리드 피치) + (본체 길이) + (본체 너비) + (높이)

온라인 리소스에서 구성 요소를 찾거나 다른 라이브러리에서 검증된 구성 요소를 찾을 때, 이 명명 규칙은 패키지 정보를 해독하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 패키지에서 필요한 특정 패드 크기는 위에 나열된 방법으로 계산할 수 있습니다.

PCB 풋프린트는 SMD 패드 크기보다 더 많은 것을 의미합니다

PCB 풋프린트에서 사용하는 SMD 패드 크기는 중요하지만, 설계가 성공적으로 이루어질 수 있도록 풋프린트에 포함해야 할 다른 측면들도 있습니다.

• 실크 스크린으로 핀 지시자, 부품 윤곽, 참조 지정자의 위치 표시
• PCB 조립 도면에 포함할 조립 레이어 정보
• PCB 설계 규칙에 적용된 확장 값이 있는 솔더 마스크 개구부

솔더 마스크 개구부 레이어와 관련된 클리어런스 규칙은 설계 시 DFA 오류를 방지하고 조립 중 결함을 줄이는 데 중요합니다. 제작 팀과 조립자는 이러한 점에 대한 통찰력을 제공하여 보드가 결함이 없도록 할 수 있습니다.

CAD 도구에는 PCB 풋프린트 계산기가 포함될 수 있습니다

제가 발견한 풋프린트를 생성하는 가장 빠른 방법은 PCB 레이아웃 도구와 함께 제공되는 부품 생성 기능을 사용하는 것입니다. 오늘날 많은 CAD 시스템에는 부품 생성을 위한 풋프린트 구축 도구가 함께 제공됩니다. 이러한 도구 중 일부는 이미 업계 표준 사양이 사전 로드되어 있습니다.

이러한 풋프린트 빌더를 PCB 레이아웃 도구의 일부로 사용하면, 생성에 들였던 많은 시간을 절약할 수 있습니다. 풋프린트 빌더에 이미 로드된 풋프린트 사양을 사용하여 업계 표준에 따라 빌드하거나 필요에 따라 소규모 수동 조정을 할 수 있습니다. 이는 모든 사양을 직접 조사해야 하는 시간을 절약해 줍니다. 풋프린트 빌더는 또한 모든 패드 및/또는 착륙 패턴을 포함하여 실크스크린이나 조립도 형태에 필요한 부품 윤곽을 추가하면서 여러분을 위해 생성할 것입니다. 이번에는 공포가 아닌 경이로움에 입이 벌어질지도 모릅니다.

모든 디자이너는 자신의 PCB 설계 소프트웨어 내에 정확한 풋프린트가 필요하지만, 아무도 그것을 만들고 싶어하지 않습니다! Altium Designer^®를 사용하면 IPC 준수 풋프린트 마법사에 접근하여 구성 요소의 PCB 풋프린트를 생성할 수 있습니다. 구성 요소를 관리하는 데 도움이 되도록, Altium 365^™ 플랫폼에서 온라인 라이브러리 마이그레이션 도구에 접근하여 설계 데이터를 관리하고 공유할 수 있습니다.

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