Melhores Métodos para Calcular o Tamanho do Pad SMD em Design de PCB

Componentes SMD requerem pads de tamanho precisamente dimensionado para a soldagem durante a montagem. Os projetistas de PCB ainda têm que criar muitas de suas impressões usando informações de folhas de dados junto com fórmulas gerais de tamanho de pad e land. O projetista é responsável por garantir que os tamanhos dos pads estejam corretos, seja calculando-os e comparando com dados de impressão, consultando folhas de dados, ou memorizando padrões de tamanho de pad SMD. Se você tem um componente e não tem acesso à impressão, e decide construir a impressão por conta própria, quais recursos estão disponíveis para garantir que você tenha o tamanho de pad correto?

Calculando Tamanhos de Pad SMD

Existem várias maneiras de abordar a determinação do tamanho do pad para componentes SMD. A determinação exata do tamanho do pad também dependerá do tipo de componente e do estilo de montagem. Por exemplo, BGAs têm requisitos de tamanho de pad diferentes dos pacotes sem leads (como QFNs) e pacotes com leads (como SOIC ou leads tipo gaivota). Como regra geral, os pads são dimensionados maiores do que o lead do componente com espaço adicional para um filé de solda. Esses pontos são especificados na norma IPC-7351, conforme descrito abaixo.

A Norma IPC-7351B

O IPC-7351B: Requisitos Genéricos para Design de Montagem Superficial e Padrão de Pads fornece requisitos para padrões de pads para componentes comuns, que inclui detalhes sobre a determinação dos tamanhos dos pads. Se você deseja determinar manualmente os tamanhos dos pads, pode usar as fórmulas descritas abaixo para realizar esses cálculos para componentes SMD.

Para mais informações sobre este padrão e design de padrão de terra, leia este artigo relacionado.

Quando estiver em dúvida sobre os tamanhos de pads para seus componentes, verifique suas fichas técnicas! Os fabricantes de componentes fornecem todos os tipos de informações em suas fichas técnicas, incluindo o tamanho físico do pacote e os padrões de terra recomendados. Esses padrões de terra geralmente atendem ou excedem a especificação no padrão IPC-7351B. Para componentes through-hole, existe um padrão separado, o IPC-7251: Requisitos Genéricos para Design Through-Hole e Padrão de Terra.

• Para BGAs: O footprint para um BGA também dependerá do pitch no pacote. Siga estas diretrizes para dimensionar os pads no seu footprint de BGA. Se você usar pads definidos por máscara de solda, certifique-se de considerar um tamanho de pad ligeiramente maior para que a área do pad exposto seja 

A Convenção de Nomenclatura de Componentes SMD no IPC-7351B

A norma IPC-7351B define uma convenção de nomenclatura para componentes SMD baseada nas dimensões do componente e no padrão de contato. Ao pesquisar em bancos de dados de componentes, as impressões para alguns componentes padronizados pela IPC terão um nome que segue essa convenção. Nesta convenção de nomenclatura de impressão, os primeiros 3-7 caracteres são geralmente uma sigla que define o tipo de embalagem do componente. As informações restantes no nome da impressão são então baseadas nas informações do terminal e na geometria do corpo. A convenção de nomenclatura segue o padrão geral:

(Tipo de embalagem) + (Tipo de terminal) + (Espaçamento do terminal) + (Comprimento do corpo) + (Largura do corpo) + (Altura)

Se você está procurando componentes de recursos online, ou se encontra componentes verificados de outra biblioteca, esta convenção de nomenclatura pode ajudá-lo a decodificar as informações da embalagem. O tamanho específico do pad necessário nestas embalagens pode ser calculado com os métodos listados acima.

As Pegadas de PCB São Mais do que os Tamanhos dos Pads SMD

O tamanho do pad SMD que você usa na sua pegada de PCB é importante, mas existem outros aspectos a incluir em uma pegada para garantir que o design possa ser realizado com sucesso.

• Serigrafia mostrando indicadores de pinos, contornos de peças e a localização de um designador de referência
• Informações da camada de montagem para incluir em um desenho de montagem de PCB
• Abertura da máscara de solda com um valor de expansão aplicado nas suas regras de design de PCB

A camada de abertura da máscara de solda e as regras de folga associadas são importantes para prevenir erros de DFA no projeto e defeitos posteriores durante a montagem. Sua equipe de fabricação e montagem pode fornecer insights sobre esses pontos para garantir que sua placa esteja livre de defeitos.

Suas Ferramentas CAD Podem Incluir um Calculador de Footprint de PCB

O método mais rápido que encontrei para criar footprints é usar a funcionalidade de construção de peças que vem com suas ferramentas de layout de PCB. Muitos sistemas CAD hoje vêm com uma ferramenta de construção de footprint que faz o trabalho pesado da criação de peças para você. Algumas dessas ferramentas também vêm com especificações padrão da indústria já pré-carregadas.

Com esses construtores de footprint como parte de suas ferramentas de layout de PCB, você pode economizar muito tempo que costumava gastar na criação. Com as especificações de footprint já carregadas no construtor de footprint, você pode usá-lo para construir de acordo com os padrões da indústria ou fazer pequenos ajustes manuais conforme necessário. Isso vai poupar o tempo de ter que pesquisar todas essas especificações por conta própria. O construtor de footprint também criará para você com cada pad e/ou padrões de aterrissagem, enquanto adiciona contornos de peças necessários para silkscreen ou formas de desenho de montagem. Desta vez, seu queixo pode estar caindo de admiração, não de horror.

Todo designer precisa de footprints corretos dentro do seu software de design de PCB, mas ninguém gosta de criá-los! Quando você usa o Altium Designer^®, terá acesso ao assistente de footprint compatível com IPC que o ajudará a criar footprints de PCB para seus componentes. Para ajudá-lo a gerenciar seus componentes, você pode acessar as ferramentas de migração de biblioteca online na plataforma Altium 365^™, onde pode gerenciar e compartilhar seus dados de design.

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