Allegro166焊盘设计详细说明

Allegro16.6 焊盘设计详细说明

1 焊盘（Padstack）设计标准

1.1 电路板的分层结构

电路板的分层结构如下图所示。分为顶层锡膏层（Top solder paste layer）、顶层阻焊层（Top solder mask layer）、顶层（Top copper layer）、内层（Inner copper layer）、底层（Bottom copper layer）、底层阻焊层（Top solder masklayer）、底层

锡膏层（Bottom solder paste layer）。这几层是和制作焊盘有关的，除此之外还有丝印层，他在电路板的最外层，主要是印制元件的标识等。

图 1.1 PCB 板的分层结构及焊盘

顶层锡膏层（Top solder paste）、底层锡膏层（Bottom solder paste）也叫辅助

焊层，是针对表面贴（SMD）元件的，该层用来制作钢膜（片）﹐而钢膜上的孔就对应着电路板上的 SMD 器件的焊点。在表面贴装（SMD）器件焊接时﹐先将钢膜盖在电路板上（与实际焊盘对应）﹐然后将锡膏涂上﹐用刮片将多余的锡膏刮去﹐移除钢膜﹐这样 SMD 器件的焊盘就加上了锡膏﹐之后将 SMD 器件贴附到锡膏上面去（手工或贴片机）﹐最后通过回流焊机完成SMD 器件的焊接。通常钢膜上孔径的大小会比电路板上实际的焊盘小一些。

顶层阻焊层（Top solder mask layer）、底层阻焊层（Top solder masklayer）就是 PCB 板上焊盘（表面贴焊盘、插件焊盘、过孔）外一层涂了绿油的地方，它是为了防止在 PCB 过锡炉（波峰焊）的时候，不该上锡的地方上锡，所以称为阻焊层（绿油层）。Solder 层把 PA D露出来，这就是我们在只显示 Solder 层时看到的小圆圈或小方圈，一般比焊盘大0.1mm 就够了，不能太大，通常比焊盘最大不超过 0.15mm。

顶层（Top copper layer）、底层（Bottom copper layer）这个就是实际焊接元器件和物理布线的板层。

内层（Inner copper layer）是实际的电源布线层和信号线布线层。

BEGINLAYER 层，也就是顶层（Top Layer）。

ENDLAYER 层，也就是底层（Top Layer）。

DEFAULTINTERNAL 层，也就是内层。

正片、负片其实是由生产工艺中的底片成像方式所得的名词，就像电影的胶片是正片，胶片上是什么投到屏幕上就是什么，所见即得；而我们相片的底片是负片，你会发现黑头发在底片上看上去却显示白发（等于没头发），所见却不为得。在PCB 文件中，负片也一样是所见不为所得。在 PCB 设计中，没有布线的地方就要覆铜，像电源层和地层等布线很少的板层就会大量覆铜。覆铜量大非常影响运行速度，比如修改板子观看时的放缩小大等会感到很卡。如果使用正片覆铜，覆铜量就会很大，而反过来用副片覆铜量就会很少。所以负片覆铜的方式我们一般主要用在电源层和地层等需要大量覆铜的板层。

1.2 焊盘的分类

焊盘按其作用分为正规焊盘（Regular Pad）、隔热焊盘（Thermal Relief）、隔离焊盘（Anti Pad）这三类。

正规焊盘（Regular Pad）：在正片中看到的焊盘，也是通孔焊盘的基本焊盘。

隔热焊盘（Thermal Relief）也叫热风焊盘和花焊盘，在负片（所谓负片就是

在片中看到的就是要被腐蚀掉的，看不到的就是要保留下来的）中有效。用于在

负片中焊盘与敷铜的接连。Thermal Relief 应该把它译为防散热结构片，其作用

就是为防止内电层覆铜与镀锡的钻孔完全接通。因为这样将造成焊接时热量散失

过快，焊接温度不够影响焊接（很多人或教材把它叫散热焊盘，有点难理解，它

真正目的是防散热）。

隔离焊盘（Anti Pad），也是在负片中有效，用于在负片中焊盘与敷铜的隔离。一般用在电源层和地层。

1.3 焊盘尺寸的确定

1.3.1 通孔类焊盘尺寸的确定

首先要根据实际的元器件确定通孔的尺寸。各层、各种焊盘的尺寸据此来确定。也可利用 LP WIZARD 软件的 Hold Pad Stack 来确定各种尺寸参数，同时还

提供焊盘的命名。也可利用下面建议确定各个参数和尺寸。

1. BEGINLAYER 层焊盘尺寸：

通孔一般不小于 0.6mm，因为小于 0.6mm 的孔开模冲孔时不易加工，通常

情况下以金属引脚直径值加上 0.25mm 作为焊盘内孔直径（即 DRILL_SIZE （钻

孔尺寸）>= 实际管脚尺寸+ 10MIL（0.25mm）），如电阻的金属引脚直径为 0.5mm 时，其焊盘内孔直径对应为 0.75mm，焊盘直径取决于内孔直径，如下所示：内孔直径（mm）：0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0

焊盘直径（mm）：1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取：

直径小于 0.4mm 的孔：D／d＝0.5～3

直径大于 2mm 的孔：D／d＝1.5～2

式中：（D－焊盘直径，d－内孔直径）

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于 1mm ，这样可以避免加工时导致焊

盘缺损。

Thermal Relief：通常比 Regular Pad 大 20mil（0.5mm）。

Anti Pad：与 Thermal Relief 设置一样。

2. ENDLAYER 层焊盘尺寸：同上。

3. DEFAULTINTERNAL 层焊盘尺寸：

DRILL_SIZE （钻孔尺寸）>= 实际管脚尺寸+ 10MIL（0.25mm）

RegularPad >= DRILL_SIZE + 16MIL （ 0.4mm ） (DRILL_SIZE<50MIL （1.27mm）)

Regular Pad >= DRILL_SIZE + 30MIL（0.76mm）(DRILL_SIZE>=50MIL （1.27mm）)

Regular Pad >= DRILL_SIZE + 40MIL（1mm）(钻孔为矩形或椭圆形时)

Thermal Pad = TRaXbXc-d （其中 TRaXbXc-d 为 Flash 的名称（后面有介绍））

Anti Pad = DRILL_SIZE + 30MIL（0.76mm）

Flash Name: TRaXbXc-d

其中：

a. Inner Diameter（内径）: Drill Size + 16MIL（0.4mm）

b. Outer Diameter（外径）: Drill Size + 30MIL（0.76mm）

c. Spoke width:

12 ( 当 DRILL_SIZE = 10MIL 以下）

15 (当 DRILL_SIZE = 11~40MIL）

20 (当 DRILL_SIZE = 41~70MIL）

30 (当 DRILL_SIZE = 71~170 MIL）

40 (当 DRILL_SIZE = 171 MIL 以上）

保证连接处的宽度不小于 10mil 。

d. Angle: 45

4. SOLDERMASK 层焊盘尺寸：

SOLDERMASK = Regular_Pad + 6MIL（0.15mm）

1.3.2 表贴式焊盘尺寸的确定

表面粘贴元件一般遵守IPC-7351 标准，可通过其免费软件LP_Wizard（现在的版本为 10.5）。此软件把常用的封装尺寸计算好了，按其给定的尺寸做就不会出问题。LP_Wizard 软件是 PCB Matrix 公司基于 IPC-7351 标准的PCB 设计