你一定要了解的 PCB 淚滴設計

在 PCB 的設計與製造中，淚滴設計扮演著至關重要的角色。它不僅是電子零件與電路板之間的連接點，更能增強焊接強度並提升穩定性。本文將深入探討什麼是 PCB 淚滴、它的作用為何，以及如何設定 PCB 淚滴，幫助您更好地理解並應用這項關鍵技術。

什麼是 PCB 淚滴？

PCB 淚滴是在電路板上的電氣連接點周圍形成的微小銅箔補強結構。它通常呈橢圓形或圓形，位於焊墊與走線的交界處。它的作用在於強化連接、增強焊接強度並減少應力集中。淚滴的形成是為了在佈線進入焊墊或導通孔時，提供一個平滑的過渡區。這種設計可以防止走線在受到機械應力或熱應力時從焊墊上斷裂。

PCB 淚滴的類型

雖然常見的淚滴形狀是平滑錐出的直線型，但它們也可以是凹陷型。這類淚滴也被稱為圓形或直線型淚滴。為了創造出所謂雪人型的淚滴形狀，需要在走線與主焊墊重疊的連接處增加一個較小的次要焊墊。

PCB 淚滴在製造與焊接製程中扮演的重要角色：

增強焊接強度：淚滴能為焊接提供額外的支撐與連接，提高焊點的穩定性與可靠性。這能有效防止焊點斷裂或鬆脫。它不僅能保護焊墊，防止在多次焊接過程中脫落，還能避免在生產過程中因導通孔偏離而導致的蝕刻不均或裂縫問題。

減少應力集中：淚滴作為緩衝區域，能有效減少焊點周圍的應力集中，將焊點疲勞與斷裂的風險降至最低。

優化焊接品質：正確設定淚滴可以改善焊墊與電路佈線之間的焊錫分佈，進而提升焊接品質，減少焊接缺陷與不良率。

保護電路板結構：淚滴可以防止線路與焊墊、或線路與導通孔之間的接觸點在受到巨大的外部衝擊時斷開。這有助於保護電路板的結構完整性。此外，淚滴還能提升電路板的美學美感。

優化訊號傳輸：在高速訊號傳輸中，淚滴有助於阻抗平滑化，減少阻抗的突然變化，並防止因線寬突然縮小而引起的反射。這能提供走線與零件焊墊之間更平滑的過渡，優化訊號傳輸品質。

我應該在哪些地方放置淚滴？

在設計 PCB 時，請考慮在以下情況添加淚滴：

- 在佈線與焊墊比例較小的通孔處添加淚滴。

- 在高密度板中添加淚滴，以保護導通孔周圍的孔環。

- 在軟板上添加淚滴，以減少佈線與焊墊連接處的應力。

- 在具有大量導通孔的 BGA 下方添加淚滴。

- 當佈線離開焊墊時添加淚滴，無論是實心焊墊還是帶有導通孔的焊墊。

- 當走線寬度變窄時添加淚滴。

- 當導體寬度超過 20 mils 時，則通常不需要添加淚滴。

如何在 Altium Designer 中添加淚滴？

以 Altium Designer 為例，首先選擇工具選單：

執行選單命令 Tools - Teardrops 或使用快捷鍵 TE，即可進入淚滴屬性設定對話框，然後選擇要執行操作的對象即可。