PCB设计与布线基础技术 · 基础技术 · 重点理解
foundation-11 器件怎样落到板上:Footprint、Padstack与编号
用同一器件区分符号、实体外壳、PCB安装图样与单个焊盘定义,并沿编号核对逻辑端到物理端。
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上一课已经把原理图连接映射到板上的铜。现在盯住同一块板上的发光器件:它的符号、真实外壳、安装焊盘和单个焊盘定义,是同一件东西吗?
快速理解 · 一个器件需要几种互相对应的表示
Symbol(原理图符号) 负责逻辑连接,Footprint(PCB安装封装) 负责板上的安装位置。Pin(引脚) 最后接到 Pad(焊盘),因此图纸上的身份与板上的位置必须对应。
Package(器件封装外形) 是实际器件的本体与端子外形;Land Pattern(焊盘图样) 是板上准备接住这些端子的焊盘安排。器件端子尺寸不能直接当成PCB焊盘尺寸,焊接工艺和安装空间也会影响焊盘图样。
Padstack(焊盘堆叠) 则向下描述一个焊盘位置:哪些层有多大的铜、阻焊怎样开口、焊膏数据怎样设置,以及是否有孔。它不是整个器件的所有焊盘和轮廓。
先依次切换下图,再用自己的话说出“哪一层数据负责什么”。最后比较正确与错误编号。
符号表达功能和连接端;封装外壳决定实体端子在哪里。二者需要通过完整器件资料和引脚编号建立对应,不能照着符号形状画安装焊盘。
为什么?深入理解 · 从一个焊盘位置,到整个器件
同一组焊盘还需要编号、位置和辅助图形
一个简单两端器件的PCB封装会组织两个焊盘位置,并放入编号、间距和安装辅助信息。两个位置可以引用同样的焊盘定义,但它们各自的编号和坐标仍不同。器件外形相似,并不保证端子排列和焊盘图样相同。
日常资料有时把“封装”用来指实际外壳,有时指PCB安装数据;也可能把安装封装与焊盘图样近似互用。阅读时先判断讨论的是实体外形、板上安装图样,还是单个焊盘定义,不能只看一个词就当成完全同物。
表面安装与通孔定义不一样
SMD Pad(Surface-Mount Device Pad,表面安装焊盘) 通常在安装面提供铜和相应开口,不必有钻孔。Through-Hole Pad(通孔焊盘) 则要结合孔、孔壁导体及相关铜层数据理解。我们在基础第5课看到的成品孔和孔环,不能因为换成软件图形就忽略。
编号才是连接身份,位置只告诉你它在哪里
Pin Number(引脚编号) 与 Pad Number(焊盘编号) 要按器件和库定义对应。本例按1→1、2→2核对;不要把“现在左边那一块铜”当作永久的1号端。
Pin Mapping(引脚映射) 错了,即使外壳大小和焊盘位置看起来正确,连接也可能落到错误端子。不能用改网络名、改丝印或猜左右的方式掩盖错误。无极性两端器件有时功能上对调仍可工作,也不能据此推断其他器件的编号都可以交换。
先确认资料的视角,再读尺寸
Datasheet(数据手册) 中需要核对准确的封装型号、端子编号,以及图是顶视还是底视。Pitch(中心距) 是中心到中心;铜边之间剩余空隙还取决于焊盘本身大小。同样的外形名称不能替代完整尺寸资料。
工程应用 · 拿到一个封装,先核对哪几件事
- 对照制造商资料的具体器件和封装选项,不只搜索一个近似外形名称。
- 确认实体端子数量、编号、功能和图的视角,再看板上的同号焊盘。
- 核对中心距与焊盘图样,分清端子尺寸和PCB推荐焊盘尺寸。
- 按安装方式检查焊盘定义:表贴或通孔,有没有需要的铜、开口和孔数据。
- 确认轮廓、装配标识没有代替真正的铜焊盘,也没有把两个编号错并到一起。
器件资料标为未连接的引脚,要按该器件的具体说明处理:不能见到“未使用”就自行接地,也不能漏掉在符号中隐藏显示的电源端。
图中 J1 / R1 / D1 / LED(本教学板位号与发光器件缩写) 沿用此前的简单电路。教学图只示意数据关系,真实器件编号和尺寸必须以对应资料为准。
Pin 1(1号引脚) 是编号身份,不是固定的左上角位置。下一课用同一器件比较方向、旋转与极性,学习怎样对准实际1号端。
现在只需要记住
符号规定连接身份;器件外壳提供实体端子;PCB封装安排安装焊盘;焊盘堆叠定义一个焊盘位置。 下一课再核对方向、1脚与极性。
后续深入:第6阶段:符号、封装与焊盘堆叠;第2阶段:引脚与焊盘映射。本课不要求打开软件建库。
提示
焊盘位置和端子身份需要同时正确。
编号映射控制连接落到哪个端子;修改丝印不能修正电气数据。
资料依据与示意边界
依据用户提供《印制电路板(PCB)设计基础》(Christopher T. Robertson著、刘雷波译)印刷第108、113、118~123页作原创解释。图示不按比例,不是软件截图;教材历史工艺数值不作为本课制造规则。
焊盘堆叠的对象区分复用项目第6阶段已有17.4软件核验结论;本图为原创概念图,不声称展示软件菜单。