PCB泪滴原理、作用及设计
PCB泪滴原理、作用及设计
在PCB设计中，泪滴（Teardrop）是一种常见的设计元素，它能够有效提高电路板的制造良率和可靠性。本文将详细介绍PCB泪滴的原理、作用及设计方法，帮助工程师更好地掌握这一关键技术。
什么是PCB泪滴？
泪滴是额外的铜，直的或圆形的，位于焊盘或通孔与走线的连接处，或者当走线在粗细之间过渡时。例如，如果你的部分走线宽度从 10 mil 变为 4 mil，则在过渡点添加泪珠以减少任何应力或细线裂纹。
在上图中，你可以看到泪珠过孔和普通过孔之间的明显区别。你在图像右侧看到的锯齿形状有点像泪珠，因此是泪珠通孔。
从上图可以看出，这个制造商在弄板子的时候，就犯了很大的错误。
在设计过程中添加泪珠是一种防止钻头断裂的方法，因为它会略微增加焊盘外的铜量。如果钻孔在走线的另一侧，那没关系，因为走线上的连接仍然很好，但是如果钻孔在走线和焊盘之间的连接处，则可能会导致严重的问题从长远来看。
泪滴在正常使用中，它们看起来像轨道和垫板之间的小三角形，但可能支持其他形状，例如凹形或雪人。（如下图所示）
通过连接使用的泪珠
PCB泪滴的种类
一种方法（称为“雪人”）是在现有焊盘和走线的连接处添加辅助焊盘，辅助焊盘小于主焊盘，并且中心放置在距离主焊盘中心几密耳的位置。（如下图中间图）
另一种更常见的方法称为圆角或直线，从现有焊盘向现有走线添加几条走线。（如下图左图）
PCB泪滴图
PCB泪滴的作用
- 减少突破，提高制造良率
PCB泪滴作用图
虽然在制造过程中，厂商都希望制造出高品质的PCB，但是，在层压过程，很容易发生钻头漂移或板中的层移位。如果发生这种情况，你可能需要在焊盘或通孔外面创建一个孔，从而破坏连接，也叫突破。
在制造过程中添加泪珠是一种用于防止钻头脱落的方法，因为它会增加连接的铜量。如果突破点位于焊盘或过孔的背面，远离走线，那没关系，因为连接仍然很好。但是，如果钻头向迹线移动，泪珠足够厚，因此连接不会断开。
泪珠滴有助于提高钻孔公差、加强连接的可靠性并有助于提高产量。
- 防止酸陷阱、提高可靠性
用于去除光刻胶和不需要的铜的碱性和其他化学物质是苛刻的。如果在蚀刻和电镀过程中没有被冲走，它们会侵蚀铜迹线并损害连接。路线和走线中的窄间距和锐角是出了名的难以清洗，被称为酸陷阱。
泪珠没有尖锐的锐角，非常适合防止设计中的酸陷阱。
减少了迹线与焊盘连接处的机械和热应力，从而减少了迹线中的细线裂纹。
扩大了PCB制造商对焊盘的公差。这使得电路板的生产更容易，并减少生产过程中的废板，所有这些反过来又可以降低复杂电路板的总价格。
降低开裂风险。
提高对热冲击的抵抗力，主要影响生产过程中的返工和波峰焊。
如果在紧急环境中发现，可提高产品的抗热冲击性。
如何设计PCB泪滴？
泪滴应该多厚还是多薄？可以查看制造商的指南，一般都会有。但作为一般经验法则，可以使用：
顶点半径系数 = ((PAD 直径 - 孔直径)/1.8)
对于走线与焊盘的比例很小的通孔钻很重要。对于军用密集板，应保留通孔周围的环形圈
在 flex-PCB 布局上，以减少走线与焊盘连接处的应力。
在 BGA 下添加泪滴（有很多过孔），如下图所示：
BGA 下添加泪滴
当走线离开焊盘时，无论是实心焊盘还是带过孔的焊盘，都应添加泪滴。
焊盘添加泪滴
随着迹线变窄，添加泪滴的重要性增加。
大于 20mil 的导体无需添加泪滴。
建议在设计的最后阶段让 PCB 布局做泪滴。
在某些情况下，此功能只是 CAD 系统上的一个复选框，只要在 CAD上添加就可以了。
在射频或高频板中，应在设计阶段本身添加泪珠。
PCB 制造商有 Teardrop 创建引擎。
当 PCB 制造商允许自动创建泪滴时，可以进行泪滴连接，以便保留 DFM 路线。
如何设置PCB泪滴？
使用Proteus 设置 PCB 泪滴？
Proteus 中默认关闭泪滴，但可以从技术菜单轻松配置。启用后，将在建立路线连接时自动添加泪珠，并在路线编辑后重新计算和/或重新定位。泪珠与设计规则系统完全集成，不会在违反现有规则的地方生成。
PCB泪滴设置
启用后，泪滴将在板上全局更新，因此对于复杂的设计，最好在布局过程的后期进行。对泪珠配置的编辑也将刷新整个电路板，便于你以后可以包含或排除其他焊盘。
使用 Altium Designer 设置PCB泪滴
你可以简单地指定泪珠的参数。
可以通过对话框快速添加或删除铜功能（见图1）。此功能的全局性质和控制对于微调 PCB 制造非常有用。
Altium Designer 中的泪珠对话框让创建变得简单快捷
以下两张图片显示了应用于通孔、通孔焊盘、表面贴装焊盘、导轨和 T 形接头的泪滴。
泪滴图
添加泪点前：轨道直接进入焊盘
泪滴图
添加泪滴后：走线渐变成焊盘
可以应用额外的泪珠样式更改，如下面2个图所示，分别显示了衬里和弧形泪珠样式。
通孔和焊盘的衬里撕裂形式
应用于过孔和焊盘的曲线泪滴样式
使用CAD 设置PCB泪滴
首先，在设置中，有一个“分配”选项卡和“高级设置”选项卡。“高级设置”选项卡用于配置实际设置，“分配”选项卡用于配置将哪些设置分配给哪个网络。
从“网络类”选项卡创建一个网络类
在“高级设置”选项卡中配置设置
在“分配”选项卡中为网络类分配设置
下面将解释每个设置选项卡，每个设置选项卡的说明。
选项卡的说明
1）泪滴设置
泪滴设置图
2）对象设置
泪珠形状适用的对象是“焊盘”、“SMD”和“通孔”。
PCB泪滴设置
3）泪滴设置
配置是否为每个对象陆地和路线之间的连接应用泪滴形状的设置，以及形状的设置。
泪滴设置
这里只列举了3个软件怎么设置PCB泪滴，具体的大家可以去对应网站的官网进行查找，都会有对应的教程。