在PCB(印刷电路板)设计中,泪滴(Teardrop)是指在焊盘(Pad)与走线(Track)或过孔(Via)之间添加的过渡区域,其形状类似泪滴,故名。泪滴是提升PCB可靠性和电气性能的重要细节设计。

AD中pcb添加泪滴,单独添加时,需要选中焊盘才能再进行添加,选中导线则无法添加泪滴。

一、泪滴的核心作用

1. 增强机械连接强度,防止断裂

应力分散:焊盘与走线的连接点是PCB最易断裂的位置(尤其在插件元件或频繁插拔场景),泪滴通过扩大连接面积,将机械应力分散到更大区域,避免直角或细颈连接导致的开裂(如图1)。

抗振动/冲击:在工业控制、汽车电子等振动环境中,泪滴可显著提升焊点的耐用性。

2. 改善电气性能,减少信号反射

阻抗平滑过渡:高速信号(如时钟、差分对)在焊盘与走线的连接处易因截面突变产生阻抗不连续,泪滴的弧形过渡可降低阻抗突变,减少信号反射和EMI辐射。

过孔连接优化:过孔与走线的连接处添加泪滴,可避免细颈导致的寄生电感或电容,提升高频信号完整性。

3. 提升焊接可靠性,减少虚焊

增加焊盘附着面积:泪滴扩大了焊盘与走线的连接区域,使焊锡更容易覆盖过渡区,尤其在手工焊接或波峰焊中,减少因焊盘脱落或焊料不足导致的虚焊问题。

导流作用:焊接时泪滴引导焊锡均匀分布,避免局部过热或焊料堆积。

二、泪滴的设计原则与类型

1. 适用场景

必须添加:

插件元件焊盘(如DIP封装、连接器):引脚受力大,易因应力断裂。

过孔与走线的连接点:尤其是直径较小的过孔(如12mil以下)。

高速信号路径:如DDR数据线、HDMI差分对,需阻抗连续。

建议添加:

所有焊盘与走线的连接(除非空间严格受限)。

功率电路中的大电流路径:减少连接电阻和发热。

谨慎使用:

BGA焊盘:密集的BGA区域添加泪滴可能导致间距不足,需优先保证焊盘可焊性。

高密度PCB的细间距区域(如QFP封装引脚):避免泪滴占用过多空间导致走线无法通过。

2. 泪滴的类型

按形状分类:

全泪滴(Full Teardrop):焊盘与走线/过孔之间完全由泪滴填充,适用于插件焊盘和大尺寸过孔(如图2左)。

部分泪滴(Partial Teardrop):仅在焊盘边缘添加小弧形过渡,适用于空间受限的SMD焊盘(如图2右)。

过孔泪滴:专门针对过孔与走线的连接,增强过孔边缘的机械强度。

按网络分类:

接地/电源网络:优先添加泪滴,增强大电流路径的可靠性。

信号网络:高速信号必须添加,低速信号可按需选择。

3. 关键参数设置

泪滴宽度:通常为走线宽度的1.5-2倍(如走线10mil,泪滴宽15-20mil),最小不小于8mil以保证加工可行性。

泪滴长度:从焊盘边缘延伸10-30mil,过孔泪滴需覆盖过孔边缘至走线的过渡区。

圆角半径:采用弧形过渡时,半径≥5mil,避免锐角导致的应力集中。

三、注意事项与常见问题

1. 设计软件操作要点

自动添加 vs 手动调整:

Altium Designer:通过 Tools → Teardrops(快捷键TE) 批量添加,支持选择“Add”(添加)或“Remove”(删除),并可设置仅作用于焊盘或过孔。

避让规则:

避免泪滴与其他焊盘、过孔或走线间距不足(需满足设计规则中的Clearance,通常≥10mil)。

对BGA焊盘,需在设计规则中禁用泪滴,或手动排除密集区域。

2. 加工与制造影响

蚀刻精度:泪滴的弧形边缘需确保PCB制造商的蚀刻能力(如最小线宽/间距),避免因工艺误差导致泪滴变形或短路。

阻焊层处理:泪滴区域通常覆盖阻焊(除非作为散热窗),防止焊接时桥连,阻焊开窗需与铜箔泪滴对齐。

3. 常见问题与对策

问题

原因

对策

泪滴导致间距不足

高密度区域泪滴尺寸过大

减小泪滴宽度(如至8-10mil)或使用部分泪滴,优先保证关键信号走线

BGA焊盘无法添加

焊盘间距过小(如0.5mm以下)

手动跳过BGA区域,或仅在BGA外围的过孔/走线添加泪滴

波峰焊焊盘脱落

未添加泪滴导致应力集中

对插件焊盘强制添加全泪滴,尤其是连接器、插座等受力部件

高速信号反射超标

未在差分对/时钟线添加泪滴

对高速网络批量添加泪滴,检查过渡区是否平滑,必要时配合阻抗仿真

自动布线效率降低

泪滴占用空间导致走线绕路

先完成自动布线,再手动添加泪滴;或在布线规则中预留泪滴所需空间