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