IPC Compliant Footprint Wizard

Время: ~40 мин

Цели урока

понимать, как IPC-7351B вычисляет размер площадки из размеров вывода и допусков
выбирать уровень плотности посадочного места под свою плату
сгенерировать футпринт мастером IPC Compliant Footprint Wizard по таблице размеров из даташита
сравнивать результат мастера с рекомендацией производителя

Что нужно знать заранее

8.3 Посадочное место вручную

Рисовать площадки по рекомендации из даташита хорошо, когда такая рекомендация есть. Но часто в даташите только размеры корпуса. Тогда площадки рассчитывают по стандарту IPC-7351B, и в Altium для этого есть мастер.

Как IPC считает площадку

Идея простая: площадка должна быть больше вывода настолько, чтобы образовалась хорошая галтель (solder fillet) — «мениск» припоя, по которому видно, что пайка качественная. Стандарт задаёт, насколько площадка должна выступать за вывод:

toe (носок) — со стороны кончика вывода, наружу от корпуса;
heel (пятка) — со стороны корпуса;
side (бок) — по бокам вывода.

К этим целям добавляются допуски: корпус производитель делает с разбросом (min…max), плата изготавливается с погрешностью, автомат ставит детали со смещением. Мастер складывает всё это статистически и получает размеры площадок и шаг между ними.

Аналогия: ботинок и следы на снегу. Чтобы след точно накрыл ботинок, рисуешь его чуть больше, с запасом спереди и сзади. Чем точнее рука, тем меньше нужен запас.

Три уровня плотности

Рис. 8.4. Один и тот же вывод и три площадки под него. Уровень M (Most) — самые большие площадки: удобно паять вручную и волной, но занимают больше места. N (Nominal) — разумный выбор для большинства плат. L (Least) — минимальные площадки для плотного монтажа. Реальные размеры ещё учитывают допуски корпуса и производства — их считает мастер.

Уровень IPC	В Altium	Для каких плат
A — максимальный выступ	суффикс `_M` (Most)	низкая плотность: ручная пайка, пайка волной, прототипы
B — средний	`_N` (Nominal)	большинство плат
C — минимальный	`_L` (Least)	высокая плотность монтажа, мелкие устройства

Цели на рисунке — значения IPC-7351B для выводов «крыло чайки» (SOIC, SOT-223, QFP) с шагом больше 0,625 мм. Для чип-резисторов, QFN, BGA у стандарта свои таблицы — мастер подставляет их сам.

Имя по стандарту

IPC-7351 предлагает систему имён, из которой видны размеры. Например, SOT230P700X180-4N — корпус SOT, шаг 2,30 мм, размах выводов 7,00 мм, высота 1,80 мм, 4 площадки, плотность N. Пользоваться ею не обязательно, но такие имена удобны: по ним сразу видно, что футпринт подходит.

Практика: SOT-223 мастером

Сделаем футпринт для стабилизатора LM1117 в корпусе SOT-223 (у TI этот корпус называется DCY). Размеры берём из чертежа корпуса в конце даташита.

Основные размеры корпуса DCY по чертежу TI (мм):

Размер	Мин	Макс
Размах выводов (от края до края)	6,7	7,3
Ширина корпуса	3,3	3,7
Длина корпуса	6,3	6,7
Ширина вывода	0,66	0,84
Ширина фланца	2,9	3,1
Шаг выводов	2,3 (номинал)
Высота	—	1,8

Длину «лапки» вывода и остальные размеры возьми с того же чертежа в даташите. Обозначения размеров у разных производителей разные, поэтому сверяй их по картинке, а не по буквам.

Открой PCB_Course.PcbLib и запусти ToolsIPC Compliant Footprint Wizard.
Выбери тип корпуса SOT223 в списке типов.
Пройди страницы размеров корпуса и выводов и введи значения из таблицы. Мастер работает в миллиметрах.
На странице Solder Fillets оставь значения по умолчанию и выбери уровень плотности (для курса — Level A / Most).
Страницы Component Tolerances и IPC Tolerances оставь с рассчитанными значениями.
На странице Courtyard, Assembly and Component Body Information включи courtyard, сборочный контур и тело компонента и выбери для них механические слои (пары Courtyard, Assembly, 3D Body из урока 8.3).
Прими имя или задай своё и нажми Finish. Кнопка Finish доступна на любом шаге: недостающее мастер возьмёт по умолчанию.

Названия и порядок страниц зависят от типа корпуса — в справке Altium они подробно разобраны на примере SOT143/343.

[СКРИНШОТ: IPC Compliant Footprint Wizard: страница размеров корпуса SOT223]public/screenshots/m08-libraries/l04-ipc-wizard-sot223.png

Проверь себя по производителю

Сравни площадки, которые построил мастер, с примером разводки TI для корпуса DCY. По даташиту там выводные площадки 0,95 × 2,15 мм, площадка фланца 3,25 × 2,15 мм, оси рядов разнесены на 5,8 мм (рис. 8.7 в уроке 8.7). Расхождение в десятые доли миллиметра нормально: мастер и производитель закладывают разные допуски. Грубое расхождение — повод искать ошибку в введённых размерах.

🧯 Типичные ошибки

Площадки вышли огромными или крошечными

Почему Размеры введены в дюймах или mil, а мастер ждёт миллиметры; либо перепутаны min и max.

Как исправить Переведи всё в мм и проверь, что min ≤ max в каждой строке.

Футпринт из мастера не совпадает с корпусом конкретной детали

Почему Взяли размеры «типичного SOT-223» из чужого даташита, а у этого производителя корпус немного другой.

Как исправить Всегда бери чертёж корпуса из даташита именно той детали, которую ставишь.

Выбрали уровень L для платы, которую будут паять руками

Почему Минимальные площадки рассчитаны на автоматическую сборку в печи.

Как исправить Для ручной пайки и прототипов — уровень M (A по IPC).

Проверь себя

1. Что задают цели toe, heel и side в IPC-7351B?Насколько площадка выступает за вывод с каждой стороныЗазоры между соседними компонентамиТолщину паяльной маски
2. Какой уровень плотности подходит для ручной пайки прототипа?C (Least)B (Nominal)A (Most)
3. В каких единицах мастер IPC в Altium принимает размеры?milмиллиметрыдюймы
4. Что означает «-4N» в имени SOT230P700X180-4N?4 площадки, уровень плотности N (Nominal)Четвёртая ревизия, без свинца4 слоя, нормальная толщина меди

Практическое задание~35 мин

Сгенерируй мастером футпринт SOT-223 для LM1117 на уровне M и на уровне N (два футпринта). Измерь в Altium размеры площадок и расстояние между рядами и запиши их рядом со значениями из примера разводки TI. Какой из двух вариантов ближе к рекомендации производителя? Оставь в библиотеке один, который будешь использовать в проекте 11.1.