王灯照 张 琪
（无锡威孚高科技集团股份有限公司）
摘 要：分析了标准IPC-7351B 2010中定义的焊盘命名规则和实例，归纳出“默认焊盘+孔+改型参数”的名称结构。将形状编码简化到10类，去除重复的倒角命名规则，将Offset尺寸从一维坐标扩展到二维坐标，简化和优化了焊盘命名规则，有助于理解和实施标准IPC-7351B。关键词： IPC-7351B，焊盘命名规则，图层，形状，尺寸DOI编码：10.3969/j.issn.1674-5698.2021.03.016 Summarization of Padstack Naming Conventions
Defined in the Standard IPC-7351B
WANG Deng-zhao ZHANG Qi
（Weifu High-Technology Group Co., Ltd.）
Abstract: The naming conventions and instances of padstack defined in the standard IPC-7351B 2010
are analyzed, and the name structure of the "Default padstack + Hole + Modified parameters" is summarized. The shape coding is simplified to ten classes, the repeated corner naming rules are removed, the offset dimensions are extended from one-dimensional coordinates to two-dimensional coordinates, and the naming conventions of the padstack are simplified and optimized, which is helpful to understand and implement the standard IPC-7351B.Keywords: IPC-7351B, padstack naming conventions, layer, shape, dimension
作者简介：王灯照，工程师，主要从事汽车燃油系统ECU硬件设计。 张琪，工程师，主要从事新能源汽车电机控制器硬件设计。
1 引 言
印制电路板设计过程中，电子元器件的封装设计会影响到PCBA的可制造性和环境可靠性，因此需要对其进行标准化
[1-2]
。IPC标准是美国电子工业连
接协会制定的标准，在国际上最有影响，被许多国家采用。其中，“IPC-7351表面贴装焊盘形状以及设
计标准通用要求”是一个印制板设计标准，规定焊盘图形设计影响要素、元器件尺寸公差和焊盘图形的
尺寸设计等[3]
。
在建立企业级电子元器件封装标准库的过程中，参考了标准IPC-7351B 2010。在标准封装的基础上，考虑元器件制造公差、印制板制造公差和元器件贴装公差，以及焊点内沿、外沿和两侧相对引脚外扩的尺寸，完成封装计算[4]
。标准库的工作还包括分类和命名，SMD封装的命名在IPC-7351B中的“3.1.5.5Land Pattern Naming Convention”中清晰定义，但是焊盘的命名多辅以实例示意，条理欠清晰。
文章通过对IPC-7351B 中“3.1.5.6 Padstack Naming
Conventionn”一节内容进行分析，归纳出“默认焊盘+孔+改型参数”的焊盘名称结构（如图1所示）[5]
。
正文依次介绍形状、尺寸、图层和完整的命名规则，最后给出名称示例。
2 形状编码
2.1 6种基本形状
IPC-7351B定义了5种常用的焊盘基础形状，将5种以外的形状定义为不规则形状，合计6种形状（见表1）。
表1中，为清晰说明，用常见的集成电路散热焊盘作为不规则形状的示例。2.2 复杂的倒角编码
在改型命名规则中，IPC-7351B又定义了倒角正方形和矩形，包括倒圆角和倒45°角（见表2）。
表2 倒角正方形和倒角矩形
形状
倒角正方形
倒角矩形圆角正方形
圆角矩形
编码cs
cr rs
rr
图形
此外，IPC-7351B中Figure 3-7还对单倒角和双倒角定义了更复杂的补充编码（见表3和表4）。
表3 单倒角矩形
形状
单倒角矩形补充编码ul
ur bl
br
图形
表3和表4中的补充编码放在表1的主编码之后，例如：“r200_300cul50”描述表3的第一个图形。“r200_300”表示宽2mm高3mm的矩形，“cul50”表示左上（upper left）倒角尺寸0.5mm。
表4 双倒角矩形
形状
双倒角矩形补充编码ulr blr ubl
ubr
图形
2.3 简化为10种形状
考虑到实际应用的频度，并参考常用EDA软件定义的焊盘基本形状，将表3和表4中的形状都归类到不规则形状，基本形状简化为10种，如表1和表2所示。其中，常用的有圆形、正方形（包括倒角）、矩形（包括倒角）和圆头键槽形。D形焊盘的典型应用之一是QFN封装[6]
。
3 尺寸格式
3.1 基本形状的尺寸
IPC-7351B中，尺寸紧跟在形状编码的后面。对5种基本形状“圆形、正方形、矩形、圆头键槽形和D形”，分别用“直径、边长、长_宽、长_宽和长_宽”来定义其尺寸。自定义的尺寸用编号来表示，编号位数根据实际需要决定（见表5）。3.2 重复的倒角规则
IPC-7351B中，对于倒角矩形的尺寸定义了两种规则。以长4mm宽2mm圆角0.5mm的矩形为例，
规则1：
rr400_200_50规则2：
r400_200r50
相对于规则2，
规则1的编码和尺寸分区更加清
图1 焊盘名称结构表1 焊盘的6种基本形状
形状圆形正方形矩形圆头键槽形
D形不规则代码c
s
r
b
d
u
图形
晰；并且规则1和无倒角的5种基本形状结构一致，
因此，选用规则1的编码格式。3.3 10种尺寸编码
简化以后，10种尺寸的编码见表5。
表5 10种尺寸编码
形状图示
尺寸示例
圆形
c + 直径c200
正方形
s + 边长
s200
矩形 r + 长_宽r200_100圆头键槽形
b + 长_宽b300_150D形 d + 长_宽d300_200倒角正方形 cs + 边长_倒角
cs200_60
倒角矩形 cr + 长_宽_倒角cr200_100_30圆角正方形 rs + 边长_倒角
rs200_30
圆角矩形 rr + 长_宽_倒角rr300_150_30自定义形状
u + 编号
u0001
4 图层和改型参数
4.1 默认图层规则
IPC-7351B定义了默认情况下，不同图层之间焊盘的关系，见表6的序号1~9；定义了钻孔的默认形状，见表6的序号10~11；定义了其他一些非电气属性的规则，见表6的序号12~14。
表6 焊盘的默认规则
序号
默认图层规则1阻焊开窗和焊盘相同2钢网开窗和焊盘相同3装配尺寸和焊盘相同4内外层焊盘尺寸相同5正反面焊盘尺寸相同6内层焊盘是圆形
7热风焊盘尺寸符合IPC标准
8隔离焊盘直径和热风焊盘的外径相同
9热风焊盘有4个辐条
10孔是圆形11安装孔是圆形
12定义非法字符:“ ” , ; : / \ [ ] ( ) . { } * & % # $ ! @^ =.
13所有字母小写
14
尺寸为公制，数字单位是0.01mm
4.2 改型参数和命名规则
IPC-7351B定义了图层改型参数的规则，见表7的标识z~o。其中，标准中Offset参数“o”的定义只有一维坐标；为适应更多应用场合，表7将其扩展到二维坐标，包括Offset x和 Offset y两个参数。
此外，表7还包括类别、孔和形状的改型参数。
表7 改型参数命名规则
标识
改型参数参数格式z 内层焊盘z+形状+尺寸x 反面焊盘x+形状+尺寸m 阻焊开窗m+形状+尺寸p 钢网开窗p+形状+尺寸a 装配尺寸a+形状+尺寸
t 热风焊盘t+内径ID+外径OD+辐条宽度SW
y 隔离焊盘y+形状+尺寸k 禁止布线区k+形状+尺寸o 中心偏移o+ Offset x + Offset y v 过孔Via v+形状+尺寸w 机械安装孔m+形状+尺寸hn 非镀覆孔hn+形状+尺寸l 定义孔起止层l+起始层+终止层r 倒圆角r+基本形状+尺寸+倒角c
倒45度角
c+基本形状+尺寸+倒角
5 完整命名规则
通过分析IPC-7351B中的名称实例，并结合表
5~表7，得出完整命名规则（如图2所示）。
其中，默认焊盘的“单元结构”中，类别“w”代表机械安装孔，类别“v”代表过孔Via，没有类别代表其它用途（贴片元器件焊盘、通孔元器件焊盘以及光学定位点等）的焊盘。
孔的“单元结构”中，类别“h”代表镀覆孔，类别“hn”代表非镀覆孔。图层“ls_e”描述了孔的起始层和终止层，s代表起始层，e代表终止层；没有图层描述代表通孔。
改型参数的“单元结构”中，图层详见表7的描述，没有图层描述表示满足表6中序号1~9定义的规则。偏移“ox_y”指焊盘的中心偏移，其中，x表示相对于封装绘图区原点沿X轴的偏移量，y表示相对于封装绘图区原点沿y轴的偏移量。
6 焊盘名称示例
分别以贴片焊盘、圆形通孔焊盘、盲孔焊盘、圆
头键槽形通孔焊盘、光学点、机械安装孔和通孔热风焊盘为例，给出焊盘命名的示例（见表8）。
7 结 语
所总结的“默认焊盘+孔+改型参数”名称结构，能加快对标准IPC-7351B的理解和实施，有助于建立标准化的电子元器件封装库。
肖洁, 陈竹, 申冬海，等. 浅析汽车电子PCB设计可靠性与工艺可行性的兼容[J]. 汽车零部件, 2020(03):56-59.
李志丹，黄勇，陈世金，等. 印制电路板BGA焊盘掉点失效案例分析[J]. 印制电路信息,2015,23(06):61-62.
张伟. 国外电装印制板标准跟踪研究[J]. 标准科学, 2009 (09):89-96. 谭安菊，顾炳林. 基于IPC-7351B的表贴器件PCB封装设计[J]. 兵工自动化, 2019,38(07):37-40.
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郑雪辉，王万平. QFN焊盘设计和工艺[A]. 四川省电子学会SMT专委会,2013:6.
参考文献
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
图2 焊盘的完整名称规则表8 焊盘名称示例
类型命名注释贴片rr200_100_20贴片焊盘，长2mm，宽1mm，倒圆角0.2mm
通孔c150h90z140x170m165mx185
a200y300
圆形通孔焊盘，直径1.5mm，镀覆孔直径0.9mm，内层焊盘1.4mm，反面焊盘
1.7mm，阻焊开窗正面1.65mm反面1.85mm，装配尺寸2mm，隔离焊盘3mm
盲孔c100h50l1-3m0盲孔焊盘，直径1mm，镀覆孔径0.5mm，1层到3层，TOP层阻焊
圆头键槽形b600_200hb300_100mb620_2
20o-50_0
圆头键槽形焊盘，长6mm，宽2mm；圆头键槽形镀覆孔，长3mm，宽1mm；阻焊
开窗圆头键槽形长6.2mm，宽2.2mm；焊盘中心偏移，沿X方向-0.5mm
光学点c100m300k340光学点：直径1mm，阻焊开窗3mm，禁止布线区3.4mm
安装孔w700h350z650m720a900k800安装孔：外层焊盘直径7mm，镀覆孔直径3.5mm，内层焊盘直径6.5mm，阻焊开窗7.2mm，装配尺寸9mm，禁止布线区8mm
热风焊盘c150h90t150_180_40y200热风焊盘：直径1.5mm，镀覆孔直径0.9mm，热风焊盘内径1.5mm外径1.8mm辐条宽度0.4mm；隔离焊盘2mm
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