Was sind Teardrops?
Teardrops sind tropfenförmige Kupferverbreiterungen an der Verbindung zwischen einer Leiterbahn und einem Pad oder Via auf einer Leiterplatte. Sie werden im PCB-Layout eingesetzt, um die mechanische und elektrische Robustheit dieser Übergänge zu verbessern. Besonders bei feinen Strukturen oder engen Fertigungstoleranzen erhöhen Teardrops die Zuverlässigkeit der Leiterplatte.
Hintergrund und Motivation
Bei der Herstellung von Leiterplatten werden Bohrungen für Vias oder THT-Pads nach dem Ätzen der Kupferstruktur eingebracht. Dabei können minimale Bohrversätze auftreten, bei denen das Bohrloch leicht von der idealen Position abweicht.
Ohne zusätzliche Kupferfläche kann ein solcher Versatz dazu führen, dass:
- der Annular Ring teilweise oder vollständig entfernt wird
- die Leiterbahn nur noch minimal Kontakt zum Via oder Pad hat
- im schlimmsten Fall eine Unterbrechung der Verbindung entsteht
Teardrops erweitern deshalb den Übergangsbereich zwischen Leiterbahn und Pad und schaffen zusätzliche Kupferreserve.
Funktionsprinzip
Ein Teardrop vergrößert den Kupferbereich am Übergang von der Leiterbahn zum Pad oder Via in einer tropfenartigen Form. Dadurch entsteht eine größere Überlappung zwischen Leiterbahn und Bohrpad.
Die Vorteile sind:
- höhere Fertigungstoleranz bei Bohrversatz
- geringeres Risiko von offenen Verbindungen
- bessere mechanische Stabilität bei thermischen Belastungen
Besonders bei sehr schmalen Leiterbahnen oder kleinen Vias kann dies entscheidend sein.
Einsatzgebiete
Teardrops werden typischerweise eingesetzt bei:
- HDI-Leiterplatten mit sehr kleinen Strukturen
- BGA-Fanout-Layouts mit hoher Packungsdichte
- Leiterbahnen mit sehr kleinen Breiten
- Designs mit hohen mechanischen oder thermischen Belastungen
Viele moderne EDA-Tools wie Altium Designer oder KiCad können Teardrops automatisch generieren.
Bedeutung im modernen PCB-Design
In vielen Standarddesigns sind Teardrops optional. In hochdichten oder sicherheitskritischen Anwendungen gelten sie jedoch als gute Layoutpraxis. Sie erhöhen die Robustheit gegenüber Fertigungstoleranzen und tragen dazu bei, langfristig stabile elektrische Verbindungen sicherzustellen.