PCB新聞 - 如何標準化PCB晶片組件封裝焊盤

如何標準化PCB晶片組件封裝焊盤在PCB中繪製組件封裝時，我們經常會遇到焊盤的大小不容易掌握的問題，因為我們諮詢的資訊給出了組件本身的大小，例如引脚寬度、間距等，但在PCB板上，對應焊盤的尺寸應該略大於引脚的大小， 否則將不能保證焊接的可靠性。 下麵將主要討論焊盤尺寸的規格。

為了確保貼片元件（SMT）的焊接質量，在設計SMT印刷板時，除了印刷板的3mm-8mm工藝邊緣外，還應根據相關規範設計各種元件的焊盤圖案和尺寸。 除了安排構件的位置和相鄰構件之間的間距外，我們認為還應特別注意以下幾點：

（1）在印刷電路板上，所有導電圖案（如互連線、接地線、相互導電的過孔等）和需要保留在阻焊膜下的銅箔應為裸銅箔。 也就是說，絕不允許使用熔點低於焊接溫度的金屬塗層，如錫鉛合金，以避免塗層處的焊料掩模開裂或起皺，從而確保PCB板的焊接和外觀質量。 （2）當選擇或調用焊盤圖案尺寸數據時，它應該與所選組件的焊接相關的封裝、焊端、引脚等的尺寸相匹配。 有必要克服在沒有分析或比較的情况下隨意複製或調用軟體庫中的數據J或焊盤圖案的大小的壞習慣。 在設計、選擇或調用焊盤圖案的尺寸時，還應區分您選擇的組件、它們的程式碼（如片式電阻器、電容器）和焊接相關的尺寸（如SOIC、QFP等）。

（3）表面安裝元件的焊接可靠性主要取決於焊盤的長度而不是寬度。

（A）如圖1所示，焊盤的長度B等於焊端（或引脚）的長度T，加上焊端（或者引脚）內側（焊盤）的延伸長度b1，加上焊接端（或者針腳）外側（焊盤的）延伸長度b2，即B=T+b1+b2。 其中，b1的長度（約0.05mm-0.6mm）不僅應便於在焊料熔化時形成良好的彎月形焊點，還應避免焊料橋接現象，並考慮組件的放置偏差； b2的長度（約0.25mm-1.5mm）主要是為了確保形成具有最佳彎液面輪廓的焊點（對於SOIC、QFP和其他器件，還應考慮焊盤抗剝離的能力）。

圖2.jpg

襯墊長度B=T+b1+b2

內墊片間距G=L-2T-2b1

土地寬度A=W+K

焊盤外側之間的距離為D=G+2B。

式中：L-部件長度（或設備引脚外側之間的距離）；

W—部件寬度（或設備引脚寬度）；

H-部件厚度（或裝置引脚厚度）；

b1焊接端（或引脚）內側（焊盤）的延伸長度；

b2焊接端（或引脚）的外側（焊盤）的延伸長度；

K焊盤寬度校正量。

常用元件焊盤延伸長度的典型值：

對於矩形片式電阻器和電容器：

b1=0.05mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.30mm。構件長度越短，該值應越小。

b2=0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.60mm、0.90mm、1.00mm，構件厚度越薄，其值應越小。

K=0mm、+0.10mm、0.20mm中的一個，構件寬度越窄，該值應越小。

對於帶有翼型引脚的SOIC和QFP器件：

b1=0.30mm、0.40mm、0.50mm、0.60mm，器件形狀越小，或者相鄰引脚之間的中心距離越小，該值應該越小。

b2=0.30mm、0.40mm、0.80mm、1.00mm、1.50mm。對於較大的裝置形狀，該值應較大。

K=0mm、0.03mm、0.30mm、0.10mm、0.20mm，相鄰引脚之間的中心距離越小，該值應越小。

B=1.50mmï½3mm，通常約為2mm。

如果外太空允許，它可以盡可能長。

（4）焊盤中和焊盤邊緣不允許有通孔（通孔邊緣與焊盤之間的距離應大於0.6mm），如果通孔盤與焊盤互連，可以小於焊盤1/2連接的寬度，如0.3mm～0.4mm要互連，以避免因焊料損耗或熱隔離而導致的各種焊接缺陷。

（5）在用於焊接和測試的焊盤中，不允許列印字元、圖形等標誌符號； 標誌符號與焊盤邊緣之間的距離該距離應大於0.5mm。為了避免印刷資料浸泡焊盤而導致的各種焊接缺陷，影響檢查的準確性。

（6）焊盤之間、焊盤與通孔焊盤之間以及焊盤與互連線之間的連接應具有大於焊盤或大面積接地或遮罩銅箔寬度的一段隔熱引線。 線條的寬度應等於或小於襯墊寬度的一半（以較小者為准，一般寬度為0.2mm~0.4mm，長度應大於0.6mm）； 如果使用焊料掩模覆蓋，其寬度可以等於焊盤的寬度（例如與大面積接地或遮罩銅箔的連接）。

（7）對於相同的組件，所有對稱使用的焊盤（如晶片電阻器、電容器、SOIC、QFP等）都應設計為嚴格保持其整體對稱性，即， 焊盤圖案的形狀和大小完全相同（當焊料熔化時，形成的焊接面積相等），並且圖案形狀的位置應該完全對稱（包括從焊盤引出的互連線的位置；如果被焊料掩模阻擋，則互連線可以是隨機的）。 為了確保當焊料熔化時，作用在部件上所有焊點上的表面張力能够平衡（即合力為零），從而有助於形成理想的高品質焊點。

（8）任何沒有外部引脚的組件（如片式電阻器、電容器、可調電位器、可調電容器等）的焊盤之間都不允許有通孔（即，組件主體的下側必須沒有）。 通孔； 除了那些被阻焊膜堵塞的），以確保清潔質量。

（9）對於多引脚組件（如SOIC、QFP等），引脚焊盤之間的短連接不允許通過，應在短連接之前將焊盤添加到互連線中（如果使用焊料掩模）可以排除薄膜被遮罩），以避免焊接後發生位移或被誤認為橋接。 此外，儘量避免與焊盤之間的互連線交叉（尤其是精細間隔的引脚器件）； 通過相鄰焊盤之間的任何互連線都必須用焊料掩模遮罩。

（10）對於多引脚組件，尤其是間距為0.65mm及以下的組件，應在焊盤圖案上或附近添加裸銅參攷標記（如在焊盤圖形的對角線上，添加兩個對稱的裸銅光學定位標記），作為光學校準，以精確放置。

（11）採用波峰焊工藝時，引脚焊盤上的通孔一般應比導線直徑大0.05~0.3mm，焊盤直徑不應大於孔徑的3倍。 此外，對於IC和QFP器件的焊盤圖案，有必要添加能够拖動熔融焊料的工藝輔助焊盤，以避免或减少橋接的發生。

（12）任何用於焊接表面安裝組件的焊盤（即焊接點）不得用作測試點； 為了避免損壞部件，必須單獨設計專用測試墊。 確保焊接檢驗和生產調試的正常進行。

（13）所有用於測試的焊盤應盡可能佈置在PCB的同一側。 這不僅方便了測試，更重要的是，它大大降低了測試成本（對於自動化測試尤其如此）。 此外，測試墊不僅應塗有錫鉛合金，其尺寸、間距和佈局也應符合所用測試設備的相關要求。

（14）如果元件的尺寸是最大值和最小值，則其尺寸的平均值可以用作焊盤設計的基礎。

（15）使用電腦進行設計。 為了確保設計的圖形能够達到所需的精度，所選網格單元的大小必須與其匹配； 為了繪圖方便，所有圖形都應該盡可能地落在網格上。 對於多引脚和細間距組件（如QFP），在繪製其焊盤的中心間距時，不僅網格單元尺寸必須為0.0254mm（即1mil），而且繪製的座標原點也應始終設定在其第一個引脚處。 簡而言之，對於多引脚細間距元件，在設計焊盤時，應確保總累積誤差必須控制在

在+0.0127mm（0.5mil）範圍內。

（16）所設計的各種焊盤應與載體PCB一起使用，並在通過測試焊接和測試後才能正式用於生產。 大規模生產尤其如此。