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PCB贴片元件封装焊盘设计尺寸标准

在PCB在包装中画元件时,经常会遇到焊盘尺寸难以把握的问题,因为我们查阅的信息是元件本身的尺寸,如引脚宽度、间距等,但在PCB板上相应的焊盘尺寸应略大于引脚尺寸,否则不能保证焊接的可靠性。以下将主要介绍焊盘尺寸的规格。 确保贴片元件(SMT)设计中焊接质量SMT印刷板时,应留出3个印刷板mm-8mm在工艺外,各部件的焊盘图形和尺寸应按照相关规范设计,部件的位置和相邻部件之间的间距应布置好。我们认为应特别注意以下几点: (1)只要有可能,所有用于测试的焊盘都应尽可能安排PCB 在同一侧。这不仅便于检测,而且大大降低了检测成本(自动检测)。此外,试验焊盘不仅应涂上镀锡铅合金,而且其尺寸、间距和布局也应符合试验设备的相关要求。 (2)焊接可靠性主要取决于焊盘的长度而不是宽度。 (a)如图1所示,焊盘的长度B等于焊端(或引脚)的长度T,加上焊端(或引脚)内侧(焊盘)的延伸长度b1.加上焊端(或引脚)外侧(焊盘)的延伸长度b2,即B=T b1 b2。其中b1的长度( 约为0.05mm—0.6mm),不仅要有利于焊料熔化时形成良好的弯曲月形轮廓焊点,还要避免焊料的桥接现象的贴装偏差;b长度(约0.25mm—1.5mm),主要是保证最佳弯月轮廓的焊点(对于SOIC、QFP其他设备还应考虑焊盘的抗剥离能力)。

理想的优质焊点形状及其焊盘

(b)焊盘的宽度应等于或稍大(或稍小)于焊端(或引脚)的宽度。 常见贴装元器件焊盘设计图解,如图2所示。

常见的贴装元件焊盘设计图

焊盘长度 B=T b1 b2 焊盘内侧间距 G=L-2T-2b1 焊盘宽度 A=W K 焊盘外间距 D=G 2B。 式中:L–组件长度(或引脚外侧之间的距离); W–元件宽度(或引脚宽度); H–元件厚度(或引脚厚度); b1–焊端(或引脚)内侧(焊盘)延伸长度; b2–焊端(或引脚)外侧(焊盘)延伸长度; K–焊盘宽度修正量。 常用部件焊盘延伸长度的典型值: 矩形片状电阻和电容: b1=0.05mm,0.10mm,0.15mm,0.20mm,0.30mm其中长度越短,值越小。 b2=0.25mm,0.35mm,0.5mm,0.60mm,0.90mm,1.00mm,元件厚度越薄,值越小。 K=0mm, -0.10mm,0.20mm其中之一,元件宽度越窄者,所取的值应越小。 翼型引脚SOIC、QFP器件: b1=0.30mm,0.40mm,0.50mm,0.60mm其中一个,器件形状较小,或相邻引脚中心距较小,值应较小。 b2=0.30mm,0.40mm,0.80mm,1.00mm,1.50mm其中一个,设备形状较大,所取值应较大。 K=0mm,0.03mm,0.30mm,0.10mm,0.20mm,相邻引脚间距中心距小的,值应小一些。 B=1.50mm~3mm,一般取2mm左右。 允许外部空间尽可能长。 (3)使用计算机进行设计。为了确保所设计的图形能够达到所需的精度,所选网格单元的尺寸必须与之匹配;为了方便绘图,每个图形都应尽可能落在网格点上。对于多引脚和细间距的组件(如QFP),在绘制焊盘的中心间距时,不仅其网格单元尺寸必须选择0.0254mm(即1mil),而且其绘制的坐标原点应始终设置在其第一个引脚处。简而言之,对于多引脚细间距的组件,焊盘设计中的整体累积误差必须控制在 -0.0127mm(0.5mil)之内。 (4)检查或调用焊盘图形尺寸数据时,应与所选部件的包装形状、焊端、引脚等与焊接相关的尺寸相匹配。必须克服随意复制或调用所看到的数据,无需分析或比较J 或者软件库中焊盘图形尺寸的坏习惯。在设计、检查或调用焊盘图形尺寸时,还应区分与焊接相关的代码(如片状电阻、电容器)和尺寸(如SOIC,QFP等)。 (5)凡用于焊接和测试的焊盘内,不允许印有字符与图形等标志符号;标志符号离开焊盘边缘的距 离应大于0.5mm。避免印刷材料浸入焊盘,造成各种焊接缺陷,影响检测的正确性。 (6)焊盘、焊盘与通孔板、焊盘与大于焊盘宽度的互连线或大面积接地或屏蔽的铜箔之间的连接应有热隔离引线,其宽度应等于或小于焊盘宽度的一半(以较小的焊盘为准,一般宽度为0.2mm~0.4mm,而且长度应大于0.6mm);若用阻焊膜遮挡,其宽度可等于焊盘宽度(如与大面积接地或屏蔽铜箔连接)。 (7)对于多引脚元件,特别是间距为0.65mm以下应在焊盘图形上或附近增加裸铜基准标志(如在焊盘图形对角线上增加两个对称裸铜光学定位标志)作为光学校准。 (8)采用波峰焊接工艺时,插引脚焊盘上的通孔一般应大于引脚线径0.05~0.3mm焊盘的直径不得大于孔径的3倍。另外,对于IC、QFP必要时,设备的焊盘图形可以增加工艺辅助焊盘,可以拖动熔融焊料,以避免或减少桥接现象的发生。 (9)焊接表面安装部件的焊盘(即焊接点)不得作为试验点;为避免损坏部件,必须设计专用试验盘。确保焊接试验和生产调试的正常进行。 (10)在印刷板上,所有导电图形(如互连线、接地线、互导孔盘等)。)位于阻焊膜下方,需要留用的铜箔均为裸铜箔。也就是说,不允许涂覆熔点低于焊接温度的金属涂层,如锡铅合金,以避免在涂层处导致阻焊膜破裂或起皱,以确保PCB板材焊接及外观质量。 (11)多引脚元件(如SOIC、QFP等),引脚焊盘之间的短接头不允许直接连接,焊盘引出互连线后短接(如果用阻焊膜覆盖,可以除外),避免位移或焊接后误认为桥接。此外,焊盘之间应尽量避免穿越互连线(特别是细间隔引脚器件);穿越相邻焊盘之间的互连线必须用阻焊膜覆盖。 (12)焊盘内及其边缘不得有通孔(通孔与焊盘边缘之间的距离应大于0.6mm),如果通孔盘与焊盘相连,则可使用小于焊盘宽度1/2的连接器,如0.3mm~0.4mm相互连接,避免焊料损失或热隔差造成的各种焊接缺陷。 (13)如果元件给出的尺寸是最大值和最小值,则焊盘设计的基准可以作为其尺寸的平均值。 (14)设计的各种焊盘应与载体一起使用PCB试焊合格、试焊合格后方可正式生产。对于大规模生产,应该更多。 (15)对同一部件的焊盘(如片状电阻、电容、SOIC、QFP 等),设计应严格保持其全面对称,即焊盘图形的形状和尺寸完全一致(焊接面积相等),图形的位置应完全对称(包括从焊盘引出的连接位置;如果用焊膜覆盖,连接可随意)。为保证焊料熔化过程中作用于部件上所有焊点的表面张力平衡(即合力为零),有利于形成理想的优质焊点。 (16)焊接无外引脚部件的焊盘(如片状电阻、电容、可调电位器、可调电容器等)之间不允许有通孔(即部件体下不允许有通孔;如果用阻焊膜堵塞,可以除外),以保证清洁质量。

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