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最新消息 > 如何做PCB的元器件焊盤設計?

文章来源:http://www.sohu.com/a/159274163_468626

原標題:如何做PCB的元器件焊盤設計?PCB的元器件焊盤設計是一個重點,最終產品的質量都在于焊點的質量。因此,焊盤設計是否科學合理,至關重要。對于同一個元件,凡是對稱使用的焊盤(如片狀電阻、電容、SOIC、QFP等),設計時應嚴格保持其全面的對稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致。以保證焊料熔融時,作用于元器件上所有焊點的表面張力(也稱為潤濕力)能保持平衡(即其合力為零),以利于形成理想的焊點。以下分類講一下不同類型元器件的焊盤設計要求:一、片式(Chip)元件焊盤設計應掌握以下關鍵要素對稱性:兩端焊盤必須對稱,才能保證熔融焊錫表面張力平衡;對于小尺寸的元件0603、0402、0201等,兩端融焊錫表面張力的不平衡,很容易引起元件形成“立碑”的缺陷。焊盤間距:確保元件端頭或引腳與焊盤恰當的搭接尺寸;焊盤剩余尺寸:搭接后的剩余尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面;焊盤寬度:應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。A:焊盤寬度B:焊盤長度G:焊盤間距S:焊盤剩余尺寸在實際生產中,最常見到0402元件焊盤設計不合理,造成缺陷比較多,在這里,給大家一個0402元件的優選焊盤設計方案,這個方案在生產實際中效果比較好,缺陷率極低。0402優選焊盤各項參數及焊盤圖形:A=0.7-0.71B=0.38G=0.52S=0.14焊盤的兩端可以設計成半園形,焊接后的焊點比較飽滿。二、SOP及QFP設計原則:1、焊盤中心距等于引腳中心距;2、單個引腳焊盤設計的一般原則Y=T+b1+b2=1.5~2mm(b1=0.3~1.0mmb2=0.3~0.7mm)X=1~1.2W3、相對兩排焊盤內側距離按下式計算(單位mm)G=F-K式中:G—兩排焊盤之間距離,F—元器件殼體封裝尺寸,K—系數,一般取0.25mm,SOP包括QFP的焊盤設計中,需要注意的就是上面第2條中的b1和b2兩個參數。良好的焊點可以看下面的圖,在這個圖里,前面稱為的焊點的腳趾,后面稱為焊點的腳跟,一個合格的焊點,必須包含這兩部分,缺一不可,而且焊點的強度也是靠這兩個部位來保證的,尤其是腳跟部位。在一些設計不良的案例中,或者是b2太短,或者b1太短,導致的結果就是無法形成合格的焊點。三、BGA的焊盤設計原則1、PCB上的每個焊盤的中心與BGA底部相對應的焊球中心相吻合;2、PCB焊盤圖形為實心圓,導通孔不能加工在焊盤上;3、與焊盤連接的導線寬度要一致,一般為0.15mm~0.2mm;4、阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1mm~0.15mm;5、焊盤附近的導通孔在金屬化后,必須用阻焊劑進行堵塞,高度不得超過焊盤高度;6、在BGA器件外廓四角加工絲網圖形,絲網圖形的線寬為0.2mm~0.25mm。BGA器件的焊盤形狀為圓形,通常PBGA焊盤直徑應比焊球直徑小20%。焊盤旁邊的通孔,在制板時須做好阻焊,以防引起焊料流失造成短路或虛焊。BGA焊盤間距應按公制設計,由于元件手冊會給出公制和英制兩種尺寸標注,實際上元件是按公制生產的,按英制設計焊盤會造成安裝偏差。上面提到的PBGA是塑封體,有鉛PBGA的焊球的材料為63Sn37Pb,與有鉛焊料的成份是一致的,在焊接過程中與焊料同時融化,形成焊點。無鉛PBGA的焊球是SAC307或SAC305,與常用的無鉛焊料的成份也比較接近,在焊接中也會融化,形成焊點。但是還有一種BGA,封裝體是陶瓷,稱為CBGA,CBGA的焊球是高溫焊料,其熔點遠遠高于常見的焊料,在焊接中,CBGA的焊球是不融化的,因此,CBGA的焊盤設計與PBGA的焊盤設計是不一樣的。具體設計參數可參考下圖:四、焊盤的熱隔離SMD器件的引腳與大面積筒箔連接時,要進行熱隔離處理,否則會由于元件兩端熱量不均衡,造成焊接缺陷。五、再流焊工藝導通孔的設置1、一般導通孔直徑不小于0.75mm;2、除SOIC、QFP、PLCC等器件外,不能在其它元器件下面打導通孔;3、導通孔不能設計在焊接面上片式元件的兩個焊盤中間的位置;4、更不允許直接將導通孔作為BGA器件的焊盤來用;5、導通孔和焊盤之間應有一段涂有阻焊膜的細連線相連,細連線的長度應大于0.5mm;寬度大于0.4mm。要絕對避免在表面安裝焊盤以內設置導通孔,在距表面安裝焊盤0.635mm以內設置導通孔,應該通過一小段導線連接,并用阻焊劑將焊料流失通道阻斷,否則容易引起“立片”或“焊料不足”等缺陷。六、插裝元器件焊盤設計1、孔距為5.08mm或以上的,焊盤直徑不得小于3mm;2、孔距為2.54mm的,焊盤直徑最小不應小于1.7mm;3、電路板上連接220V電壓的焊盤間距,最小不應小于3mm;4、流過電流超過0.5A(含0.5A)的焊盤直徑應大于等于4mm;5、焊盤以盡可能大一點為好,對于一般焊點,其焊盤直徑最小不得小于2mm。插裝元器件焊盤孔徑設計采用波峰焊接工藝時,元件插孔孔徑,一般比其引腳線徑大0.1mm-0.3mm為宜,其焊盤的直徑應大于孔徑的3倍。電阻、二極管的安裝孔距應設計為標準系列7.5mm、10mm、12.5mm、15mm,電解電容的安裝孔距應與元件引腳距一致,三極管的安裝孔距應為2.54mm。七、采用波峰焊工藝時,貼片元件的焊盤設計采用波峰焊焊接片式元件時,應注意“陰影效應(缺焊)、‘橋接’(短路)”的發生,對于CHIP元件,應將元件的軸向方向垂直于PCB的傳送方向,小的元件應在大的元件前面,間距應大于2.5mm;采用波峰焊工藝時焊盤設計的幾個要點:1、高密度布線時應采用橢圓焊盤圖形,以減少連焊;2、為了減小陰影效應提高焊接質量,波峰焊的焊盤圖形設計時對于SOT、鉭電容,延伸元件體外的焊盤長度,在長度方向應比正常設計的焊盤向外擴展0.3mm;3、對于SOP,為防止橋接,對SOP最外側的兩對焊盤加寬,以吸附多余的焊錫;或設置工藝焊盤(也稱為盜錫焊盤)。工藝焊盤是個空焊盤,作用就是吸收多余的焊錫,它的位置是在沿傳送方向的最后一個焊盤的后面。八、絲印字符的設計1、一般情況需要在絲印層標出元器件的絲印圖形,絲印圖形包括絲印符號、元器件位號、極性和IC的第一腳標志,高密度窄間距時可采用簡化符號,特殊情況可省去元器件的位號;2、有極性的元器件,應按照實際安裝位置標出極性以及安裝方向;3、對兩邊或四周引出腳的集成電路,要用符號(如:小方塊、小圓圈、小圓點)標出第1號管腳的位置,符號大小要和實物成比例;4、BGA器件最好用阿拉伯數字和英文字母以矩陣的方式標出第一腳的位置;5、對連接器類元件,要標出安裝方向、1號腳的位置;6、以上所有標記應在元件安裝框外,以免焊接后遮蓋,不便于檢查;7、絲印字符應清晰,大小一致,方向盡量整齊,便于查找;8、字符中的線、符號等不得壓住焊盤,以免造成焊接不良。來源:電子工程專輯返回搜狐,查看更多責任編輯:聲明:本文由入駐搜狐號的作者撰寫,除搜狐官方賬號外,觀點僅代表作者本人,不代表搜狐立場。閱讀()

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