PCB的元器件焊盘设计是一个重点,最终产品的质量都在于焊点的质量。因此,焊盘设计是否科学合理,至关重要。 对于同一个元件,凡是对称使用的焊盘(如片状电阻、电容、SOIC、QFP等),设计时应严格保持其全面的对称性,即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料熔融时,作用于元器件上所有焊点的表面张力(也称为润湿力)能保持平衡(即其合力为零),以利于形成理想的焊点。 以下分类讲一下不同类型元器件的焊盘设计要求:一、片式(Chip)元件焊盘设计应掌握以下关键要素对称性:两端焊盘必须对称,才能保证熔融焊锡表面张力平衡;对于小尺寸的元件0603、0402、0201等,两端融焊锡表面张力的不平衡,很容易引起元件形成“立碑”的缺陷。 焊盘间距:确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸;
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焊盘剩余尺寸:搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面; 焊盘宽度:应与元件端头或引脚的宽度基本一致。 A :焊盘宽度 B :焊盘长度 G :焊盘间距 S :焊盘剩余尺寸 在实际生产中,最常见到0402元件焊盘设计不合理,造成缺陷比较多,在这里,给大家一个0402元件的优选焊盘设计方案,这个方案在生产实际中效果比较好,缺陷率极低。 0402优选焊盘各项参数及焊盘图形: A=0.7-0.71 B=0.38 G=0.52 S=0.14 焊盘的两端可以设计成半园形,焊接后的焊点比较饱满。 二、SOP及QFP设计原则:1、 焊盘中心距等于引脚中心距; 2、 单个引脚焊盘设计的一般原则 Y=T+b1+b2=1.5~2mm (b1=0.3~1.0mm b2=0.3~0.7mm) X=1~1.2W 3、 相对两排焊盘内侧距离按下式计算(单位mm) G=F-K 式中:G—两排焊盘之间距离, F—元器件壳体封装尺寸, K—系数,一般取0.25mm, SOP 包括QFP的焊盘设计中,需要注意的就是上面第2条中的b1和b2两个参数。良好的焊点可以看下面的图,在这个图里,前面称为的焊点的脚趾,后面称为焊点的脚跟,一个合格的焊点,必须包含这两部分,缺一不可,而且焊点的强度也是靠这两个部位来保证的,尤其是脚跟部位。在一些设计不良的案例中,或者是b2太短,或者b1太短,导致的结果就是无法形成合格的焊点。 三、BGA的焊盘设计原则1、PCB上的每个焊盘的中心与BGA底部相对应的焊球中心相吻合; 2、PCB焊盘图形为实心圆,导通孔不能加工在焊盘上; 3、与焊盘连接的导线宽度要一致,一般为0.15mm~0.2mm; 4、阻焊尺寸比焊盘尺寸大0.1mm~0.15mm; 5、焊盘附近的导通孔在金属化后,必须用阻焊剂进行堵塞,高度不得超过焊盘高度; 6、在BGA器件外廓四角加工丝网图形,丝网图形的线宽为0.2mm~0.25mm。 BGA器件的焊盘形状为圆形,通常PBGA焊盘直径应比焊球直径小20%。焊盘旁边的通孔,在制板时须做好阻焊,以防引起焊料流失造成短路或虚焊。BGA焊盘间距应按公制设计,由于元件手册会给出公制和英制两种尺寸标注,实际上元件是按公制生产的,按英制设计焊盘会造成安装偏差。 上面提到的PBGA是塑封体,有铅PBGA的焊球的材料为63Sn37Pb,与有铅焊料的成份是一致的,在焊接过程中与焊料同时融化,形成焊点。无铅PBGA的焊球是SAC307或SAC305,与常用的无铅焊料的成份也比较接近,在焊接中也会融化,形成焊点。 但是还有一种BGA,封装体是陶瓷,称为CBGA,CBGA的焊球是高温焊料,其熔点远远高于常见的焊料,在焊接中,CBGA的焊球是不融化的,因此,CBGA的焊盘设计与PBGA的焊盘设计是不一样的。 |