PCB封装设计标准(SMD)
PCB封装设计规范(SMD)
目录
1、电阻(R)、电容(C)、磁珠(B)、电感(L)、
ESD(D) (2)
2、钽电容(TC) (2)
3、排阻(RA) (3)
4、电感(L) (3)
5、二极管(D) (5)
6、晶体管(SOT) (5)
7、保险丝(FUSE) (6)
8、晶振(X) (7)
9、翼形小外形IC和小外形封装(SOP) (8)
10、四方扁平封装(QFP) (10)
11、J型引脚小外型封装(SOJ) (12)
12、塑料有引线芯片载体(PLCC) (13)
13、四方无引脚扁平封装(QFN) (13)
14、球棚阵列器件(BGA) (14)
1、电阻(R )、电容(C )、磁珠(B )、电感(L )、ESD (D )
0201~1210矩形片式元器件焊盘设计
2、钽电容(TC )
英制 公制 A(Mil) B(Mil) G(Mil) 1206 3216 50 60 40 1411 3528 90 60 50 2312 6032 90 90 120 2817 7243 100 100 160 焊盘宽度:A=Wmax-K 电阻器焊盘的长度: B=Hmax+Tmax+K
电容器焊盘的长度:B=Hmax+Tmax-K 焊盘间距:G=Lmax-2Tmax-K 公式中:L---元件长度,mm ; W---元件宽度,mm ; T---元件焊端宽度,mm ;
H---元件高度,mm;对塑封钽电容器是指焊端高度)
K---常数,一般取0.25mm.
3、排阻(RA)
8P4R-0402
L (mm) 2.0 +/- 0.2
W (mm) 1.8 +/- 0.15
H (mm) 0.45 +/- 0.1
L 1(mm) 0.2 +/- 0.15
L2 (mm) 0.3 +/- 0.15
P (mm) 0.50 +/- 0.05
Q (mm) 0.30 +/- 0.1
8P4R-0603
L (mm) 3.2 +/- 0.2
W (mm) 2 +/- 0.15
H (mm) 0.5 +/- 0.1
L 1(mm) 0.3 +/- 0.15
L2 (mm) 0.5 +/- 0.15
P (mm) 0.8 +/- 0.05
Q (mm) 0.5 +/- 0.1
4、电感(L)
分类:CHIP、精密线绕、模压元件尺寸和焊盘尺寸
5、二极管(D )标注二极管极性
SOD123 、SOD323焊盘设计
6、晶体管(SOT)
(1)定义:小外形晶体管
(2)分类:
SOT23/SOT323/SOT523 SOT89/SOT223/SOT143/SOT25/SOT153/SOT353/SOT-252 (3)单个引脚焊盘长度设计原则:
对于小外形晶体管,应保持焊盘间中心距等于引线间中心距的基础上,再将每个焊盘四周的尺寸向外延申至少0.35mm
SOT223元件尺寸
SOT223焊盘设计
7、保险丝(FUSE)
0805焊盘尺寸:
1206焊盘尺寸:
8、晶振(X)
示例:
焊盘设计总结:
L=L1+(1.5mm)
X=X1+(1mm)
Z=A+(2mm)
丝印框=A x B
辅助丝印框=(A x B)+1
9、翼形小外形IC和小外形封装(SOP)
分类:SOIC、SSOIC、SOP、CFP
设计总则一般情况下设计原则:
(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
b1=0.3mm;
b2=0.8mm
器件引脚距: 1.27 0.80 0.65 0.50 0.40 0.3 0 焊盘宽度:0.65/0.6 0.50 0.35 0.25 0.2 0.17 焊盘长度: 2.20 2.00 1.60 1.60 1.60 1.60
SOIC
1、外形图:塑料封装、金属引脚
间距:P=1.27 mm(50mil)
2、焊盘设计
a)设计考滤的关键几何尺寸元件封装体尺寸
A 引脚数
间距E
b)焊盘外框尺寸Z
封装 Z A
SOP8/14/16 7.4 3.9
SO8W-SO36W 11.4 7.5
SO24X-36X 13 8.9
c)焊盘长X宽(Y x X)=0.6X2.2(mm)
d)没有公英制累积误差
e)贴片范围:引脚边加0.3-0.5(mm)无引脚边1(mm)
SSOIC
1、外形图:塑料封装、金属引脚
间距:P=0.8/0.635
2、焊盘设计
a)焊盘尺寸:(mm)
封装 Z X Y PICH D
SSO48 11.6 0.35 2.2 0.635 14.6 SSO56 11.6 0.35 2.2 0.635 17.15 SSO64 15.4 0.5 2.0 0.8 24.8
SOP
间距:P=1.27 (50mil)
PIN数量、及分布:在长边上均匀分布。在SOIC
基础上增加了PIN的品种6、10、12、18、22、
30、40、42. d)表示方法:SOP10
焊盘设计
a)设计考虑的关键几何尺寸:引脚数,不同引脚
数对应不同的封装体宽度。
b)焊盘外框尺寸
SOP 8-14 16/18/20 22/24 28/30 32/36 40/42 Z 7.4 9.4 11.2 13.2 15 17
C) 焊盘长X宽(YxX)=0.6X2.2
d)没有公英制累积误差
e)贴片范围:每边加0.3-0.9(mm)
10、四方扁平封装(QFP)
PQFP
1、元件
a)外形图及结构,间距:P=0.635(25mil)
b)PIN数量、及分布(四边均匀分布):
84、100、132、164、196、244
c)表示方法:PQFP84
2、焊盘设计
a)设计考虑的关键几何尺寸引脚数、引脚外
尺寸长X宽:L 引脚接触长度X宽度:TXW、
间距E、元件封装体尺寸BXA
b)焊盘外框尺寸:Z=L +0.8mm, L元件长(宽)
方向公称尺寸
c)焊盘长X宽(YxX)=1.8X0.35
d)验证焊盘内框尺寸:G一定小于S的最小值,
每边0.3-0.6(mm),一般(0.4mm)
e)没有公英制累积误差
f)贴片范围:每边加0.3-0.9(mm)
QFP
1、元件
a)外形图及结构,间距:P=0.8/0.65
b)PIN数量、及分布(均匀)及种类从24-576,
脚的数量以间隔8为基础增加。每种PIN通
常有2种(特殊3种)封装形式,间距不一
样
0.5/0.4/0.3间距封装:
元件封装体尺寸B(A)有13种:5、6、7、
8、10、12、14、20、24、28、32、36、40. 每
种封装体系列有6种PIN,如10X10-64、72、
80、88、112、120.
0.5/0.4/0.3间距封装共有13X6=78种
0.8/0.65间距封装:共有12种
SQFP/QFP元件封装总共有90种
2、焊盘设计
a)设计考虑的关键几何尺寸间距E、引脚
数、引脚外尺寸长(宽)L、引脚接触长度
X宽度:T x W。b)PITCH=0.8mm/0.65mm
焊盘设计
b)PITCH=0.8mm/0.65mm 焊盘设计;
焊盘外框尺寸Z=L +0.6mm; L元件长(宽)
方向公称尺寸
0.8焊盘长X宽(Y x X)=1.8x0.5; 0.65焊
盘长X宽(Y x X)=1.8x0.4
c)PITCH=0.5/0.4/0.3mm 焊盘设计
焊盘外框尺寸Z=L +0.8或焊盘外框尺寸Z=A/B+2.8
L元件长/宽方向公称尺寸,A/B元件封装体尺寸
0.5焊盘长X宽(Y x X)=1.6x0.3
0.4焊盘长X宽(Y x X)=1.6x0.25
0.3焊盘长X宽(Y x X)=1.6x0.17
注意事项:
a)验证焊盘内外框尺寸:
焊盘尺寸G一定小于元件S的最小值0.3-0.6(mm)(0.5)
焊盘尺寸Z一定大于元件L的最大值0.3-0.6(mm)(0.3)
b)存在公英制累积误差
c)对于是距0.5/0.4/0.3的封装,封装体尺寸系列相同如尺寸为10X10,PIN数不一样,但焊盘内外框尺寸是一样的,只是间距发生变化,焊盘宽度不一样,焊盘长度一样。设计时焊盘尺寸可以参考。也可参考SQFP系列。同样间距0.8/0.65的封装,只要封装体尺寸系列相同,烛盘内外框尺寸不变,间距、焊盘宽度发生
变化
d)贴片范围:每边加0.3-0.9(mm)
11、J型引脚小外型封装(SOJ)
分类:SOJ、PLCC(方形)、PLCC(矩形)、
LCC
设计总结:SOJ与PLCC的引脚均匀为J
形,典形引脚中心距为1.27mm
a)单个引脚焊盘设计0.6mm x 2.2mm;
b)引脚中心应在焊盘图形内侧1/3至焊
盘中心之间;
c)SOJ相对两排焊盘之间的距离(焊盘
图形内廓)A值一般为5、6.2、7.4、
8.8(mm);
d)PLCC相对两排焊盘外廓之间的距离:
J=C+K(单位mm);式中:J-焊盘图
形外廓距离;C-PLCC最大封装尺寸;
K-系数,一般取0.75。
SOJ
a)J引脚;P=1.27mm
b)外形图及结构
以封装体宽度尺寸(英制)来定义元件,封装体宽度尺寸共有4个系列,每个系列有8种PIN。元件宽度系列:300、350、400、450 (0.300英寸);
元件PIN种类:14、16、18、20、22、24、26、28所以SOJ封装元件共有4X8=32种
c)表示方法:每种PIN通常有4种宽度的封
装形式
SOJ引脚数/元件封装体宽度:SOJ
14/300;SOJ 14/350;SOJ 14/400;SOJ 14/450
焊盘设计
a)设计考虑的关键几何尺寸,封装体宽度系
列、元件引脚、间距E
b)焊盘尺寸设计
元件封装系列300 350 400 450
焊盘外框尺寸Z 9.4 10.6 11.8 13.2
焊盘长X宽(Y x X)=2.2X0.6
注意事项:
a)验证焊盘内外框尺寸:
焊盘尺寸G一定小于元件S的最小值0.3-0.6(mm)
焊盘尺寸Z一定大于元件L的最大值0.3-0.6(mm)
b)不存在公英制累积误差
c)同种系列的元件(如300系列)焊盘内外框尺寸是一样的,不同PIN数和D 值发生变化
d)贴片范围:每边加0.3-0.9(mm)。
12、塑料有引线芯片载体(PLCC)
焊盘宽度一般为0.50mm -- 0.80mm.焊盘长度为
1.85mm –
2.15mm
相对两个(或两排)焊盘之间的距离(焊盘图形外廓)
按下式计算:J = C + K
式中:
J ----焊盘图形外廓尺寸,mm;
C ---- PLCC最大封装尺寸,mm;
K ---- 常数,mm,一般取0.75 mm.
对无引线陶瓷芯片载体(LCCC),焊盘的设计原则上
与PLCC基本相同,但不同之处是K值推荐取1.75mm
贴片范围:每边加0.3-0.9(mm)
13、四方无引脚扁平封装(QFN)
引脚;e=0.4mm、0.5mm
焊盘设计:
元件封装系列焊盘宽焊盘长
0.4mm 0.2mm Y3+Y4
0.5mm 0.25mm Y3+Y4
Y3=实体长度+内延长0~0.1mm;
Y4=实体长度+外延长0.3~0.8mm
散热焊盘(Y2 x X2)尺寸:实体焊盘
+/-0.1mm(推荐取max值)
K值:>=0.3mm
14、球棚阵列器件(BGA)
BGA器件的封装结构按焊点形状分为两类:球形焊点和柱状焊点。球形焊点按封装材料分为陶瓷球栅阵列
CBGA(Ceramic Bal l Grid Array)、载带球栅阵列TBGA(Tape Automatec Ball Grid Array)、塑料球栅阵列PBGA(Plastic Ball Array)。柱状焊点按封装形式又称为陶瓷柱栅阵列CCGA(Ceramic Column Grid Array)。
随着BGA芯片的锡球直径逐渐向0.5mm、0.45 mm、0.30 mm等小型化发展,印制板上焊盘的大小及形状直接关系到BGA芯片与印制板的可靠连接,焊盘设计对锡球焊接质量影响也逐渐增大。对同样的BGA芯片(球径0.5 mm,间距0.8 mm)采用相同的焊接工艺分别焊接在直径为0.4 mm、0.3 mm的印制板焊盘上,验证结果为后者出现BGA虚焊的比例高达8%。因此,BGA焊盘设计直接关系到BGA的焊接质量。
标准的BGA焊盘设计如下:
A、阻焊层设计
设计形式一(见图1):阻焊层围绕铜箔焊盘并留有间隙;焊盘间引线和过孔全部阻焊。
设计形式二(见图2):阻焊层在焊盘上,焊盘铜箔直径比阻焊开孔尺寸大。
这两种阻焊层设计中,一般优选设计形式一,其优点是铜箔直径比阻焊尺寸容易控制,且BGA焊点应力集中较小,焊点有充分的空间沉降,增加了焊点的可靠。
B、焊盘设计图形及尺寸
BGA焊盘与过孔采用印制线连接,杜绝过孔直接与焊盘连接或直接开在焊盘上,焊盘设计图形及尺寸见图3和表1。