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

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。

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