【正文】 引腳芯片載體（ PLCC）的 焊盤設計 ? (5) BGA焊盤設 2023/1/17 (1) 矩形片式元器件焊盤設計 ? (a) 080 1206矩形片式元器件焊盤尺寸設計原則 ? L ? W ? H ? B T ? A ? G ? 焊盤寬度： A=WmaxK ? 電阻器焊盤的長度： B=Hmax+Tmax+K ? 電容器焊盤的長度： B=Hmax+TmaxK ? 焊盤間距： G=Lmax2TmaxK ? 式中： L— 元件長度 ,mm； ? W— 元件寬度 ,mm； ? T— 元件焊端寬度 ,mm； ? H— 元件高度 (對塑封鉭電容器是指焊端高度 ),mm； ? K— 常數 ， 一般取 mm。 ? G b1L b2 ? L2 ? b1 L b2 ? W W2 L2 ? ? W2 ? 設計原則： F L2 ? a) 焊盤中心距等于引腳中心距； ? b) 單個引腳焊盤寬度設計的一般原則 ? 器件引腳間距 ≤ mm時： W2 ≥ W， ? 器件引腳間距 ≥ mm時： W2 ≤ ， ? L2=L+b1+b2， b1=b2= mm～ mm； ? c) 相對兩排焊盤的距離 （ 焊盤圖形內廓 ） 按下式計算 （ 單位 mm） ： ? G=FK ? 式中： G— 兩焊盤之間距離 ， ? F— 元器件殼體封裝尺寸 ， ? K— 系數 ， 一般取 ， ? d) 一般 SOP的殼體有寬體和窄體兩種 ， G值分別為 mm 、 mm。分為： ? PBGA（ Plastic Ball Grid Array塑料 BGA） ? CBGA(Cramic Ball Grid Array陶瓷 BGA) ? TBGA（ Tape Ball Grid Array載帶 BGA） ? μ BGA（ Chip scale Package微型 BGA） ， 又稱 CSP。 ? PBGA的焊球間距為 mm、 mm、 mm、 mm， ? 焊球直徑為 mm、 mm、 mm、 mm； 2023/1/17 ? c) BGA底部焊球有部分分布和完全分布兩種分布形式 ? 部分分布 完全分布 2023/1/17 BGA焊盤設計原則 ? a) PCB上每個焊球的焊盤中心與 BGA底部相對應的焊球中心相吻合； ? b) PCB焊盤圖形為實心圓 ， 導通孔不能加工在焊盤上； ? 焊盤最大直徑等于 BGA底部焊球的焊盤直徑 ? 最小直徑等于 BGA底部焊盤直徑減去貼裝精度 ? 例如： BGA底部焊盤直徑為 ， 貼裝精度為 177。 ? 在 BGA器件外殼四周加工絲網圖形 2023/1/17 a ) 有阻焊的焊盤 b) 沒有阻焊的焊盤 焊盤及阻焊層設計 間距 P B GA 啞鈴形焊盤及過孔、引線 2023/1/17 5． THC（通孔插裝元器件）焊盤設計 ? 元件孔徑 = D+(~) mm（ D為引線直徑） , ? IC孔徑 = mm ； ? 元件名 孔距 ? R1/4W 、 1/2W 10 mm。 ? 電路板上連接 220V電壓的焊盤間距，最小不應小于 3 mm。 ? (2)當焊盤和大面積的地相連時 ， 應優(yōu)選十字鋪地法和 45176。 ? d) 導通孔和焊盤之間應有一段涂有阻焊膜的細線相連 ， 細線的長度應大于 ， 寬度小于 。 ? (b) 測試孔設置與再流焊導通孔要求相同 。 ? （ c） 當窄間距或相鄰焊盤間沒有導線通過時 ， 允許采用圖 4(a)的方法設計阻焊圖形；當相鄰焊盤間有導線通過時 ， 為了防止焊料橋接 ， 應采用如圖 4(b)的方法設計阻焊圖形 。 ? + + + ? C1 C1 ? 標準絲網符號 簡化絲網符號 ? 圖 5 絲網圖形 2023/1/17 ? 10. 元器件整體布局設置 ? a PCB上元器件分布應盡可能均勻， 大質量器件再流焊時熱容量較大，過于集中容易造成局部溫度低而導致虛焊 ； ? b 大型器件的四周要留一定的維修空隙 （留出 SMD返修設備加熱頭能夠進行操作的尺寸） ； ? c 發(fā)熱元件應盡可能遠離其他元器件，一般置于邊角、機箱內通風位置。 ? e 需要調節(jié)或經常更換的元件和零部件，應置于便于調節(jié)和更換的位置。 ? h 單面混裝時 ,應把貼裝和插裝元器件布放在 A面； ? i 采用雙面再流焊的混裝時，應把大的貼裝和插裝元器件布放在 A面； 2023/1/17 ? j 采用 A面再流焊， B面波峰焊時，應把大的貼裝和插裝元器件布放在 A面 (再流焊面 )，適合于波峰焊的矩形、圓柱形、SOT和較小的 SOP（引腳數小于 28，引腳間距 1mm以上）布放在 B面（波峰焊接面 )。 2023/1/17 11. 再流焊與波峰焊貼片元件的排列方向設計 2023/1/17 ? (1) 再流焊工藝的元器件排布方向 ? 為了減少由于元器件兩側焊端不能同步受熱而產生豎碑 、 移位 、焊端脫離焊盤等焊接缺陷 ， 要求 PCB上兩個端頭的片式元件的長軸應垂直于再流焊爐的傳送帶方向； SMD器件長軸應平行于傳送帶方向 。 ? b 為了避免陰影效應 ， 同尺寸元件的端頭在平行于焊料波方向排成一直線；不同尺寸的大小元器件應交錯放置；小尺寸的元件要排布在大元件的前方；防止元件體遮擋焊接端頭和引腳 。 ? —— 延伸元件體外的焊盤長度，作延長處理 ,； ? —— 對 SOP最外側的兩對焊盤加寬，以吸附多余的焊錫（俗稱竊錫焊盤）； ? —— 小于 ，在焊盤兩側可作45176。導通孔的位置應不被元件覆蓋，便于氣體排出。 2023/1/17 12. 元器件的間距設計 ? (1)與元器件間距相關的因素： ? —— 元器件外型尺寸的公差 ,元器件釋放的熱量 。 ? —— 組裝和返修的通道； 2023/1/17 (2)一般組裝密度的焊盤間距 2023/1/17 元器件間相鄰焊盤最小間距示意圖（單位： mm） PLCC PLCC QFP SOP SOT 標準密度設計標準 2023/1/17 標準密度設計標準 2023/1/17 標準密度設計標準 2023/1/17 ? 13. 散熱設計 ? 由于 SMD的外形尺寸小，組裝密度高。 ? (1)器件設計時可采用導熱性好的引線框材料、加大引線框尺寸、在器件底部設計散熱片等措施。散熱板的材料可采用銅 /殷銅 /銅或銅 /鉬 /銅。再流焊時焊錫將散熱孔填滿，這樣可以提高導熱能力。 ? 電磁兼容性與有源器件的選擇 、 電子電路分析 、 印制電路板設計都有關系 。 2023/1/17 印制板設計時可作如下考慮： ? (1)選用介電常數高的電路基板材料，如聚四氟乙烯板。 2023/1/17 ? (4)盡量增加線距 。 2023/1/17 ? 地線設置是最重要的設計，也是難度最大的一項設計。 目前流行的方法是在屏蔽機殼上安裝濾波器連接器。 (7) 高頻傳輸線的設計 在低頻電路中 ， 用兩根導線就能把信號由信號源送到負載 。 2023/1/17 PCB上的布線傳輸高頻信號時 ， 除布線本身的電阻外 ， 還存在分布電容 、 電感 ， 這些參數的物理特征量在空間是隨時間按一定規(guī)律分布的 ， 沿線各點的瞬時電壓 、 電流值和相位均不同 。 屏蔽體是阻止電磁波在空間傳播的一種措施 ， 為了避免電磁感應引起屏蔽效能下降 ， 避免地電壓在屏蔽體內造成干擾 ， 屏蔽體應單點接地 。 2023/1/17 ? (6)受力強度較大的元件（如連接器等），采取加大焊盤或采取加固件的方法。 ? (9)重力分布要求 ? 為了防止重力過分集中引起印制板變形，盡量把較重的大元件安排在 PCB的四邊上，必要時加結構件進行矯正。 2023/1/17 ? (12)機箱元器件布局和裝配可靠性要求 ? (a)高頻單元裝配要求 ? 高頻單元的元器件及導線的連線應盡量短，一般直接裝焊。 ? (e)其它要求 ? 在結構和布局設計方面應考慮裝配的牢固性，機箱空間的利用和重量分布的合理性；在器件電器連接方面應考慮連線布局應有利于生產操作和便于調試、維修；在總體方面應考慮適當縮小整體體積。 PCB外形設計的主要內容包括： ? （ 1） 形狀設計 ? a) 印制板的外形應盡量簡單 ， 一般為矩形 ， 長寬比為 3： 2或4： 3， 其尺寸應盡量靠標準系列的尺寸 ， 以便簡化加工工藝 ，降低加工成本 。 ? JUKI機： PCB允許長寬＝ 330 250、 410 360 ~ 50 50 ? 510 360、 510 460 ~ 50 50 ? 當 PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時，必須采用拼板方式。 ? e 當 PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時，必須采用拼板方式。 2023/1/17 2 ? 3 .1 7 5 (a) ( b ) 此區(qū)域不能貼裝元器件和布放 M a r k 針定位與邊定位 P C B 設計要求示意圖 ( 單位： mm)3～45 73～43～4 (a)針定位不能布放元器件的區(qū)域 (b)邊定位不能布放元器件的區(qū)域。 ? Mark形狀：實心圓、三角形、菱形、方形、十字、空心圓等都可以，優(yōu)選實心圓。 ? Mark表面：裸銅、鍍錫、鍍金均可，但要求鍍層均勻、不要過厚。 ? 局部基準標志位置示意圖 2023/1/17 ? 4．拼板設計 ? 當 PCB尺寸小于最小貼裝尺寸時，必須采用拼板方式。 (1mm厚度的 PCB最大拼板尺寸 200mm 150mm) ? b 拼板的工藝夾持邊（一般為 10mm）。 ? f 拼板中各塊 PCB之間的