【文章內(nèi)容簡介】 （3）在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計時應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線，并按一定順序要求走線，力求直觀，便于安裝，高度和檢修；（4）設(shè)計布線圖時走線要盡量少拐彎，力求線條簡單明了；（5）布線條寬窄和線條間距要適中，電容器兩焊盤間距盡可能與電容引線腳的間距相符；（6）設(shè)計應(yīng)按照一定順序方向進(jìn)行，例如可以由左往右和由上往下的順序進(jìn)行。四、焊盤設(shè)計 焊盤(land)，表面貼裝裝配的基本構(gòu)成單元，用來構(gòu)成電路板的焊盤圖案(land pattern)，即各種為特殊元件類型設(shè)計的焊盤組合。沒有比設(shè)計差勁的焊盤結(jié)構(gòu)更令人沮喪的事情了。當(dāng)一個焊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計不正確時，很難、有時甚至不可能達(dá)到預(yù)想的焊接點。焊盤的英文有兩個詞：Land 和 Pad ，經(jīng)?？梢越惶媸褂?；可是，在功能上，Land 是二維的表面特征，用于可表面貼裝的元件，而 Pad 是三維特征，用于可插件的元件。作為一般規(guī)律，Land 不包括電鍍通孔(PTH, plated throughhole)。旁路孔(via)是連接不同電路層的電鍍通孔(PTH)。盲旁路孔(blind via)連接最外層與一個或多個內(nèi)層，而埋入的旁路孔只連接內(nèi)層?！? 如前面所注意到的，焊盤Land通常不包括電鍍通孔(PTH)。一個焊盤Land內(nèi)的PTH在焊接過程中將帶走相當(dāng)數(shù)量的焊錫，在許多情況中產(chǎn)生焊錫不足的焊點?？墒?，在某些情況中，元件布線密度迫使改變到這個規(guī)則，最值得注意的是對于芯片規(guī)模的封裝(CSP, chip scale package)。()間距以下，很難將一根導(dǎo)線布線通過焊盤的“迷宮”。在焊盤內(nèi)產(chǎn)生盲旁通孔和微型旁通孔(microvia)，允許直接布線到另外一層。因為這些旁通孔是小型和盲的，所以它們不會吸走太多的焊錫，結(jié)果對焊點的錫量很小或者沒有影響?！?有許多的工業(yè)文獻(xiàn)出于IPC(Association Connecting Electronics Industries), EIA(Electronic Industry Alliance)和JEDEC(Solid State Technology Association)，在設(shè)計焊盤結(jié)構(gòu)時應(yīng)該使用。主要的文件是IPCSM782《表面貼裝設(shè)計與焊盤結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)》，它提供有關(guān)用于表面貼裝元件的焊盤結(jié)構(gòu)的信息。當(dāng)JSTD001《焊接電氣與電子裝配的要求》和IPCA610《電子裝配的可接受性》用作焊接點工藝標(biāo)準(zhǔn)時，焊盤結(jié)構(gòu)應(yīng)該符合IPCSM782的意圖。如果焊盤大大地偏離IPCSM782，那么將很困難達(dá)到符合JSTD001和IPCA610的焊接點?！? 元件知識(即元件結(jié)構(gòu)和機械尺寸)是對焊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本的必要條件。IPCSM782廣泛地使用兩個元件文獻(xiàn)：EIAPDP100《電子零件的注冊與標(biāo)準(zhǔn)機械外形》和JEDEC95出版物《固體與有關(guān)產(chǎn)品的注冊和標(biāo)準(zhǔn)外形》。無可爭辯，這些文件中最重要的是JEDEC 95出版物，因為它處理了最復(fù)雜的元件。它提供有關(guān)固體元件的所有登記和標(biāo)準(zhǔn)外形的機械圖?！? JEDEC出版物JESD30(也可從JEDEC的網(wǎng)站免費下載)基于封裝的特征、材料、端子位置、封裝類型、引腳形式和端子數(shù)量，定義了元件的縮寫語。特征、材料、位置、形式和數(shù)量標(biāo)識符是可選的。封裝特征：一個單個或多個字母的前綴，確認(rèn)諸如間距(pitch)和輪廓等特征。封裝材料：一個單字母前綴，確認(rèn)主體封裝材料。端子位置：一個單字母前綴，確認(rèn)相對于封裝輪廓的端子位置。封裝類型：一個雙字母標(biāo)記，指明封裝的外形類型。引腳新式：一個單字母后綴，確認(rèn)引腳形式。端子數(shù)量：一個一位、兩位或三位的數(shù)字后綴，指明端子數(shù)量：表面貼裝有關(guān)封裝特性標(biāo)識符的一個簡單列表包括：E 擴大間距( mm)F 密間距( mm)；限于QFP元件S 收縮間距( mm)；除QFP以外的所有元件。T 薄型( mm身體厚度)表面貼裝有關(guān)端子位置標(biāo)識符的一個簡單列表包括：Dual 引腳在一個正方形或矩形封裝相反兩側(cè)。Quad 引腳在一個正方形或矩形封裝的四側(cè)。表面貼裝有關(guān)封裝類型標(biāo)識符的一個簡單列表包括：CC 芯片載體(chip carrier)封裝結(jié)構(gòu)FP 平封(flat pack)封裝結(jié)構(gòu)GA 柵格陣列(grid array)封裝結(jié)構(gòu)SO 小外形(small outline)封裝結(jié)構(gòu)表面貼裝有關(guān)引腳形式標(biāo)識符的一個簡單列表包括：B 一種直柄或球形引腳結(jié)構(gòu)；這是一種非順應(yīng)的引腳形式F 一種平直的引腳結(jié)構(gòu)；這是一種非順應(yīng)的引腳形式G 一種翅形引腳結(jié)構(gòu)；這是一種順應(yīng)的引腳形式J 一種“J”形彎曲的引腳結(jié)構(gòu)；這是一種順應(yīng)的引腳形式N 一種無引腳的結(jié)構(gòu)；這是一種非順應(yīng)的引腳形式S 一種“S”形引腳結(jié)構(gòu)；這是一種順應(yīng)的引腳形式　　例如，縮寫詞FPQFPG208，(F)塑料(P)方形(Q)平面封裝(FP)，翅形引腳(G)，端子數(shù)量208。　　對元件和板表面特征(即焊盤結(jié)構(gòu)、基準(zhǔn)點等)的詳細(xì)公差分析是必要的。IPCSM782解釋了怎樣進(jìn)行這個分析。許多元件(特別是密間距元件)是嚴(yán)格公制單位設(shè)計的。不要為公制的元件設(shè)計英制的焊盤結(jié)構(gòu)。累積的結(jié)構(gòu)誤差產(chǎn)生不配合，完全不能用于密間距元件。記住?！　≡贗PCSM782標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，每個元件與相應(yīng)的焊盤結(jié)構(gòu)組織在四個頁面中。結(jié)構(gòu)如下：第一頁包括有關(guān)元件的通用信息，包括可應(yīng)用文件、基本結(jié)構(gòu)、端子或引腳數(shù)量、標(biāo)記、載體封裝格式、工藝考慮、和焊接阻力。第二頁包括設(shè)計焊盤結(jié)構(gòu)所必須的元件尺寸，對于其它元件信息，參考EIAPDP100和95 出版物。第三頁包括相應(yīng)焊盤結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)與尺寸。為了產(chǎn)生最適合的焊接點條件，在這頁上描述的焊盤結(jié)構(gòu)是基于最大材料情況(MMC, maximum material condition)。使用最小材料情況(LMC, least material condition)時，尺寸可能影響焊接點的形成。第四頁包括元件與焊盤結(jié)構(gòu)的公差分析。它也提供對于焊接點的形成應(yīng)該期望得到什么的詳細(xì)內(nèi)容。焊點強度受錫量的影響。在決定不使用基于MMC尺寸的焊盤結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)該進(jìn)行公差分析和焊接點評估。焊盤設(shè)計對SMT產(chǎn)品的可制造性、可靠性等有著很大的影響，是PCB設(shè)計中非常重要的部分。良好的焊盤設(shè)計能避免出現(xiàn)虛焊、短路、立碑、陰影效應(yīng)等問題。IPC提供了表面貼裝設(shè)計與焊盤結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)——IPCSM782A，2005年IPC發(fā)布了IPCSM782A的替代標(biāo)準(zhǔn)IPC7351。因為影響焊盤尺寸的因素眾多，必須全面的考慮才能做好，應(yīng)該根據(jù)實際情況做出適合自己產(chǎn)品的PCB焊盤設(shè)計規(guī)范，而不能完全依靠IPC標(biāo)準(zhǔn)?！　『副P設(shè)計的一般考慮順序為：保證良好的電氣性能；可靠性；可制造性；可維修性。焊盤設(shè)計需要確定的要素，包括焊盤本身的尺寸、綠油或阻焊窗尺寸、元件占地范圍、元件下的布線或粘膠用的虛設(shè)焊盤等。 決定焊盤尺寸的主要因素有五方面：元件的外形和尺寸、基板種類和質(zhì)量、組裝設(shè)備能力、所采用的工藝種類和能力、要求的品質(zhì)水平或標(biāo)準(zhǔn)。在考慮焊盤的設(shè)計時必須配合以上五個因素整體考慮。計算尺寸公差時，業(yè)界中較常用的是統(tǒng)計學(xué)中接受的有效值或均方根方法，這種做法能在各方面達(dá)到較好的平衡?！　∫粋€良好的焊盤設(shè)計，應(yīng)該提供在工藝上容易組裝、便于檢查和測試、以及組裝后的焊點使用壽命長等條件。保證良好的焊盤設(shè)計的條件：(1)建立元件封裝資料檔案；(2)對每一個SMD建立器件的封裝尺寸庫；(3)確定不同供應(yīng)商的尺寸誤差；(4)建立基板規(guī)范；(5)制定廠內(nèi)工藝和設(shè)備能力規(guī)范；(6)對各制造工藝的問題和知識有足夠的了解；(7)制定廠內(nèi)或?qū)δ骋划a(chǎn)品上的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?！【匦纹皆副P設(shè)計： 　 L型引腳IC焊盤設(shè)計： (1) 適應(yīng)范圍：在SOT、SOIC、(S/T)SOP、(P/S/C)QFP等封裝的引線?！　?2) 參數(shù)說明：　　t：引腳厚度(lead thickness)～　　l：引腳長度(lead length) ～　　lw：引腳寬度(lead width) 　　W：焊盤寬度(pad width) 　　L：焊盤長度(pad length)　　lh：引腳跟部長度(lead heel) 　　lt：引腳前端長度(lead tip) 　　(3) 焊盤尺寸設(shè)計：焊盤長度：L=lh+l+lt ~　　焊盤寬度：W=lw+2mil　　lh=lt= =(~)t 其中θ=15176。~30176?！　型引腳IC焊盤設(shè)計： (1) 適應(yīng)范圍：SOJ、PLCC等部品的封裝引線?！　?2) 參數(shù)說明：l：引腳長度(lead length)　　B：引腳寬度(lead width)　　W：焊盤寬度(pad width)　　L：焊盤長度(pad length)　　lh：引腳跟部長度(lead heel)　　(3) 焊盤尺寸設(shè)計：　　引腳跟部長度：lh=T/2　　焊盤長度：L= 2lh+l 焊盤寬度：W=lw+ lwBGA焊盤設(shè)計： (1) 焊盤直徑按照焊球直徑的75％~85％設(shè)計?！　?2) 焊盤引出線不超過焊盤的50％，相對于焊接質(zhì)量來說，越細(xì)越好。　　(3) ，方可加粗?！　?4) 為了防止焊盤變形，阻焊開窗(solder mask) 。 五、模板設(shè)計模板材料的選擇網(wǎng)框材料—網(wǎng)框材料選用空心鋁框，網(wǎng)框的邊長584mm的正方形，厚度為30177。3mm，底部的不平整度。鋼片材料選用不銹鋼，；絲網(wǎng)材料選用尼龍絲，目數(shù)為120目，最小屈服張力為50N。模板的外形尺寸與標(biāo)識模板外形如圖1所示，外型尺寸見表1。PCB傳送方向正視圖acabXYd側(cè)視圖cb圖1 模板外形尺寸（mm）表1鋼網(wǎng)類型網(wǎng)框尺寸a鋼片尺寸b膠布粘貼寬度c網(wǎng)框厚度d小鋼網(wǎng)584+0/5450177。1025177。530177。3PCB中心、鋼片中心、鋼網(wǎng)外框中心需要重合，三者中心距最大偏差不應(yīng)超過3mm。PCB、鋼片、鋼網(wǎng)外面的軸線在方向上應(yīng)一致，任意兩條軸線的角度偏差不應(yīng)超過2176。鋼網(wǎng)Mark點的制作——為了保證鋼網(wǎng)和PCB的準(zhǔn)確對位，鋼網(wǎng)B面至少需要制作兩個Mark點，鋼網(wǎng)上的Mark點應(yīng)與PCB上的一致。兩個Mark點應(yīng)放置在板子的對角線位置。本設(shè)計鋼網(wǎng)采用激光制作，Mark點用表面燒結(jié)方式制作，Mark點的灰度應(yīng)與實際生產(chǎn)中印刷機的識別能力相匹配。本設(shè)計中的Mark圖形如圖2示：1177。圖2 Mark圖形模板厚度的設(shè)計（1）模板鋼網(wǎng)厚度的設(shè)計主要考慮元器件最小引腳間距，其關(guān)系如表2示：表2引腳間距~網(wǎng)版厚度~若PCB上僅有無源元件和分立器件，若上面有對機械強度要求較高的焊點或由于器件封裝原因易產(chǎn)生虛焊的焊點，且沒有比0603更小的器件。（2）模板厚度模板印刷是接觸印刷，其厚度決定了焊膏量。模板的厚度應(yīng)該根據(jù)組裝密度、元器件大小、引腳間距而定。大的Chip, PLCC要求焊膏量多些，模板厚度厚些；小的Chip及窄間距QFP和CSP要求焊膏量少些，模板厚度也應(yīng)薄些。（3）刷膠鋼網(wǎng)鋼片厚度，在PCB上沒有比0805更小，而大器件較多的前提下。模板開孔設(shè)計表5列出了各種SMT元件的開孔設(shè)計通用指南。一些影響開孔設(shè)計的因素有：元件類型，焊盤形狀，阻焊層，PCB表面涂層，長寬比/面積比，錫膏類型和用戶的制程要求。（1）開孔大小錫膏印刷量的大小主要取決于開孔大小和模板的厚度。印刷機印刷錫膏刮刀行進(jìn)過程中，錫膏填滿模板的開孔；PCB與模板脫膜過程中，錫膏須完全脫離模板，釋放到PCB上，從模板的角度來看，錫膏從開孔孔壁釋放到PCB上的能力主要有以下三個因素：l 設(shè)計的面積比和寬厚比； l 開孔孔壁的幾何形狀；表5l 開孔孔壁的光滑程度。備注：① 假定細(xì)間距BGA焊盤不受阻焊層限制。② N/A表示僅考慮面積比。（2）面積比/寬厚比開孔面積比和寬厚比，如圖3所示。錫膏有效釋放的通用設(shè)計導(dǎo)則為：寬厚比，面積比。寬厚比是面積比的一維簡化結(jié)果。當(dāng)開孔長度大大地大于寬度時，面積比（W/2T）就成了寬厚比（W/T）的一個因數(shù)。當(dāng)模板與PCB相互剝離時，錫膏處在被相互爭奪的情況：錫膏將被轉(zhuǎn)移到PCB上，或粘在模板的開孔孔壁內(nèi)。，錫膏才能完全釋放到PCB焊盤上圖3（3）開孔大小與PCB焊盤大小的比對通用的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為，開孔大小應(yīng)該比PCB焊盤要相應(yīng)減小。模板開孔通常比照PCB原始焊盤進(jìn)行更改。減小面積和修正開孔形狀通常是為了提高錫膏的印刷質(zhì)量、回流工藝和模板在錫膏印刷過程中更加清潔，這有利于減少錫膏印刷偏離焊盤的幾率，而印刷偏離焊盤易導(dǎo)致錫珠和橋連。在所有的開孔上開倒圓角能促進(jìn)模板的清潔度。l 帶引腳SMD元件針對帶引腳SMD元件，– mm [–]的J型引腳或翼型引腳元件，通常縮減量：– mm [–]，– mm [–]。 mm [ mil]。l 陶瓷BGA元件如不會干涉到PCB焊盤的阻焊層， – mm [–]，和/[]，并要求各對應(yīng)開孔與PCB上的焊盤一一對應(yīng)。l