㈠ 焊盤怎樣設計才能使焊點焊接飽滿
對於同一個元件,凡是對稱使用的焊盤(如片狀電阻、電容、SOIC、QFP等),設計時應嚴格保持其全面的對稱性,即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致。以保證焊料熔融時,作用於元器件上所有焊點的表面張力(也稱為潤濕力)能保持平衡(即其合力為零),以利於形成理想的焊點。
以下分類講一下不同類型元器件的焊盤設計要求:
一、片式(Chip)元件焊盤設計應掌握以下關鍵要素
對稱性:兩端焊盤必須對稱,才能保證熔融焊錫表面張力平衡;對於小尺寸的元件0603、0402、0201等,兩端融焊錫表面張力的不平衡,很容易引起元件形成「立碑」的缺陷。
焊盤間距:確保元件端頭或引腳與焊盤恰當的搭接尺寸;
焊盤剩餘尺寸:搭接後的剩餘尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面;
焊盤寬度:應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。
A :焊盤寬度
B :焊盤長度
G :焊盤間距
S :焊盤剩餘尺寸
在實際生產中,最常見到0402元件焊盤設計不合理,造成缺陷比較多,在這里,給大家一個0402元件的優選焊盤設計方案,這個方案在生產實際中效果比較好,缺陷率極低。
0402優選焊盤各項參數及焊盤圖形:
A=0.7-0.71
B=0.38
G=0.52
S=0.14
焊盤的兩端可以設計成半園形,焊接後的焊點比較飽滿。
二、SOP及QFP設計原則:
1、 焊盤中心距等於引腳中心距;
2、 單個引腳焊盤設計的一般原則
Y=T+b1+b2=1.5~2mm (b1=0.3~1.0mm b2=0.3~0.7mm)
X=1~1.2W
3、 相對兩排焊盤內側距離按下式計算(單位mm)
G=F-K
式中:G—兩排焊盤之間距離,
F—元器件殼體封裝尺寸,
K—系數,一般取0.25mm,
SOP包括QFP的焊盤設計中,需要注意的就是上面第2條中的b1和b2兩個參數。良好的焊點可以看下面的圖,在這個圖里,前面稱為的焊點的腳趾,後面稱為焊點的腳跟,一個合格的焊點,必須包含這兩部分,缺一不可,而且焊點的強度也是靠這兩個部位來保證的,尤其是腳跟部位。在一些設計不良的案例中,或者是b2太短,或者b1太短,導致的結果就是無法形成合格的焊點。
三、BGA的焊盤設計原則
1、PCB上的每個焊盤的中心與BGA底部相對應的焊球中心相吻合;
2、PCB焊盤圖形為實心圓,導通孔不能加工在焊盤上;
3、與焊盤連接的導線寬度要一致,一般為0.15mm~0.2mm;
4、阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1mm~0.15mm;
5、焊盤附近的導通孔在金屬化後,必須用阻焊劑進行堵塞,高度不得超過焊盤高度;
6、在BGA器件外廓四角加工絲網圖形,絲網圖形的線寬為0.2mm~0.25mm。
BGA器件的焊盤形狀為圓形,通常PBGA焊盤直徑應比焊球直徑小20%。焊盤旁邊的通孔,在制板時須做好阻焊,以防引起焊料流失造成短路或虛焊。BGA焊盤間距應按公制設計,由於元件手冊會給出公制和英制兩種尺寸標注,實際上元件是按公制生產的,按英制設計焊盤會造成安裝偏差。
上面提到的PBGA是塑封體,有鉛PBGA的焊球的材料為63Sn37Pb,與有鉛焊料的成份是一致的,在焊接過程中與焊料同時融化,形成焊點。無鉛PBGA的焊球是SAC307或SAC305,與常用的無鉛焊料的成份也比較接近,在焊接中也會融化,形成焊點。
但是還有一種BGA,封裝體是陶瓷,稱為CBGA,CBGA的焊球是高溫焊料,其熔點遠遠高於常見的焊料,在焊接中,CBGA的焊球是不融化的,因此,CBGA的焊盤設計與PBGA的焊盤設計是不一樣的。
具體設計參數可參考下圖:
四、焊盤的熱隔離
SMD器件的引腳與大面積筒箔連接時,要進行熱隔離處理,否則會由於元件兩端熱量不均衡,造成焊接缺陷。
五、再流焊工藝導通孔的設置
1、 一般導通孔直徑不小於0.75mm;
2、 除SOIC、QFP、PLCC 等器件外,不能在其它元器件下面打導通孔;
3、 導通孔不能設計在焊接面上片式元件的兩個焊盤中間的位置;
4、 更不允許直接將導通孔作為BGA器件的焊盤來用;
5、 導通孔和焊盤之間應有一段塗有阻焊膜的細連線相連,細連線的長度應大於0.5mm;寬度大於0.4mm。
要絕對避免在表面安裝焊盤以內設置導通孔,在距表面安裝焊盤0.635mm以內設置導通孔,應該通過一小段導線連接,並用阻焊劑將焊料流失通道阻斷,否則容易引起「立片」或「焊料不足」等缺陷。
六、插裝元器件焊盤設計
1、 孔距為5.08mm或以上的,焊盤直徑不得小於3mm;
2、 孔距為2.54mm的,焊盤直徑最小不應小於1.7mm;
3、 電路板上連接220V電壓的焊盤間距,最小不應小於3mm;
4、 流過電流超過0.5A(含0.5A)的焊盤直徑應大於等於4mm;
5、 焊盤以盡可能大一點為好,對於一般焊點,其焊盤直徑最小不得小於2mm。
插裝元器件焊盤孔徑設計
採用波峰焊接工藝時,元件插孔孔徑,一般比其引腳線徑大0.1 mm- 0.3mm為宜,其焊盤的直徑應大於孔徑的3倍。電阻、二極體的安裝孔距應設計為標准系列7.5mm、10mm、12.5mm、15mm,電解電容的安裝孔距應與元件引腳距一致,三極體的安裝孔距應為2.54mm。
七、採用波峰焊工藝時,貼片元件的焊盤設計
採用波峰焊焊接片式元件時,應注意「陰影效應(缺焊)、『橋接』(短路)」的發生,對於CHIP元件,應將元件的軸向方向垂直於PCB的傳送方向,小的元件應在大的元件前面,間距應大於2.5mm;
採用波峰焊工藝時焊盤設計的幾個要點
1、高密度布線時應採用橢圓焊盤圖形,以減少連焊;
2、為了減小陰影效應提高焊接質量,波峰焊的焊盤圖形設計時對於SOT、鉭電容,延伸元件體外的焊盤長度,在長度方向應比正常設計的焊盤向外擴展0.3mm;
3、對於SOP,為防止橋接,對SOP最外側的兩對焊盤加寬,以吸附多餘的焊錫;或設置工藝焊盤(也稱為盜錫焊盤)。工藝焊盤是個空焊盤,作用就是吸收多餘的焊錫,它的位置是在沿傳送方向的最後一個焊盤的後面。
八、絲印字元的設計
1、一般情況需要在絲印層標出元器件的絲印圖形,絲印圖形包括絲印符號、元器件位號、極性和IC的第一腳標志,高密度窄間距時可採用簡化符號,特殊情況可省去元器件的位號;
2、有極性的元器件,應按照實際安裝位置標出極性以及安裝方向;
3、對兩邊或四周引出腳的集成電路,要用符號(如:小方塊、小圓圈、小圓點)標出第1號管腳的位置,符號大小要和實物成比例;
4、BGA器件最好用阿拉伯數字和英文字母以矩陣的方式標出第一腳的位置;
5、對連接器類元件,要標出安裝方向、1號腳的位置。
6、以上所有標記應在元件安裝框外,以免焊接後遮蓋,不便於檢查。
7、絲印字元應清晰,大小一致,方向盡量整齊,便於查找;
8、字元中的線、符號等不得壓住焊盤,以免造成焊接不良。
㈡ 貼片三極體有多少種封裝啊
零件封裝是指實際零件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置。是純粹的空間概念因此不同的元件可共用同一零件貼片三極體封裝封裝,同種元件也可有不同的零件封裝。像電阻,貼片三極體封裝,這種元件體積較大,電路板必須鑽孔才能安置元件,完成鑽孔後,插入元件,再過錫爐或噴錫(也可手焊),成本較高,較新的設計都是採用體積小的表面貼片式元件(SMD)這種元件不必鑽孔,用鋼膜將半熔狀錫膏倒入電路板,再把SMD元件放上,即可焊接在電路板上了。
零件封裝是指實際零件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點的位置。是純粹的空間概念因此不同的元件可共用同一零件貼片三極體封裝,同種元件也可有不同的零件封裝。像電阻,貼片三極體封裝,這種元件體積較大,電路板必須鑽孔才能安置元件,完成鑽孔後,插入元件,再過錫爐或噴錫(也可手焊),成本較高,較新的設計都是採用體積小的表面貼片式元件(SMD)這種元件不必鑽孔,用鋼膜將半熔狀錫膏倒入電路板,再把SMD元件放上,即可焊接在電路板上了。
關於零件封裝我們在前面說過,除了DEVICE。LIB庫中的元件外,其它庫的元件都已經有了固定的元件封裝,這是因為這個庫中的元件都有多種形式:以晶體管為例說明一下:晶體管是我們常用的的元件之一,在DEVICE。LIB庫中,簡簡單單的只有NPN與PNP之分,但實際上,如果它是NPN的2N3055那它有可能是鐵殼子的TO—3,如果它是NPN的2N3054,則有可能是鐵殼的TO-66或TO-5,而學用的CS9013,有TO-92A,TO-92B,還有TO-5,TO-46,TO-52等等,千變萬化。還有一個就是電阻,在DEVICE庫中,它也是簡單地把它們稱為RES1和RES2,不管它是100Ω還是470KΩ都一樣,對電路板而言,它與歐姆數根本不相關,完全是按該電阻的功率數來決定的我們選用的1/4W和甚至1/2W的電阻,都可以用AXIAL0.3元件封裝,而功率數大一點的話,可用AXIAL0.4,AXIAL0.5等等。現將常用的元件封裝整理如下:電阻類及無極性雙端元件。當然,我們也可以打開C:\Client98\PCB9\library\advPCB.lib庫來查找所用零件的對應封裝。
這些常用的元件封裝,大家最好能把它背下來,這些元件封裝,大家可以把它拆分成兩部分來記如電阻AXIAL0.3可拆成AXIAL和0.3,AXIAL翻譯成中文就是軸狀的,0.3則是該電阻在印刷電路板上的焊盤間的距離也就是300mil(因為在電機領域里,是以英制單位為主的。同樣的,對於無極性的電容,RAD0.1-RAD0.4也是一樣;對有極性的電容如電解電容,其封裝為RB.2/.4,RB.3/.6等,其中「.2」為焊盤間距,「.4」為電容圓筒的外徑。
對於晶體管,那就直接看它的外形及功率,大功率的晶體管,就用TO—3,中功率的晶體管,如果是扁平的,就用TO-220,如果是金屬殼的,就用TO-66,小功率的晶體管,就用TO-5,TO-46,TO-92A等都可以,反正它的管腳也長,彎一下也可以。
對於常用的集成IC電路,有DIPxx,就是雙列直插的元件封裝,DIP8就是雙排,每排有4個引腳,兩排間距離是300mil,焊盤間的距離是100mil。SIPxx就是單排的封裝。等等。
值得我們注意的是晶體管與可變電阻,它們的包裝才是最令人頭痛的,同樣的包裝,其管腳可不一定一樣。例如,對於TO-92B之類的包裝,通常是1腳為E(發射極),而2腳有可能是B極(基極),也可能是C(集電極);同樣的,3腳有可能是C,也有可能是B,具體是那個,只有拿到了元件才能確定。因此,電路軟體不敢硬性定義焊盤名稱(管腳名稱),同樣的,場效應管,MOS管也可以用跟晶體管一樣的封裝,它可以通用於三個引腳的元件。Q1-B,在PCB里,載入這種網路表的時候,就會找不到節點(對不上)。在可變電阻上也同樣會出現類似的問題;在原理圖中,可變電阻的管腳分別為1、W、及2,所產生的網路表,就是1、2和W,在PCB電路板中,焊盤就是1,2,3。當電路中有這兩種元件時,就要修改PCB與SCH之間的差異最快的方法是在產生網路表後
㈢ 為什麼三極體焊接的時候都會露一部分引腳在外面,三個引腳焊盤之間的間距是多少比較好拜託了各位 謝謝
這是防止 "大頭帽「焊點,虛焊問題,露一部分引腳在外不會引起虛焊情況,至於間距問題,一般越小越好,減小體積,盡量不引起自激