㈠ 焊盘怎样设计才能使焊点焊接饱满
对于同一个元件,凡是对称使用的焊盘(如片状电阻、电容、SOIC、QFP等),设计时应严格保持其全面的对称性,即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料熔融时,作用于元器件上所有焊点的表面张力(也称为润湿力)能保持平衡(即其合力为零),以利于形成理想的焊点。
以下分类讲一下不同类型元器件的焊盘设计要求:
一、片式(Chip)元件焊盘设计应掌握以下关键要素
对称性:两端焊盘必须对称,才能保证熔融焊锡表面张力平衡;对于小尺寸的元件0603、0402、0201等,两端融焊锡表面张力的不平衡,很容易引起元件形成“立碑”的缺陷。
焊盘间距:确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸;
焊盘剩余尺寸:搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面;
焊盘宽度:应与元件端头或引脚的宽度基本一致。
A :焊盘宽度
B :焊盘长度
G :焊盘间距
S :焊盘剩余尺寸
在实际生产中,最常见到0402元件焊盘设计不合理,造成缺陷比较多,在这里,给大家一个0402元件的优选焊盘设计方案,这个方案在生产实际中效果比较好,缺陷率极低。
0402优选焊盘各项参数及焊盘图形:
A=0.7-0.71
B=0.38
G=0.52
S=0.14
焊盘的两端可以设计成半园形,焊接后的焊点比较饱满。
二、SOP及QFP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=1.5~2mm (b1=0.3~1.0mm b2=0.3~0.7mm)
X=1~1.2W
3、 相对两排焊盘内侧距离按下式计算(单位mm)
G=F-K
式中:G—两排焊盘之间距离,
F—元器件壳体封装尺寸,
K—系数,一般取0.25mm,
SOP包括QFP的焊盘设计中,需要注意的就是上面第2条中的b1和b2两个参数。良好的焊点可以看下面的图,在这个图里,前面称为的焊点的脚趾,后面称为焊点的脚跟,一个合格的焊点,必须包含这两部分,缺一不可,而且焊点的强度也是靠这两个部位来保证的,尤其是脚跟部位。在一些设计不良的案例中,或者是b2太短,或者b1太短,导致的结果就是无法形成合格的焊点。
三、BGA的焊盘设计原则
1、PCB上的每个焊盘的中心与BGA底部相对应的焊球中心相吻合;
2、PCB焊盘图形为实心圆,导通孔不能加工在焊盘上;
3、与焊盘连接的导线宽度要一致,一般为0.15mm~0.2mm;
4、阻焊尺寸比焊盘尺寸大0.1mm~0.15mm;
5、焊盘附近的导通孔在金属化后,必须用阻焊剂进行堵塞,高度不得超过焊盘高度;
6、在BGA器件外廓四角加工丝网图形,丝网图形的线宽为0.2mm~0.25mm。
BGA器件的焊盘形状为圆形,通常PBGA焊盘直径应比焊球直径小20%。焊盘旁边的通孔,在制板时须做好阻焊,以防引起焊料流失造成短路或虚焊。BGA焊盘间距应按公制设计,由于元件手册会给出公制和英制两种尺寸标注,实际上元件是按公制生产的,按英制设计焊盘会造成安装偏差。
上面提到的PBGA是塑封体,有铅PBGA的焊球的材料为63Sn37Pb,与有铅焊料的成份是一致的,在焊接过程中与焊料同时融化,形成焊点。无铅PBGA的焊球是SAC307或SAC305,与常用的无铅焊料的成份也比较接近,在焊接中也会融化,形成焊点。
但是还有一种BGA,封装体是陶瓷,称为CBGA,CBGA的焊球是高温焊料,其熔点远远高于常见的焊料,在焊接中,CBGA的焊球是不融化的,因此,CBGA的焊盘设计与PBGA的焊盘设计是不一样的。
具体设计参数可参考下图:
四、焊盘的热隔离
SMD器件的引脚与大面积筒箔连接时,要进行热隔离处理,否则会由于元件两端热量不均衡,造成焊接缺陷。
五、再流焊工艺导通孔的设置
1、 一般导通孔直径不小于0.75mm;
2、 除SOIC、QFP、PLCC 等器件外,不能在其它元器件下面打导通孔;
3、 导通孔不能设计在焊接面上片式元件的两个焊盘中间的位置;
4、 更不允许直接将导通孔作为BGA器件的焊盘来用;
5、 导通孔和焊盘之间应有一段涂有阻焊膜的细连线相连,细连线的长度应大于0.5mm;宽度大于0.4mm。
要绝对避免在表面安装焊盘以内设置导通孔,在距表面安装焊盘0.635mm以内设置导通孔,应该通过一小段导线连接,并用阻焊剂将焊料流失通道阻断,否则容易引起“立片”或“焊料不足”等缺陷。
六、插装元器件焊盘设计
1、 孔距为5.08mm或以上的,焊盘直径不得小于3mm;
2、 孔距为2.54mm的,焊盘直径最小不应小于1.7mm;
3、 电路板上连接220V电压的焊盘间距,最小不应小于3mm;
4、 流过电流超过0.5A(含0.5A)的焊盘直径应大于等于4mm;
5、 焊盘以尽可能大一点为好,对于一般焊点,其焊盘直径最小不得小于2mm。
插装元器件焊盘孔径设计
采用波峰焊接工艺时,元件插孔孔径,一般比其引脚线径大0.1 mm- 0.3mm为宜,其焊盘的直径应大于孔径的3倍。电阻、二极管的安装孔距应设计为标准系列7.5mm、10mm、12.5mm、15mm,电解电容的安装孔距应与元件引脚距一致,三极管的安装孔距应为2.54mm。
七、采用波峰焊工艺时,贴片元件的焊盘设计
采用波峰焊焊接片式元件时,应注意“阴影效应(缺焊)、‘桥接’(短路)”的发生,对于CHIP元件,应将元件的轴向方向垂直于PCB的传送方向,小的元件应在大的元件前面,间距应大于2.5mm;
采用波峰焊工艺时焊盘设计的几个要点
1、高密度布线时应采用椭圆焊盘图形,以减少连焊;
2、为了减小阴影效应提高焊接质量,波峰焊的焊盘图形设计时对于SOT、钽电容,延伸元件体外的焊盘长度,在长度方向应比正常设计的焊盘向外扩展0.3mm;
3、对于SOP,为防止桥接,对SOP最外侧的两对焊盘加宽,以吸附多余的焊锡;或设置工艺焊盘(也称为盗锡焊盘)。工艺焊盘是个空焊盘,作用就是吸收多余的焊锡,它的位置是在沿传送方向的最后一个焊盘的后面。
八、丝印字符的设计
1、一般情况需要在丝印层标出元器件的丝印图形,丝印图形包括丝印符号、元器件位号、极性和IC的第一脚标志,高密度窄间距时可采用简化符号,特殊情况可省去元器件的位号;
2、有极性的元器件,应按照实际安装位置标出极性以及安装方向;
3、对两边或四周引出脚的集成电路,要用符号(如:小方块、小圆圈、小圆点)标出第1号管脚的位置,符号大小要和实物成比例;
4、BGA器件最好用阿拉伯数字和英文字母以矩阵的方式标出第一脚的位置;
5、对连接器类元件,要标出安装方向、1号脚的位置。
6、以上所有标记应在元件安装框外,以免焊接后遮盖,不便于检查。
7、丝印字符应清晰,大小一致,方向尽量整齐,便于查找;
8、字符中的线、符号等不得压住焊盘,以免造成焊接不良。
㈡ 贴片三极管有多少种封装啊
零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。是纯粹的空间概念因此不同的元件可共用同一零件贴片三极管封装封装,同种元件也可有不同的零件封装。像电阻,贴片三极管封装,这种元件体积较大,电路板必须钻孔才能安置元件,完成钻孔后,插入元件,再过锡炉或喷锡(也可手焊),成本较高,较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件(SMD)这种元件不必钻孔,用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板,再把SMD元件放上,即可焊接在电路板上了。
零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点的位置。是纯粹的空间概念因此不同的元件可共用同一零件贴片三极管封装,同种元件也可有不同的零件封装。像电阻,贴片三极管封装,这种元件体积较大,电路板必须钻孔才能安置元件,完成钻孔后,插入元件,再过锡炉或喷锡(也可手焊),成本较高,较新的设计都是采用体积小的表面贴片式元件(SMD)这种元件不必钻孔,用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板,再把SMD元件放上,即可焊接在电路板上了。
关于零件封装我们在前面说过,除了DEVICE。LIB库中的元件外,其它库的元件都已经有了固定的元件封装,这是因为这个库中的元件都有多种形式:以晶体管为例说明一下:晶体管是我们常用的的元件之一,在DEVICE。LIB库中,简简单单的只有NPN与PNP之分,但实际上,如果它是NPN的2N3055那它有可能是铁壳子的TO—3,如果它是NPN的2N3054,则有可能是铁壳的TO-66或TO-5,而学用的CS9013,有TO-92A,TO-92B,还有TO-5,TO-46,TO-52等等,千变万化。还有一个就是电阻,在DEVICE库中,它也是简单地把它们称为RES1和RES2,不管它是100Ω还是470KΩ都一样,对电路板而言,它与欧姆数根本不相关,完全是按该电阻的功率数来决定的我们选用的1/4W和甚至1/2W的电阻,都可以用AXIAL0.3元件封装,而功率数大一点的话,可用AXIAL0.4,AXIAL0.5等等。现将常用的元件封装整理如下:电阻类及无极性双端元件。当然,我们也可以打开C:\Client98\PCB9\library\advPCB.lib库来查找所用零件的对应封装。
这些常用的元件封装,大家最好能把它背下来,这些元件封装,大家可以把它拆分成两部分来记如电阻AXIAL0.3可拆成AXIAL和0.3,AXIAL翻译成中文就是轴状的,0.3则是该电阻在印刷电路板上的焊盘间的距离也就是300mil(因为在电机领域里,是以英制单位为主的。同样的,对于无极性的电容,RAD0.1-RAD0.4也是一样;对有极性的电容如电解电容,其封装为RB.2/.4,RB.3/.6等,其中“.2”为焊盘间距,“.4”为电容圆筒的外径。
对于晶体管,那就直接看它的外形及功率,大功率的晶体管,就用TO—3,中功率的晶体管,如果是扁平的,就用TO-220,如果是金属壳的,就用TO-66,小功率的晶体管,就用TO-5,TO-46,TO-92A等都可以,反正它的管脚也长,弯一下也可以。
对于常用的集成IC电路,有DIPxx,就是双列直插的元件封装,DIP8就是双排,每排有4个引脚,两排间距离是300mil,焊盘间的距离是100mil。SIPxx就是单排的封装。等等。
值得我们注意的是晶体管与可变电阻,它们的包装才是最令人头痛的,同样的包装,其管脚可不一定一样。例如,对于TO-92B之类的包装,通常是1脚为E(发射极),而2脚有可能是B极(基极),也可能是C(集电极);同样的,3脚有可能是C,也有可能是B,具体是那个,只有拿到了元件才能确定。因此,电路软件不敢硬性定义焊盘名称(管脚名称),同样的,场效应管,MOS管也可以用跟晶体管一样的封装,它可以通用于三个引脚的元件。Q1-B,在PCB里,加载这种网络表的时候,就会找不到节点(对不上)。在可变电阻上也同样会出现类似的问题;在原理图中,可变电阻的管脚分别为1、W、及2,所产生的网络表,就是1、2和W,在PCB电路板中,焊盘就是1,2,3。当电路中有这两种元件时,就要修改PCB与SCH之间的差异最快的方法是在产生网络表后
㈢ 为什么三极管焊接的时候都会露一部分引脚在外面,三个引脚焊盘之间的间距是多少比较好拜托了各位 谢谢
这是防止 "大头帽“焊点,虚焊问题,露一部分引脚在外不会引起虚焊情况,至于间距问题,一般越小越好,减小体积,尽量不引起自激