《SMT技术基础与设备（第2版）第3章电子课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SMT技术基础与设备（第2版）第3章电子课件.ppt（45页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、SMT技术基础与设备（第2版）第3章电子课件 高教版 第第3 3章章 表面组装印制版的设计与制造表面组装印制版的设计与制造 通常把在绝缘基材上按预定设计，制成印制线路、印制通常把在绝缘基材上按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。印制电路的元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。印制电路的成品板称为印制电路板。一般英文简称为成品板称为印制电路板。一般英文简称为PCB(Printed PCB(Printed Circuit Board)Circuit Board)。一块完整的印制电路板主要包括以下几个。一块完整的印制电路板主要包括以下几个部分：绝缘基板、铜箔、过
2、孔、阻焊层和印字面。部分：绝缘基板、铜箔、过孔、阻焊层和印字面。由于由于SMTSMT用的用的PCBPCB与通孔插装与通孔插装(THT)(THT)用的用的PCBPCB在设计、材料在设计、材料等方面都有很多差异，为了区别，通常将专用于等方面都有很多差异，为了区别，通常将专用于SMTSMT的的PCBPCB称称为为SMBSMB（Surface Mount BoardSurface Mount Board）。）。3.2 3.2 表面组装印制板的设计表面组装印制板的设计o3.2.1 3.2.1 表面组装印制板设计的基本原则表面组装印制板设计的基本原则o 1.元器件布局o 布局是按照电原理图的要求和元器件的
3、外形尺寸，将元器件均匀整齐布局是按照电原理图的要求和元器件的外形尺寸，将元器件均匀整齐地布置在地布置在PCBPCB上，并能满足整机的机械和电气性能要求。上，并能满足整机的机械和电气性能要求。o 元器件分布均匀，同一单元电路的元器件应相对集中排列，以便元器件分布均匀，同一单元电路的元器件应相对集中排列，以便于调试和维修；于调试和维修；o 有相互连线的元器件应相对靠近排列，以利于提高布线密度和保有相互连线的元器件应相对靠近排列，以利于提高布线密度和保证走线距离最短；证走线距离最短；o 对热敏感的元器件，布置时应远离发热量大的元器件；对热敏感的元器件，布置时应远离发热量大的元器件；o 相互可能有电磁
4、干扰的元器件，应采取屏蔽或隔离措施。相互可能有电磁干扰的元器件，应采取屏蔽或隔离措施。o 2.布线规则o 布线是按照电原理图、导线表以及需要的导线宽度与间距布设印制导布线是按照电原理图、导线表以及需要的导线宽度与间距布设印制导线，布线一般应遵守如下规则：线，布线一般应遵守如下规则：o 在满足使用要求的前提下，布线可简时不繁。选择布线方式的顺在满足使用要求的前提下，布线可简时不繁。选择布线方式的顺序为单层序为单层双层双层多层。多层。o 两个连接盘之间的导线布设尽量短，敏感的信号、小信号先走，两个连接盘之间的导线布设尽量短，敏感的信号、小信号先走，以减少小信号的延迟与干扰。模拟电路的输入线旁应布设
5、接地线屏蔽；同以减少小信号的延迟与干扰。模拟电路的输入线旁应布设接地线屏蔽；同一层导线的布设应分布均匀；各层上的导电面积要相对均衡，以防板子翘一层导线的布设应分布均匀；各层上的导电面积要相对均衡，以防板子翘曲。曲。o 信号线改变方向应走斜线或圆滑过渡信号线改变方向应走斜线或圆滑过渡,而且曲率半径大一些好，避而且曲率半径大一些好，避免电场集中、信号反射和产生额外的阻抗。免电场集中、信号反射和产生额外的阻抗。o 数字电路与模拟电路在布线上应分隔开，以免互相干扰，数字电路与模拟电路在布线上应分隔开，以免互相干扰，如在同一层则应将两种电路的地线系统和电源系统的导线分开布如在同一层则应将两种电路的地线系
6、统和电源系统的导线分开布设，不同频率的信号线中间应布设接地线隔开，避免发生串扰。设，不同频率的信号线中间应布设接地线隔开，避免发生串扰。为了测试的方便，设计上应设定必要的断点和测试点。为了测试的方便，设计上应设定必要的断点和测试点。o 电路元件接地、接电源时走线要尽量短、尽量近，以减少电路元件接地、接电源时走线要尽量短、尽量近，以减少内阻。内阻。o 上下层走线应互相垂直，以减少耦合，切忌上下层走线对上下层走线应互相垂直，以减少耦合，切忌上下层走线对齐或平行。齐或平行。o 高速电路的多根高速电路的多根I IO O线以及差分放大器、平衡放大器等电线以及差分放大器、平衡放大器等电路的路的I IO O
7、线长度应相等线长度应相等,以避免产生不必要的延迟或相移。以避免产生不必要的延迟或相移。o 焊盘与较大面积导电区相连接时，应采用长度不小于焊盘与较大面积导电区相连接时，应采用长度不小于0.5mm0.5mm的细导线进行热隔离，细导线宽度不小于的细导线进行热隔离，细导线宽度不小于0.13mm0.13mm。o 最靠近板的边缘的导线，距离印制板边缘的距离应大于最靠近板的边缘的导线，距离印制板边缘的距离应大于5mm5mm，需要时接地线可以靠近板的边缘。如果印制板加工过程中要，需要时接地线可以靠近板的边缘。如果印制板加工过程中要插入导轨，则导线距板的边缘至少要大于导轨槽深的距离。插入导轨，则导线距板的边缘至
8、少要大于导轨槽深的距离。o 双面板上的公共电源线和接地线，尽量布设在靠近板的边双面板上的公共电源线和接地线，尽量布设在靠近板的边缘，并且分布在板的两面。多层板可在内层设置电源层和地线层，缘，并且分布在板的两面。多层板可在内层设置电源层和地线层，通过金属化孔与各层的电源线和接地线连接，内层大面积的导线通过金属化孔与各层的电源线和接地线连接，内层大面积的导线和电源线、地线应设计成网状，可提高多层板层间结合力。和电源线、地线应设计成网状，可提高多层板层间结合力。o 3.导线宽度o 印制导线的宽度由导线的负载电流、允许的温升和铜箔的附着力决定。印制导线的宽度由导线的负载电流、允许的温升和铜箔的附着力决
9、定。一般印制板的导线宽度不小于一般印制板的导线宽度不小于0.2mm0.2mm，厚度为，厚度为18m18m以上。通常的设计原则如以上。通常的设计原则如下：下：o 信号线应粗细一致，这样有利于阻抗匹配，一般推荐线宽为信号线应粗细一致，这样有利于阻抗匹配，一般推荐线宽为0.20.20.3mm0.3mm（8 812mil12mil），而对于电源地线则走线面积越大越好。），而对于电源地线则走线面积越大越好。o 在高速电路与微波电路中，导线的宽度和厚度应满足特性阻抗要求。在高速电路与微波电路中，导线的宽度和厚度应满足特性阻抗要求。o 在大功率电路设计中，还应考虑到电源密度，此时应考虑到线宽与在大功率电路设
10、计中，还应考虑到电源密度，此时应考虑到线宽与厚度以及线间的绝缘性能。若是内层导体，允许的电流密度约为外层导体的厚度以及线间的绝缘性能。若是内层导体，允许的电流密度约为外层导体的一半。一半。o 4.印制导线间距o 印制板表层导线间的绝缘电阻是由导线间距、相邻导线平行印制板表层导线间的绝缘电阻是由导线间距、相邻导线平行段的长度、绝缘介质（包括基材和空气）所决定的，在布线空间段的长度、绝缘介质（包括基材和空气）所决定的，在布线空间允许的条件下，应适当加大导线间距。允许的条件下，应适当加大导线间距。o 5.元器件的选择o 元器件的选择应充分考虑到元器件的选择应充分考虑到PCBPCB实际面积的需要，尽可
11、能选用实际面积的需要，尽可能选用常规元器件。常规元器件。ICIC器件应注意引脚形状与脚间距，对元器件的包装器件应注意引脚形状与脚间距，对元器件的包装形式、端电极尺寸、可焊性、器件的可靠性、温度的承受能力都形式、端电极尺寸、可焊性、器件的可靠性、温度的承受能力都应考虑到。应考虑到。o 6.PCB基材的选用o 选择基材应根据选择基材应根据PCBPCB的使用条件和机械、电气性能要求来选择；的使用条件和机械、电气性能要求来选择；根据印制板结构确定基材的覆铜箔面数根据印制板结构确定基材的覆铜箔面数(单面、双面或多层板单面、双面或多层板)；根据印制板的尺寸、单位面积承载元器件质量，确定基材板的厚根据印制板
12、的尺寸、单位面积承载元器件质量，确定基材板的厚度。在选择度。在选择PCBPCB基材时应考虑到下列因素：基材时应考虑到下列因素：o 电气性能的要求；电气性能的要求；o T Tg g、CTECTE、平整度等因素以及孔金属化的能力；、平整度等因素以及孔金属化的能力；o 价格因素。价格因素。o 7.印制板的抗电磁干扰设计o 对对PCBPCB组装件本身的电磁干扰，在进行组装件本身的电磁干扰，在进行PCBPCB布局、布线设计时，布局、布线设计时，应作以下考虑：应作以下考虑：o 可能相互产生影响或干扰的元器件，在布局时应尽量远离可能相互产生影响或干扰的元器件，在布局时应尽量远离或采取屏蔽措施。或采取屏蔽措施
13、。o 不同频率的信号线，不要相互靠近平行布线；对高频信号不同频率的信号线，不要相互靠近平行布线；对高频信号线，应在其一侧或两侧布设接地线进行屏蔽。线，应在其一侧或两侧布设接地线进行屏蔽。o 对于高频、高速电路，应尽量设计成双面和多层印制板。对于高频、高速电路，应尽量设计成双面和多层印制板。双面板的一面布设信号线，另一面可以设计成接地面；多层板中双面板的一面布设信号线，另一面可以设计成接地面；多层板中可把易受干扰的信号线布置在地线层或电源层之间。可把易受干扰的信号线布置在地线层或电源层之间。o 晶体管的基极印制线和高频信号线应尽量设计得短，减少晶体管的基极印制线和高频信号线应尽量设计得短，减少信
14、号传输时的电磁干扰或辐射。信号传输时的电磁干扰或辐射。o 不同频率的元器件不共用同一条接地线，不同频率的地线不同频率的元器件不共用同一条接地线，不同频率的地线和电源线应分开布设。和电源线应分开布设。o 数字电路与模拟电路不共用同一条地线，在与印制板对外数字电路与模拟电路不共用同一条地线，在与印制板对外地线连接处可以有一个公共接点。地线连接处可以有一个公共接点。o 工作时电位差比较大的元器件或印制线，应加大相互之间工作时电位差比较大的元器件或印制线，应加大相互之间的距离。的距离。o 8.PCB的散热设计o 对印制板的散热问题，设计时必须认真考虑，一般采取以下措施：对印制板的散热问题，设计时必须认
15、真考虑，一般采取以下措施：o 加大印制板上与大功率元件接地面的铜箔面积：加大印制板上与大功率元件接地面的铜箔面积：o 发热量大的元器件不贴板安装，或外加散热器；发热量大的元器件不贴板安装，或外加散热器；o 对多层板的内层地线应设计成网状并靠近板的边缘对多层板的内层地线应设计成网状并靠近板的边缘;o 选择阻燃或耐热型的板材。选择阻燃或耐热型的板材。o 9.PCB板做成圆弧角o 直角的直角的PCBPCB板在传送时容易产生卡板，因此在设计板在传送时容易产生卡板，因此在设计PCBPCB板时，要对板时，要对板框做圆弧角处理，根据板框做圆弧角处理，根据PCBPCB板尺寸的大小确定圆弧角的半径。板尺寸的大小
16、确定圆弧角的半径。PCBPCB设计样式设计样式PCBPCB样板样板3.3 SMB3.3 SMB的具体设计要求的具体设计要求o3.3.1 3.3.1 整体设计整体设计o 1.PCB幅面o PCB PCB的外形一般为长宽比不太大的长方形。长宽比例较大或面的外形一般为长宽比不太大的长方形。长宽比例较大或面积较大的板，容易产生翘曲变形，当幅面过小时还应考虑到拼板，积较大的板，容易产生翘曲变形，当幅面过小时还应考虑到拼板，PCBPCB的厚度应根据对板的机械强度要求以及的厚度应根据对板的机械强度要求以及PCBPCB上单位面积承受的上单位面积承受的元器件质量，选取合适厚度的基材。元器件质量，选取合适厚度的基
17、材。o 考虑焊接工艺过程中的热变形以及结构强度，如抗张、抗弯、考虑焊接工艺过程中的热变形以及结构强度，如抗张、抗弯、机械脆性、热膨胀等因素，机械脆性、热膨胀等因素，PCBPCB厚度、最大宽度与最大长宽比之间厚度、最大宽度与最大长宽比之间的关系见表的关系见表3-63-6。o 2.电路块的划分o 较复杂的电路常常需要划分为多块电路板，或在单块电路板较复杂的电路常常需要划分为多块电路板，或在单块电路板上划分为不同的区域。划分可按如下原则进行：上划分为不同的区域。划分可按如下原则进行：o 按照电路各部分的功能划分。把电路的按照电路各部分的功能划分。把电路的I/OI/O端子尽量集中端子尽量集中靠近电路板
18、的边缘，以便和连接器相连接，并设置相应的测试点靠近电路板的边缘，以便和连接器相连接，并设置相应的测试点供功能调校用。供功能调校用。o 模拟和数字两部分电路分开。模拟和数字两部分电路分开。o 高频和中、低频电路分开，高频部分单独屏蔽起来，防止高频和中、低频电路分开，高频部分单独屏蔽起来，防止外界电磁场的干扰。外界电磁场的干扰。o 大功率电路和其他电路隔开，以便采用散热措施等。大功率电路和其他电路隔开，以便采用散热措施等。o 减小电路中噪声干扰和串扰现象。易产生噪声的电路需和减小电路中噪声干扰和串扰现象。易产生噪声的电路需和某些电路隔开。某些电路隔开。o 3.PCB的尺寸与拚板工艺o 要根据整机的
19、总体结构来确定单块要根据整机的总体结构来确定单块PCBPCB的尺寸。的尺寸。PCBPCB的大小、的大小、形状应适合表面组装生产线生产，符合印刷机、贴片机适用的基形状应适合表面组装生产线生产，符合印刷机、贴片机适用的基板尺寸范围和再流焊炉的工作宽度。板尺寸范围和再流焊炉的工作宽度。o 由于由于SMBSMB的尺寸较小，为了更适合于自动化生产往往将多块板的尺寸较小，为了更适合于自动化生产往往将多块板组合成一块板，有意识地将若干个相同或不相同单元组合成一块板，有意识地将若干个相同或不相同单元PCBPCB进行有规进行有规则的拼合，把它们拼合成长方形或正方形，称为拼板。尺寸小的则的拼合，把它们拼合成长方形
20、或正方形，称为拼板。尺寸小的PCBPCB采用拼板可以提高生产效率，增强生产线的适用性，减少工装采用拼板可以提高生产效率，增强生产线的适用性，减少工装准备费用。准备费用。拼版（三拼一）拼版（三拼一）o 拼板之间可以采用拼板之间可以采用V V形槽直线分割、邮票孔、冲槽等工艺手段进行组形槽直线分割、邮票孔、冲槽等工艺手段进行组合，要求刻槽精确、深度均匀，有较好机械支撑强度但又易于分割机分断合，要求刻槽精确、深度均匀，有较好机械支撑强度但又易于分割机分断或用手掰开。或用手掰开。o 拼合的印制电路板俗称拼合的印制电路板俗称“邮票邮票”板，其结构示意图如图板，其结构示意图如图3-73-7所示。所示。o 邮
21、票板可由多块同样的邮票板可由多块同样的PCBPCB组成或由多块不同的组成或由多块不同的PCBPCB组成。组成。o 根据表面组装设备的情况决定邮票板的最大外形尺寸，如贴片机根据表面组装设备的情况决定邮票板的最大外形尺寸，如贴片机的贴片面积印刷机的最大印刷面积和再流焊炉传送带的工作宽度等。的贴片面积印刷机的最大印刷面积和再流焊炉传送带的工作宽度等。o 邮票板上各电路板间的连接筋起机械支撑作用。因此它既要有一邮票板上各电路板间的连接筋起机械支撑作用。因此它既要有一定的强度，又要便于折断把电路分开。连接筋的尺寸一般为定的强度，又要便于折断把电路分开。连接筋的尺寸一般为1.8mm2.4mm1.8mm2.
22、4mm。拼版设计图拼版设计图拼版样式拼版样式o 4.过孔（via）的设计o 过孔是多层过孔是多层PCBPCB的重要组成部分之一，过孔可以分成两类：一是的重要组成部分之一，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。o 过孔分为通孔、盲孔和埋孔。通孔是指穿过整个线路板的过孔，过孔分为通孔、盲孔和埋孔。通孔是指穿过整个线路板的过孔，除用于实现内部电气互连外，还可作为元件的安装定位孔。盲孔位于除用于实现内部电气互连外，还可作为元件的安装定位孔。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面印刷线路板的顶层
23、和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度与孔径通常不超过一定的比率。埋孔是的内层线路的连接，孔的深度与孔径通常不超过一定的比率。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。o 一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔，二是钻孔周围的焊一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔，二是钻孔周围的焊盘区；这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。盘区；这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。o 5.定位孔、工艺边及图像识别标志o 定位孔、工艺边及图像识别标志是保证印制板适应定位孔、工艺边及图像识别标志是保
24、证印制板适应SMTSMT大生产不可缺大生产不可缺少的标志，典型的尺寸及位置如图少的标志，典型的尺寸及位置如图3-83-8所示。所示。o 定位孔。漏印、贴片、测试、安装需用定位（安装）孔的情况下，定位孔。漏印、贴片、测试、安装需用定位（安装）孔的情况下，在在PCBPCB四个角上或至少在一个长边的两个角上设一组定位孔，此组定位孔四个角上或至少在一个长边的两个角上设一组定位孔，此组定位孔一个为圆孔，孔直径为一个为圆孔，孔直径为3.2mm0.0753.2mm0.075（或（或4.00.0754.00.075），另一个为长圆孔，），另一个为长圆孔，长圆孔两圆心距长圆孔两圆心距0.5mm0.5mm，宽度为
25、，宽度为3.2mm0.0753.2mm0.075（或（或4.00.0754.00.075），定位），定位孔内应无金属或非金属涂层。孔内应无金属或非金属涂层。o 定位孔尺寸和定位孔位置如图定位孔尺寸和定位孔位置如图3-83-8所示，孔壁要求光滑，粗糙度应小所示，孔壁要求光滑，粗糙度应小于于3.2m3.2m；周围；周围2mm2mm处应无铜箔，且不得贴装元件。处应无铜箔，且不得贴装元件。o 工艺边。工艺边。PCBPCB板上至少要有一对边留有足够的传送带位置空板上至少要有一对边留有足够的传送带位置空间，即工艺夹持边，简称工艺边。间，即工艺夹持边，简称工艺边。PCBPCB加工时，通常用较长的对边加工时，
26、通常用较长的对边作为工艺边，留给设备的传送带用，在传送带的范围内不能有元作为工艺边，留给设备的传送带用，在传送带的范围内不能有元器件和引线干涉，即工艺夹持边内不应有焊盘图形，否则会影响器件和引线干涉，即工艺夹持边内不应有焊盘图形，否则会影响PCBPCB的正常传送。的正常传送。工艺边的宽度不小于工艺边的宽度不小于5mm5mm。如果。如果PCBPCB的布局无法的布局无法满足时，可以采用增加辅助边或拼板的方法。待加工工序结束后满足时，可以采用增加辅助边或拼板的方法。待加工工序结束后可以去掉工艺边。可以去掉工艺边。o 光学识别标志。在细间距、高密度、高精度贴装情况下，光学识别标志。在细间距、高密度、高
27、精度贴装情况下，定位孔不能当作印制板和元器件的精确定位依据，定位孔不能当作印制板和元器件的精确定位依据，PCBPCB内的精确定内的精确定位定向应由光学基准校正标志点（标识点）确定。位定向应由光学基准校正标志点（标识点）确定。o 在印制板的贴装面（单面或双面）都要设置板级基准和校正在印制板的贴装面（单面或双面）都要设置板级基准和校正光学识别标志（标识点），对于细间距器件（光学识别标志（标识点），对于细间距器件（FQFPFQFP）和）和4444脚脚 以上以上PLCCPLCC器件还应设两个器件校正标志。器件还应设两个器件校正标志。o 板级标志是在印制板贴装面的三个角（距边缘板级标志是在印制板贴装面的
28、三个角（距边缘5mm5mm）上设置的）上设置的光学基准校正点，或最少在印制板对角两侧设立两圆点，两圆点光学基准校正点，或最少在印制板对角两侧设立两圆点，两圆点的坐标值不应相等，以确保贴片时印制板进机方向的惟一性。的坐标值不应相等，以确保贴片时印制板进机方向的惟一性。o 常用的光学标志符号有实心圆点常用的光学标志符号有实心圆点“”“”、边长为、边长为2.0mm2.0mm的实心的实心正方形正方形“”“”、边长为、边长为2.0mm2.0mm的实心菱形的实心菱形“”“”、2.0mm2.0mm高的单十高的单十字线、字线、2.0mm2.0mm高的双十字线，如图高的双十字线，如图3-9a3-9a所示。推荐（
29、优选）的光所示。推荐（优选）的光学基准校正标志符号为直径（学基准校正标志符号为直径（1 12 2）mmmm的实心圆，标志符号的的的实心圆，标志符号的的外围有等于其直径外围有等于其直径1212倍的无阻焊区，如图倍的无阻焊区，如图3-9b3-9b所示。所示。o 器件校正标志设在该器件附近的两个对角上，如图器件校正标志设在该器件附近的两个对角上，如图3-9c3-9c所示。所示。图图3-9 3-9 印制板光学识别标志与印制板光学识别标志与FQFPFQFP的器件校正标志的器件校正标志o 6.测试点与测试孔的设计o 在在SMTSMT的大生产中为了保证品质和降低成本，都离不开在线测的大生产中为了保证品质和降
30、低成本，都离不开在线测试，为了保证测试工作的顺利进行，试，为了保证测试工作的顺利进行，PCBPCB设计时应考虑到测试点与设计时应考虑到测试点与测试孔的设计。测试孔的设计。o 接触可靠性测试设计。测试点原则上应设在同一面上，并接触可靠性测试设计。测试点原则上应设在同一面上，并注意分散均匀。测试点的焊盘直径为注意分散均匀。测试点的焊盘直径为0.90.91.0mm1.0mm，并与相关测试，并与相关测试针相配套，测试点的中心应落在网格之上，并注意不应设计在板针相配套，测试点的中心应落在网格之上，并注意不应设计在板子的边缘子的边缘5mm5mm内，相邻的测试点之间的中心距不小于内，相邻的测试点之间的中心距
31、不小于1.46mm1.46mm。o 电器可靠性测试设计。所有的电气节点都应提供测试点，电器可靠性测试设计。所有的电气节点都应提供测试点，即测试点应能覆盖所有的即测试点应能覆盖所有的I/OI/O、电源地和返回信号。每一块、电源地和返回信号。每一块ICIC都应都应有电源和地的测试点，如果器件的电源和地脚不止一个，则应分有电源和地的测试点，如果器件的电源和地脚不止一个，则应分别加上测试点，一个集成块的电源和地应放在别加上测试点，一个集成块的电源和地应放在2.54mm2.54mm之内。不能之内。不能将将ICIC控制线直接连接到电源、地或公用电阻上。控制线直接连接到电源、地或公用电阻上。图图3-11 3
32、-11 测试点与元件焊盘之间的距离测试点与元件焊盘之间的距离3.3.2 SMC3.3.2 SMCSMDSMD焊盘设计焊盘设计o 1.SMC片式元件的焊盘设计o 片式元件焊接后理想的焊接形态如图片式元件焊接后理想的焊接形态如图3-133-13所示。从图中可以看所示。从图中可以看出它有两个焊点，分别在电极的外侧和内侧。理想的焊盘长度为出它有两个焊点，分别在电极的外侧和内侧。理想的焊盘长度为B B=b bl l+T T+b b2 2，式中，式中b b1 1取值范围为取值范围为0.050.050.3mm,0.3mm,b b2 2取值范围为取值范围为0.250.251.3mm1.3mm。o 在在SMTS
33、MT中，圆柱形无源元器件（中，圆柱形无源元器件（MELFMELF）的焊盘图形设计，应根）的焊盘图形设计，应根据采用的焊接工艺来确定。当采用贴片一波峰焊时，其焊盘图形据采用的焊接工艺来确定。当采用贴片一波峰焊时，其焊盘图形可参照片状元件的焊盘设计原则来设计；当采用再流焊时，为了可参照片状元件的焊盘设计原则来设计；当采用再流焊时，为了防止圆柱形元器件的滚动，焊盘上必须开一个缺口，以利于元器防止圆柱形元器件的滚动，焊盘上必须开一个缺口，以利于元器件的定位。件的定位。o焊盘尺寸计算公式：焊盘尺寸计算公式：A=Lmax-2Tmax-0.254A=Lmax-2Tmax-0.254o B=dmax+Tmin
34、+0.254 B=dmax+Tmin+0.254o C=dmax-0.254 C=dmax-0.254o D=B-(2B+A-Lmax)/2 D=B-(2B+A-Lmax)/2o E=0.2mm E=0.2mm图图3-17 3-17 圆柱型无源元器件圆柱型无源元器件(MELF)(MELF)的焊盘的焊盘o 2.小外形封装晶体管焊盘的设计o 在在SMTSMT中，小外形封装晶体管中，小外形封装晶体管(SOT)(SOT)的焊盘图形设计一般应遵的焊盘图形设计一般应遵循下述规则。循下述规则。o 焊盘间的中心距与器件引线间的中心距相等；焊盘间的中心距与器件引线间的中心距相等；o 焊盘的图形与器件引线的焊接面
35、相似，但在长度方向上应焊盘的图形与器件引线的焊接面相似，但在长度方向上应扩展扩展0.3mm0.3mm，在宽度方向上应减少，在宽度方向上应减少0.2mm0.2mm：若是用于波峰焊则长度：若是用于波峰焊则长度方向及宽度方向均应扩展方向及宽度方向均应扩展0.3mm0.3mm。图图3-18 SOT3-18 SOT焊盘图形焊盘图形o 3.PLCC焊盘设计o PLCC PLCC的焊盘图形如图的焊盘图形如图3-193-19所示。对于所示。对于1 127 mm27 mm引脚中心距的引脚中心距的PLCCPLCC封装器件，焊盘宽度与焊盘间距的比例有封装器件，焊盘宽度与焊盘间距的比例有7373、6464和和5555
36、三种。第一种焊盘间距最小，中间不能走线，第三种焊盘宽度最三种。第一种焊盘间距最小，中间不能走线，第三种焊盘宽度最小，容易造成移位，影响焊点质量，第二种最合适。小，容易造成移位，影响焊点质量，第二种最合适。o 4.QFP焊盘设计o 这种焊盘其焊盘长度和引脚长度的最佳比为这种焊盘其焊盘长度和引脚长度的最佳比为L L2 2:L:Ll l=(2.5=(2.53):1,3):1,或者或者L L2 2=F+L=F+L1 1+A(F+A(F为端部长为端部长0.4mm0.4mm；A A为趾部长为趾部长0.6mm0.6mm，L L1 1为器为器件引脚长度，件引脚长度，L L2 2为焊盘长度为焊盘长度)。焊盘宽度
37、通常取：。焊盘宽度通常取：0.49Pb0.49Pb2 20.54P(P0.54P(P为引脚公称尺寸；为引脚公称尺寸；b b2 2为焊盘宽度为焊盘宽度)。o 5.BGA焊盘设计o 哑铃式焊盘。哑铃式焊盘结构如图所示。哑铃式焊盘。哑铃式焊盘结构如图所示。BGABGA焊盘通过过焊盘通过过孔把线路引入到其他层，实现同外围电路的沟通，过孔通常应用孔把线路引入到其他层，实现同外围电路的沟通，过孔通常应用阻焊层全面覆盖。阻焊层全面覆盖。哑铃式结构哑铃式结构o 过孔分布在过孔分布在BGABGA外部式焊盘。过孔分布在外部式焊盘。过孔分布在BGABGA外部形式的焊外部形式的焊盘特别适用于盘特别适用于I/OI/O数
38、量较少的数量较少的BGABGA焊盘设计，焊接时的一些不确定焊盘设计，焊接时的一些不确定性因素有所减少，对保证焊接质量有利。但采用这样的设计形式性因素有所减少，对保证焊接质量有利。但采用这样的设计形式对于多对于多I/OI/O端子的端子的BGABGA是有困难的，此外该结构焊盘占用是有困难的，此外该结构焊盘占用PCBPCB的面积的面积相对过大。过孔分布在相对过大。过孔分布在BGABGA外部式焊盘如图所示。外部式焊盘如图所示。o 混合式焊盘。对于混合式焊盘。对于I/OI/O较多的较多的BGABGA，其焊盘设计可以将上述，其焊盘设计可以将上述两种焊盘结构设计混合在一起使用，即内部采用哑铃式过孔结构，两种
39、焊盘结构设计混合在一起使用，即内部采用哑铃式过孔结构，外围则采用过孔分布在外围则采用过孔分布在BGABGA外部形式的焊盘。外部形式的焊盘。3.3.3 3.3.3 元器件方向的设计元器件方向的设计o 1.供热均匀原则o 对于吸热大的器件和对于吸热大的器件和FQFPFQFP器件，在整板布局时要考虑到焊接器件，在整板布局时要考虑到焊接时的热均衡，不要把吸热多的器件集中放在一处，造成局部供热时的热均衡，不要把吸热多的器件集中放在一处，造成局部供热不足而另一处过热的现象。不足而另一处过热的现象。o 2.元件方向及其辅助焊盘的设计o 在采用贴片在采用贴片波峰焊工艺时，片式波峰焊工艺时，片式SMCSMC元件
40、和元件和SOICSOIC的引脚焊盘的引脚焊盘应垂直于印制板波峰焊时的运动方向，应垂直于印制板波峰焊时的运动方向，QFPQFP器件器件(引脚中心距大于引脚中心距大于0.8mm0.8mm以上以上)则应转则应转450450角。角。o 在采用贴片在采用贴片波峰焊工艺时，波峰焊工艺时，SOICSOIC和和QFPQFP除注意方向外，还应除注意方向外，还应在焊盘间放一个辅助焊盘，辅助焊盘也称工艺焊盘，是在焊盘间放一个辅助焊盘，辅助焊盘也称工艺焊盘，是PCBPCB涂胶位涂胶位置上有阻焊膜的空焊盘。在焊盘过高或置上有阻焊膜的空焊盘。在焊盘过高或SMDSMD组件下面的间隙过大时，组件下面的间隙过大时，将贴片胶点在
41、辅助焊盘上面，其作用是为了减小表面组装元器件将贴片胶点在辅助焊盘上面，其作用是为了减小表面组装元器件贴装后的架空高度。贴装后的架空高度。图图3-29 3-29 波峰焊工艺中元器件的排列方向波峰焊工艺中元器件的排列方向3.3.4 3.3.4 焊盘与导线连接的设计焊盘与导线连接的设计 1.SMC的焊盘与线路连接o SMC SMC的焊盘与线路连接可以有多种方式，原则上连线可在焊盘的焊盘与线路连接可以有多种方式，原则上连线可在焊盘任意点引出。但一般不得在两焊盘相对的间隙之间进行，最好从任意点引出。但一般不得在两焊盘相对的间隙之间进行，最好从焊盘长边的中心引出，并避免呈一定的角度。焊盘长边的中心引出，并避免呈一定的角度。2.SMD 2.SMD的焊盘与线路连接的焊盘与线路连接o3.3.导通孔与焊盘的连接导通孔与焊盘的连接不好的设计不好的设计正确的设计正确的设计