表面組裝元器件焊盤(pán)設(shè)計(jì)要求
概述
1、焊盤(pán)設(shè)計(jì)考慮因素
焊盤(pán)設(shè)計(jì)是表面組裝最基本的工藝設(shè)計(jì)，一般應(yīng)從以下四個(gè)方面考慮。
（1）最小重疊面積，必須滿(mǎn)足IPC-A-610所規(guī)定的最小焊縫寬度或長(zhǎng)度要求。
（2）焊縫/焊點(diǎn)強(qiáng)度要求。
（3）焊接熱傳遞要求。
（4）工藝性要求，如減少移位、立碑、橋連、開(kāi)焊等。
2、元器件焊端/引腳類(lèi)別
元件的封裝結(jié)構(gòu)形式很多，但焊端/引腳的種類(lèi)并不多，主要有六類(lèi)，包括:
（1）冒形端電極（Chip類(lèi)封裝）。
（2）L形引腳。
（3）J形引腳。
（4）球形引腳（BGA類(lèi)封裝）。
（5）城堡焊端。
（6）QFN焊端（BTC類(lèi)封裝）。
設(shè)計(jì)要求
1、冒形端電極的焊盤(pán)設(shè)計(jì)
所謂冒形端電極，是指片式元件那樣的有五個(gè)焊接面的焊端。使用冒形端電極的元件只有無(wú)引線的片式元件。
1）設(shè)計(jì)原則
片式元件，如果封裝尺寸為0603及其以上，焊盤(pán)尺寸對(duì)焊接直通率的影響不是很大，可以根據(jù)組裝密度選擇IPC-351給出的合適焊盤(pán)尺寸來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。但如果封裝尺寸為0603以下，特別是0201、01005，焊盤(pán)尺寸對(duì)焊接直通率的影響就比較大了，變得非常敏感。
主要影響尺寸為焊盤(pán)伸出長(zhǎng)度，太長(zhǎng)容易引起立碑。
需要指出的是，電阻在寬度方向上的兩面無(wú)電鍍層，如果采用波峰焊接，焊盤(pán)寬度應(yīng)減小30％，在長(zhǎng)度方向向外增加0.2mm以上。
2）業(yè)界設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
下表為：推薦焊盤(pán)設(shè)計(jì)尺寸，單位:mm（mil）
| 封裝名稱(chēng) | Z | G | X | Y |
| 01005 | 0.66(26) | 0.15(6) | 0.23(9) | 0.25(10) |
| 0201 | 0.83(33) | 0.23(9) | 0.38(15) | 0.30(12) |
| 0402 | 1.37(54) | 0.30(12) | 0.50(20) | 0.53(21) |
| 0603 | 2.10(83) | 0.58(23) | 0.81(32) | 0.76(30) |
2、L形引腳的焊盤(pán)設(shè)計(jì)
L形引腳的封裝有QFP、SOP
1）設(shè)計(jì)原則
L形引腳腳跟為主焊縫，腳尖為副焊縫。焊盤(pán)間隔最小為0.13mm。
2）業(yè)界設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
一般焊接問(wèn)題多的是引腳中心距為0.4mm的QFP，經(jīng)驗(yàn)是鋼網(wǎng)開(kāi)窗寬度應(yīng)<焊盤(pán)0.05mm以上。
3、J形引腳的焊盤(pán)設(shè)計(jì)
形引腳的封裝有LCC、SOJ
設(shè)計(jì)原則
J形引腳腳尖為主焊縫，腳跟為副焊縫。由于引腳間距標(biāo)準(zhǔn)，焊盤(pán)的設(shè)計(jì)也很標(biāo)準(zhǔn)，原則上腳尖外擴(kuò)1/3~1/2T，腳跟外擴(kuò)2/3~33T。
4、球形引腳的焊盤(pán)設(shè)計(jì)
使用球形引腳的封裝主要有BGA類(lèi)封裝。
對(duì)于球形引腳焊盤(pán)的設(shè)計(jì)，理想情況下應(yīng)根據(jù)BGA載板焊盤(pán)直徑的大小來(lái)設(shè)計(jì)，由于各封裝廠家采用的焊球尺寸、焊盤(pán)尺寸不統(tǒng)一，實(shí)際上很難做到。一般都是根據(jù)BGA焊球的中心距設(shè)計(jì)，以兼顧不同供應(yīng)商的BGA。下表是參考業(yè)界多家的設(shè)計(jì)規(guī)范給出的一個(gè)BGA焊盤(pán)設(shè)計(jì)尺，僅供參考。
| 名義焊球直徑 | BGA的間距 | 焊盤(pán)直徑 |
| 0.75 | 1.50、1.27 | 0.55±0.05 |
| 0.60 | 1.00 | 0.45±0.05 |
| 0.50 | 1.00、0.80 | 0.40±0.05 |
| 0.45 | 1.00、0.80、0.75 | 0.35±0.05 |
| 0.40 | 0.80、0.75、0.65 | 0.30±0.05 |
| 0.30 | 0.80、0.75、0.65、0.50 | 0.25+0/-0.05 |
| 0.25 | 0.40 | 0.20+0/-0.03 |
| 0.20 | 0.30 | 0.15+0/-0.03 |
5、QFN的焊盤(pán)設(shè)計(jì)
QFN的焊接，特別是多排焊端的QFN問(wèn)題比較多，主要為焊端開(kāi)焊和橋連。之所以如此，是因?yàn)镼FN封裝下面一般有一個(gè)大的散熱焊端，焊接時(shí)焊錫有一個(gè)向上的托舉力。
1）設(shè)計(jì)的原則
焊盤(pán)與熱沉焊盤(pán)、焊盤(pán)與焊盤(pán)最小間隔應(yīng)≥0.2mm，以免貼裝時(shí)發(fā)生橋連。
2）熱沉焊盤(pán)上導(dǎo)熱孔的設(shè)計(jì)
熱沉焊盤(pán)的有效散熱有賴(lài)于導(dǎo)熱孔與地層的連接，散熱孔布局在熱沉焊盤(pán)的周邊比中心要好很多，20個(gè)以上的孔對(duì)散熱效率并沒(méi)有太明顯的提升。塞孔焊縫中的空洞率要少，一般為15~25％（60％焊膏覆蓋率條件下，也就是鋼網(wǎng)開(kāi)窗為非實(shí)開(kāi)窗），而不塞則為35~45％，大約差一倍，這與一般的認(rèn)識(shí)相反。推薦孔徑為0.20~0.33mm，中心距按1.27mm設(shè)計(jì)
