- 電路板的焊盤設(shè)計(jì)
- 封裝的特征
- 封裝材料
- 端子位置
- 封裝類型
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(landpattern)，即各種為特殊元件類型設(shè)計(jì)的焊盤組合。沒有比設(shè)計(jì)差勁的焊盤結(jié)構(gòu)更令人沮喪的事情了。當(dāng)一個(gè)焊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不正確時(shí)，很難、有時(shí)甚至不可能達(dá)到預(yù)想的焊接點(diǎn)。
焊盤的英文有兩個(gè)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,platedthrough-hole)。旁路孔(via)是連接不同電路層的電鍍通孔(PTH)。盲旁路孔(blindvia)連接最外層與一個(gè)或多個(gè)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(gè)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(diǎn)?？墒?，在某些情況中，元件布線密度迫使改變到這個(gè)規(guī)則，最值得注意的是對(duì)于芯片規(guī)模的封裝(CSP,chipscalepackage)。在1.0mm(0.0394")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?yàn)檫@些旁通孔是小型和盲的，所以它們不會(huì)吸走太多的焊錫，結(jié)果對(duì)焊點(diǎn)的錫量很小或者沒有影響。
有許多的工業(yè)文獻(xiàn)出于IPC(AssociationConnectingElectronicsIndustries),EIA(ElectronicIndustryAlliance)和JEDEC(SolidStateTechnologyAssociation)，在設(shè)計(jì)焊盤結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)該使用。主要的文件是IPC-SM-782《表面貼裝設(shè)計(jì)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)J-STD-001《焊接電氣與電子裝配的要求》和IPC-A-610《電子裝配的可接受性》用作焊接點(diǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，焊盤結(jié)構(gòu)應(yīng)該符合IPC-SM-782的意圖。如果焊盤大大地偏離IPC-SM-782，那么將很困難達(dá)到符合J-STD-001和IPC-A-610的焊接點(diǎn)。
元件知識(shí)(即元件結(jié)構(gòu)和機(jī)械尺寸)是對(duì)焊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本的必要條件。IPC-SM-782廣泛地使用兩個(gè)元件文獻(xiàn)：EIA-PDP-100《電子零件的注冊(cè)與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械外形》和JEDEC95出版物《固體與有關(guān)產(chǎn)品的注冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)外形》。無可爭(zhēng)辯，這些文件中最重要的是JEDEC95出版物，因?yàn)樗幚砹俗顝?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(jī)械圖。
JEDEC出版物JESD30(也可從JEDEC的網(wǎng)站免費(fèi)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(shí)符是可選的。
封裝特征：一個(gè)單個(gè)或多個(gè)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(gè)單字母前綴，確認(rèn)主體封裝材料。
端子位置：一個(gè)單字母前綴，確認(rèn)相對(duì)于封裝輪廓的端子位置。
封裝類型：一個(gè)雙字母標(biāo)記，指明封裝的外形類型。
引腳新式：一個(gè)單字母后綴，確認(rèn)引腳形式。
端子數(shù)量：一個(gè)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(shí)符的一個(gè)簡(jiǎn)單列表包括：
E擴(kuò)大間距(>1.27mm)
F密間距(<0.5mm)；限于QFP元件
S收縮間距(<0.65mm)；除QFP以外的所有元件。
T薄型(1.0mm身體厚度)
表面貼裝有關(guān)端子位置標(biāo)識(shí)符的一個(gè)簡(jiǎn)單列表包括：
Dual引腳在一個(gè)正方形或矩形封裝相反兩側(cè)。
Quad引腳在一個(gè)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(shí)符的一個(gè)簡(jiǎn)單列表包括：
CC芯片載體(chipcarrier)封裝結(jié)構(gòu)
FP平封(flatpack)封裝結(jié)構(gòu)
GA柵格陣列(gridarray)封裝結(jié)構(gòu)
SO小外形(smalloutline)封裝結(jié)構(gòu)
表面貼裝有關(guān)引腳形式標(biāo)識(shí)符的一個(gè)簡(jiǎn)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F-PQFP-G208，描述0.5mm(F)塑料(P)方形(Q)平面封裝(FP)，翅形引腳(G)，端子數(shù)量208。
對(duì)元件和板表面特征(即焊盤結(jié)構(gòu)、基準(zhǔn)點(diǎn)等)的詳細(xì)公差分析是必要的。IPC-SM-782解釋了怎樣進(jìn)行這個(gè)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(jì)的。不要為公制的元件設(shè)計(jì)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，0.65mm等于0.0256"，0.5mm等于0.0197"。
在IPC-SM-782標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，每個(gè)元件與相應(yīng)的焊盤結(jié)構(gòu)組織在四個(gè)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(jì)焊盤結(jié)構(gòu)所必須的元件尺寸，對(duì)于其它元件信息，參考EIA-PDP-100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(diǎn)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,maximummaterialcondition)。使用最小材料情況(LMC,leastmaterialcondition)時(shí)，尺寸可能影響焊接點(diǎn)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(duì)于焊接點(diǎn)的形成應(yīng)該期望得到什么的詳細(xì)內(nèi)容。焊點(diǎn)強(qiáng)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(diǎn)評(píng)估。
