,#,单击此处编辑母版标题样式,会计学,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,会计学,1,pcb,焊盘设计,会计学1pcb焊盘设计,2,阻焊涂覆方式,文字标示厚度及线宽的一般要求,阻容组件焊盘要求,回 顾,第1页/共47页,2 回 顾第1页/共47页,本课主要内容,IC,类零件焊盘设计,3,第2页/共47页,本课主要内容3第2页/共47页,SMD,分立器件包括各种分立半导体器件，有二极管、晶体管、场效应管，也有由2、3只晶体管、二极管组成的简单复合电路。,典型,SMD,分立器件的电极引脚数为26个。,二极管类器件一般采用2端或3端,SMD,封装，,小功率晶体管类器件一般采用3端或4端,SMD,封装，,46端,SMD,器件内大多封装了2只晶体管或场效应管,表面组装分立器件,4,第3页/共47页,SMD分立器件包括各种分立半导体器件，有二极,典型,SMD,分立器件的外形,5,第4页/共47页,典型SMD分立器件的外形5第4页/共47页,塑料封装二极管,一般做成矩形片状，外形尺寸一般为3.8,mm1.5mm1.1mm。,还有一种,SOT-23,封装的片状二极管，多用于封装复合二极管，也用于高速开关二极管和高压二极管。,6,第5页/共47页,塑料封装二极管一般做成矩形片状，外形尺寸一般为,三极管,晶体管(三极管)采用带有翼形短引线的塑料封装，可分为,SOT-23、SOT-89、SOT-l43、SOT-252,几种尺寸结构，产品有小功率管、大功率管、场效应管和高频管几个系列；其中,SOT-23,是通用的表面组装晶体管，,SOT-23,有3条翼形引脚,。,SOT-l43,有4条翼形短引脚，对称分布在长边的两侧,，引脚中宽度偏大一点的是集电极，这类封装常见双栅场效应管及高频晶体管。,7,第6页/共47页,三极管 晶体管(三极管)采用带有翼形短引线的塑料封,SOT-23,晶体管,内部结构,8,第7页/共47页,SOT-23晶体管内部结构8第7页/共47页,晶体管焊盘设计,9,第8页/共47页,晶体管焊盘设计9第8页/共47页,小外形三极管焊盘设计,10,第9页/共47页,小外形三极管焊盘设计10第9页/共47页,对于小外形晶体管，应在保持焊盘间中心距等于引线间中心距的基础上，再将每个焊盘四周的尺寸分别向外延伸至少,0.35mm,。,小外形三极管焊盘设计,11,第10页/共47页,对于小外形晶体管，应在保持焊盘间中心距等于引线间中,小外形三极管焊盘设计,12,第11页/共47页,小外形三极管焊盘设计12第11页/共47页,集成电路焊盘设计焊盘设计,常见,IC,有哪些？,集成电路的封装分为,THT IC,和,SMT IC,两类。,THT IC,有塑料封装和陶瓷封装两类，,常见的有,DIP,、,SIP,和,PGA,。,SMT IC,的封装形式较多，常见的有,SOP,、,SOJ,、,QFP,、,PLCC,和,BGA,。,13,第12页/共47页,集成电路焊盘设计焊盘设计常见IC有哪些？集成电路的封装分为,外观封装,IC,的常见封装（一）,DIP(dual in-line package),双列直插式封装 如：,DIP-8,SOP(small outline package),小外型封装 如：,SOP-14,SSOP(shrink SOP),长度缩小型,SOP,如：,SSOP-20,TSOP(thin SOP),薄型,SOP,QFP(quad flat package),四边出脚扁平封装,14,第13页/共47页,外观封装IC的常见封装（一）DIP(dual in,IC,的常见封装,TQFP(thin QFP),薄型,QFP,PLCC(plastic leaded chip carrier),塑料,J,型有引线片式载体封装,QFN(quad flat non-leaded package),四侧无引脚扁平封装,CSP(Chip Scale Package),封装，是芯片级封装的意思,SOT,（,Small Out-Line Transistor,）小外形晶体管,SOT23 SOT23-5 SOT23-6 SOT223 SOT89 D2PAK D2PAK5,15,第14页/共47页,IC的常见封装TQFP(thin QFP)薄型QFP15第,翼形小外形,IC(SOP),焊盘设计,SOP,、,QFP,连接盘尺寸没有标准的计算公式，所以,焊盘图形的设计相对困难,。当相邻焊盘间没有导线通过时，允许涂覆阻焊膜。,16,第15页/共47页,翼形小外形IC(SOP)焊盘设计 SOP、QFP连接,SOP,焊盘间距等于引脚间距。,SOP,焊盘设计原则,17,引脚焊盘为什么有椭圆形？,第16页/共47页,SOP焊盘间距等于引脚间距。SOP焊盘设计原则17引脚焊盘为,根据,吉布斯函数,判据,在恒温恒压不作非体积功的条件下,系统总的表面吉布斯函数减少的过程是自发的,如液滴自动收缩以减小表面积,气体在固体表面吸附以降低固体的表面张力等,.,水滴成球形以使其表面积最小,汞在玻璃表面的形状,.,小汞滴成几乎完美的球形,而大的汞滴成扁平状,表明表面张力对小汞滴形状的影响更大,.,这是由于小汞滴的比表面积更大的缘故,.,引脚焊盘为何有椭圆形？,18,第17页/共47页,根据吉布斯函数判据,在恒温恒压不作非体积功的条件下,系统总的,SOP,焊盘设计原则,19,第18页/共47页,SOP焊盘设计原则19第18页/共47页,（,QFP,）焊盘设计,QFP,分类,20,第19页/共47页,（QFP）焊盘设计QFP分类20第19页/共47页,QFP,焊盘设计总则,焊盘中心距等于引脚中心距,。,单个引脚焊盘设计的一般原则：,Y,=,T,+b1+b2=1.5,2mm,。,21,第20页/共47页,QFP焊盘设计总则焊盘中心距等于引脚中心距。21第20页/,QFP,焊盘设计总则,相对两排焊盘内侧距离,(mm,）：,G=A/B-K,式中，,b1=b2=O.3,0.5mm,；,G,表示两排焊盘之间的距离；,A/B,表示元器件壳体封装尺寸；,K,表示系数，一般取,0.25mm,。,22,第21页/共47页,QFP焊盘设计总则相对两排焊盘内侧距离(mm）：G=A/B,QFP,焊盘设计,23,第22页/共47页,QFP焊盘设计23第22页/共47页,QFP,焊盘设计,QFP,焊盘设计是主要问题,：如果焊盘长度太短，组件中心和焊盘中心不重合，导致部分组件的脚后跟在焊盘以外，一旦发生贴片偏移，焊盘上的表面张力的不平衡导致组件一边或几边焊接时翘起。,解决办法：,加大焊盘尺寸，保证组件引脚都在焊盘上,。,24,第23页/共47页,QFP焊盘设计QFP焊盘设计是主要问题：如果焊盘长度太短，组,J,型引脚焊盘设计,J,型引脚,25,第24页/共47页,J型引脚焊盘设计 J型引脚25第24页/共47页,J,型引脚焊盘设计,SOJ,与,PLCC,的引脚均为,J,形，典型引脚中心距为,1.27mm,。,26,第25页/共47页,J型引脚焊盘设计 SOJ与PLCC的引脚均为J形，典,单个引脚焊盘设计,(O.50,0.80mm)(1.85,2.15mm),。,J,型引脚焊盘设计,引脚中心应在焊盘图形内侧,1/3,至焊盘中心之间。,SOJ,相对两排焊盘之间的距离,(,焊盘图形内廓,)A,值，一般为,5,、,6.2,、,7.4,、,8.8mm,。,PLCC,相对两排焊盘外廓之间的距离,J=C+K(mm),。,27,第26页/共47页,单个引脚焊盘设计(O.500.80mm)(1.852,1,）一种只裸露出封装底部的一面，其它部分被封装在组件内。,2,）另一种焊盘有裸露在封装侧面的部分。,QFN,焊盘设计,QFN,封装具有良好的电性能、热性能，且体积小、重量轻，已成为许多新应用的理想选择，,28,第27页/共47页,2）另一种焊盘有裸露在封装侧面的部分。QFN焊盘设计,中间热焊盘及过孔的设计,QFN,封装具有优异的热性能，主要是因为,封装底部有大面积暴露焊盘,。,为了有效地将热从芯片传导到,PCB,上，,PCB,底部,必须设计与之相对应的热焊盘以及传热过孔,。热焊盘提供了可靠的焊接面积，过孔提供了散热途径。,29,第28页/共47页,中间热焊盘及过孔的设计 QFN封装具有优异的热性能，主要,QFP,周边焊盘、热焊盘设计,QFN,的焊盘设计有,3,个方面,:,第一：周边引脚的焊盘设计。,第二：中间热焊盘及过孔的设计。,第三：考虑,PCB,的阻焊层结构。,30,第29页/共47页,QFP周边焊盘、热焊盘设计30第29页/共47页,周边引脚的焊盘设计,31,第30页/共47页,周边引脚的焊盘设计31第30页/共47页,周边引脚的焊盘设计,ZDmax,（,ZEmax,）为焊盘引脚最外端尺寸，,GDmin(GEmin),焊盘引脚最里端相对尺寸。,X,、,Y,是焊盘的宽度和长度,CLL,顶角点相邻焊盘间的最小距离。,CPL,外围焊盘内顶角与热焊盘的外边间的最小距离。,CLL,、,CPL,为避免焊桥而定义。,D2(E2),热焊盘的尺寸。,32,第31页/共47页,周边引脚的焊盘设计ZDmax（ZEmax）为焊盘引脚最外端尺,1,）大面积热焊盘的设计尺寸器件大面积暴露焊盘尺寸,还需考虑避免和周边焊盘桥接等因素。,2,）导电焊盘与器件四周相对应的焊盘尺寸相似，但向四周外恻稍微延长一些（,0.3-0.5mm,）。,33,第32页/共47页,1）大面积热焊盘的设计尺寸器件大面积暴露焊盘尺寸,还需考虑,热焊盘设计,通常热焊盘的尺寸至少和组件暴露焊盘相匹配，,还需考虑各种其他因素，如避免和周边焊盘的桥接等。,中间热焊盘设计,34,第33页/共47页,热焊盘设计中间热焊盘设计34第33页/共47页,有些芯片在暴露焊盘周边有环状设计,.,因此,PCB,热焊盘设计时可以不考虑这些环状焊盘，只根据暴露焊盘设计。,中间热焊盘设计,35,第34页/共47页,有些芯片在暴露焊盘周边有环状设计.中间热焊盘设计35第34页,QFN,封装底部大面积暴露的热焊盘提供了可靠的焊接面积，,PCB,底部必须设计与之相对应的热焊盘及热过孔。,热过孔提供散热途径，能够有效地将热从芯片传导到,PCB,上。,中间,热过孔,设计,36,第35页/共47页,QFN封装底部大面积暴露的热焊盘提供了可靠的焊接面,组件底部的大焊盘，在焊接时会产生气孔，为了,将气孔减少到最小,，需要在热焊盘上开设热过孔。热过孔还可以迅速传导热量，,有利于散热,。,热过孔的设计,37,第36页/共47页,组件底部的大焊盘，在焊接时会产生气孔，为了将气孔,气孔对性能的影响,：,若小气孔总和大于焊接覆盖率,50,，不会导致热或板级性能的降低。,如果气孔的最大尺寸大于过孔的间距，焊点内的气孔可能对高速、,RF,应用以及热性能方面有不利的影响。,热过孔的设计,38,第37页/共47页,气孔对性能的影响：热过孔的设计38第37页/共47页,热过孔设计,热过孔的数量及孔尺寸设计取决于封装的应用场合和芯片功率大小以及电性能的要求，根据热性能仿真，建议传热过孔的间距在,1.0-1.2mm,，过孔尺寸在,0.3,0.33mm,，,中间热焊盘及过孔的设计,39,第38页/共47页,热过孔设计 中间热焊盘及过孔的设计39第38页/共47页,PCB,阻焊层结构,建议使用阻焊层。,阻焊层开口应比焊盘开口大,120,150,微米，即焊盘铜箔到阻焊层的间隙有,60,75,微米，因为丝网印刷阻焊油墨的制造公差在,50,65,微米之间。,当引脚间距小于,0.5mm,时，引脚之间的阻焊可以省略。,40,第39页/共47页,PCB阻焊层结构 建议使用阻焊层。40第39页/共47页,过孔的阻焊形式,(a),顶部阻焊：产生气孔较少，影响焊膏印刷。,(b),底部阻焊：产生较大气孔，当覆盖,2,个过孔时，影响可靠性和导热性。,(c),底部堵塞：同上。,(d),贯通孔：允许焊料流进孔内，导致焊盘上焊料减少。,中间热焊盘及过孔的设计,41,