SMT印制电路板的可制造性设计和审核专题培训课件.ppt

SMTSMT印制电路板的可制造性设计印制电路板的可制造性设计和审核和审核基板材料选择基板材料选择布线布线元器件选择元器件选择焊盘焊盘印制板电路设计印制板电路设计测试点测试点PCB设计设计可制造（工艺）性设计可制造（工艺）性设计导线、通孔导线、通孔可靠性设计可靠性设计焊盘与导线的连接焊盘与导线的连接降低生产成本降低生产成本阻焊阻焊散热、电磁干扰等散热、电磁干扰等印制电路板（以下简称印制电路板（以下简称PCB）设计是表面组装技术设计是表面组装技术的重要组成之一。的重要组成之一。PCB设计质量是衡量表面组装技术水平设计质量是衡量表面组装技术水平的一个重要标志，是保证表面组装质量的首要条件之一。的一个重要标志，是保证表面组装质量的首要条件之一。PCB设计包含的内容：设计包含的内容：可制造性设计可制造性设计DFMDFM（Design For ManufactureDesign For Manufacture）是保证是保证PCBPCB设计质量的最有效的方法。设计质量的最有效的方法。DFMDFM就是从产品就是从产品开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设开发设计时起，就考虑到可制造性和可测试性，使设计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功计和制造之间紧密联系，实现从设计到制造一次成功的目的。的目的。DFM DFM具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质具有缩短开发周期、降低成本、提高产品质量等优点，是企业产品取得成功的途径。量等优点，是企业产品取得成功的途径。DFM的发展史的发展史创始于创始于70年代初，在机械行业用于简化产品结构和减少加工成本。年代初，在机械行业用于简化产品结构和减少加工成本。1991年，年，DFM的应用对美国制造业竞争优势的形成做出贡献，美的应用对美国制造业竞争优势的形成做出贡献，美国总统布什给创始人国总统布什给创始人G.布斯劳博士和布斯劳博士和P.德赫斯特博士颁发了美国国德赫斯特博士颁发了美国国家技术奖。家技术奖。DFM很快被汽车、国防、航空、计算机、通讯、消费类很快被汽车、国防、航空、计算机、通讯、消费类电子、医疗设备等领域的制造企业采用。电子、医疗设备等领域的制造企业采用。1994年年SMTA首次提出首次提出DFX概念。概念。1995年年DFX是表面贴装国际会议是表面贴装国际会议的主题，的主题，1996年年SMTA发表了发表了6篇相关性文章。篇相关性文章。作作为为一一种种科科学学的的方方法法，DFX将将不不同同团团队队的的资资源源组组织织在在一一起起，共共同同参参与与产产品品的的设设计计和和制制造造过过程程。通通过过发发挥挥团团队队的的共共同同作作用用，实实现现缩缩短短产产品品开开发发周周期期，提提高高产产品品质质量量、可可靠靠性性和和客客户户满满意意度度，最最终终缩缩短短从从概念到客户手中的整个时间周期。概念到客户手中的整个时间周期。现代设计现代设计DFXDFX系列介绍系列介绍DFM:Design for Manufacturing DFM:Design for Manufacturing 可制造性设计可制造性设计DFT:Design for Test DFT:Design for Test 可测试性设计可测试性设计DFD:Design for Diagnosibility DFD:Design for Diagnosibility 可分析性设计可分析性设计DFA:Design for Aseembly DFA:Design for Aseembly 可装配性设计可装配性设计DFE:Desibn for Enviroment DFE:Desibn for Enviroment 环保设计环保设计DFF:Design for Fabrication of the PCB PCBDFF:Design for Fabrication of the PCB PCB可加工性设计可加工性设计 DFS:Design for Sourcing DFS:Design for Sourcing 物流设计物流设计 DFR:Design for Reliability DFR:Design for Reliability 可靠性设计可靠性设计 HP HP公司公司DFMDFM统计调查表明统计调查表明:产品总成本产品总成本60%60%取决于产品的最初设计，取决于产品的最初设计，7575的制造成的制造成本取决于设计说明和设计规范，本取决于设计说明和设计规范，70708080的的生产缺陷是由于设计原因造成的。生产缺陷是由于设计原因造成的。新产品研发过程新产品研发过程方案设计方案设计样机制作样机制作产品验证产品验证小批试生产小批试生产首批投料首批投料正式投产正式投产传统的设计方法与现代设计方法比较传统的设计方法与现代设计方法比较传统的设计方法传统的设计方法串行设计串行设计重新设计重新设计重新设计重新设计生产生产1#n#现代设计方法现代设计方法并行设计并行设计CE重新设计重新设计生产生产及及DFM1#内容内容一一一一.不良设计在不良设计在不良设计在不良设计在SMTSMTSMTSMT生产制造中的危害生产制造中的危害生产制造中的危害生产制造中的危害二二二二.目前国内目前国内目前国内目前国内SMTSMTSMTSMT印制电路板设计中的常见问题及解决措施印制电路板设计中的常见问题及解决措施印制电路板设计中的常见问题及解决措施印制电路板设计中的常见问题及解决措施三三三三.SMT.SMT.SMT.SMT工艺对工艺对工艺对工艺对PCBPCBPCBPCB设计的要求设计的要求设计的要求设计的要求四四四四.SMT.SMT.SMT.SMT设备对设备对设备对设备对PCBPCBPCBPCB设计的要求设计的要求设计的要求设计的要求五五五五.提高提高提高提高PCBPCBPCBPCB设计质量的措施设计质量的措施设计质量的措施设计质量的措施六六六六.SMT.SMT.SMT.SMT印制板可制造性设计（工艺性）审核印制板可制造性设计（工艺性）审核印制板可制造性设计（工艺性）审核印制板可制造性设计（工艺性）审核七七七七.产品设计人员应提交的图纸、文件产品设计人员应提交的图纸、文件产品设计人员应提交的图纸、文件产品设计人员应提交的图纸、文件八八八八.外协加工外协加工外协加工外协加工SMTSMTSMTSMT产品时需要提供的文件产品时需要提供的文件产品时需要提供的文件产品时需要提供的文件九九九九.IPC-7351.IPC-7351.IPC-7351.IPC-7351表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求简介简介简介简介一一.不良设计在不良设计在SMTSMT生产制造中的危害生产制造中的危害1.1.造成大量焊接缺陷。造成大量焊接缺陷。2.2.增加修板和返修工作量，浪费工时，延误工期。增加修板和返修工作量，浪费工时，延误工期。3.3.增加工艺流程，浪费材料、浪费能源。增加工艺流程，浪费材料、浪费能源。4.4.返修可能会损坏元器件和印制板。返修可能会损坏元器件和印制板。5.5.返修后影响产品的可靠性返修后影响产品的可靠性6.6.造造成成可可制制造造性性差差，增增加加工工艺艺难难度度，影影响响设设备备利利用用率率，降低生产效率。降低生产效率。7 7最最严严重重时时由由于于无无法法实实施施生生产产需需要要重重新新设设计计，导导致致整整个个产品的实际开发时间延长，失去市场竞争的机会。产品的实际开发时间延长，失去市场竞争的机会。二二.目前国内目前国内SMTSMT印制电路板设计中印制电路板设计中的常见问题及解决措施的常见问题及解决措施1.PCB1.PCB设计中的常见问题（举例）设计中的常见问题（举例）(1)(1)焊盘结构尺寸不正确（以焊盘结构尺寸不正确（以ChipChip元件为例）元件为例）a a 当当焊焊盘盘间间距距G G过过大大或或过过小小时时，再再流流焊焊时时由由于于元元件件焊焊端端不不能能与与焊焊盘搭接交叠，会产生吊桥、移位。盘搭接交叠，会产生吊桥、移位。焊盘间距焊盘间距G G过大或过小过大或过小 b当焊盘尺寸大小不对称，或两个当焊盘尺寸大小不对称，或两个元件的端头设计在同一个焊盘上时，元件的端头设计在同一个焊盘上时，由于表面张力不对称，也会产生吊由于表面张力不对称，也会产生吊桥、移位。桥、移位。(2)(2)通孔设计不正确通孔设计不正确 导导通通孔孔设设计计在在焊焊盘盘上上，焊焊料料会会从从导导通通孔孔中中流流出出，会会造造成焊膏量不足。成焊膏量不足。不正确不正确 正确正确 印制导线印制导线 (3)(3)阻焊和丝网不规范阻焊和丝网不规范 阻阻焊焊和和丝丝网网加加工工在在焊焊盘盘上上，其其原原因因：一一是是设设计计；二二是是PCBPCB制造加工精度差造成的。其结果造成虚焊或电气断路。制造加工精度差造成的。其结果造成虚焊或电气断路。(4)(4)元器件布局不合理元器件布局不合理 a a 没有按照再流焊要求设计，再流焊时造成温度不均匀。没有按照再流焊要求设计，再流焊时造成温度不均匀。b b 没有按照波峰焊要求设计，波峰焊时造成阴影效应没有按照波峰焊要求设计，波峰焊时造成阴影效应。(5)(5)基准标志基准标志(Mark)(Mark)、PCBPCB外形和尺寸外形和尺寸、PCBPCB定位孔和夹持定位孔和夹持边的设置不正确边的设置不正确 a a 基准标志基准标志(Mark)(Mark)做在大地的网格上，或做在大地的网格上，或MarkMark图形周围图形周围有阻焊膜，由于图象不一致与反光造成不认有阻焊膜，由于图象不一致与反光造成不认MarkMark、频繁、频繁停机。停机。b b 导轨传输时，由于导轨传输时，由于PCBPCB外形异形、外形异形、PCBPCB尺寸过大、过小尺寸过大、过小、或由于、或由于PCBPCB定位孔不标准，造成无法上板，无法实施定位孔不标准，造成无法上板，无法实施机器贴片操作。机器贴片操作。c c 在定位孔和夹持边附近布放了元器件，只能采用人工在定位孔和夹持边附近布放了元器件，只能采用人工补贴。补贴。d d 拼板槽和缺口附近的元器件布放不正确，裁板时造成拼板槽和缺口附近的元器件布放不正确，裁板时造成损坏元器件。损坏元器件。(6)PCB(6)PCB材料选择、材料选择、PCBPCB厚度与长度、宽度尺寸比不合适厚度与长度、宽度尺寸比不合适 a a 由由于于PCBPCB材材料料选选择择不不合合适适，在在贴贴片片前前就就已已经经变变形形，造成贴装精度下降。造成贴装精度下降。b b PCBPCB厚厚度度与与长长度度、宽宽度度尺尺寸寸比比不不合合适适造造成成贴贴装装及及再再流流焊焊时时变变形形，容容易易造造成成焊焊接接缺缺陷陷，还还容容易易损损坏坏元元器器件件。特别是焊接特别是焊接BGABGA时容易造成虚焊。时容易造成虚焊。虚焊虚焊(7)BGA(7)BGA的常见设计问题的常见设计问题 a a 焊盘尺寸不规范，过大或过小。焊盘尺寸不规范，过大或过小。b b 通孔设计在焊盘上，通孔没有通孔设计在焊盘上，通孔没有做埋孔处理做埋孔处理 c c 焊盘与导线的连接不规范焊盘与导线的连接不规范 d d 没有设计阻焊或阻焊不规范。没有设计阻焊或阻焊不规范。A面再流焊，面再流焊，B面波峰焊工艺时，面波峰焊工艺时，BGA的导通孔应设计盲孔的导通孔应设计盲孔A A面再流焊面再流焊面再流焊面再流焊B B面波峰焊面波峰焊面波峰焊面波峰焊由于二次熔锡由于二次熔锡由于二次熔锡由于二次熔锡造成造成造成造成BGABGA焊点失效焊点失效焊点失效焊点失效(8)(8)元器件和元器件的包装选择不合适元器件和元器件的包装选择不合适由由于于没没有有按按照照贴贴装装机机供供料料器器配配置置选选购购元元器器件件和和元元器器件的包装件的包装，造成无法用贴装机贴装。，造成无法用贴装机贴装。(9)齐套备料时把编带剪断。齐套备料时把编带剪断。(10)PCB外外形形不不规规则则、PCB尺尺寸寸太太小小、没没有有加加工工拼拼板造成不能上机器贴装板造成不能上机器贴装等等。等等。三三.SMT工艺对工艺对PCB设计的要求设计的要求1.1.印制板的组装形式及工艺流程设计印制板的组装形式及工艺流程设计2 2选择选择PCBPCB材料材料3 3选择元器件选择元器件4.SMC/SMD4.SMC/SMD（贴装元器件）焊盘设计（贴装元器件）焊盘设计5 5THCTHC（通孔插装元器件）焊盘设计（通孔插装元器件）焊盘设计6.6.布线设计布线设计7.7.焊盘与印制导线连接的设置焊盘与印制导线连接的设置8.8.导通孔、测试点的设置导通孔、测试点的设置9.9.阻焊、丝网的设置阻焊、丝网的设置10.元器件整体布局设置元器件整体布局设置11.再流焊与波峰焊贴片元件再流焊与波峰焊贴片元件的排列方向设计的排列方向设计12.12.元器件的间距设计元器件的间距设计13.13.散热设计散热设计14.14.高频及抗电磁干扰设计高频及抗电磁干扰设计15.15.可靠性设计可靠性设计16.16.降低生产成本设计降低生产成本设计1.1.印制板的组装形式及工艺流程设计印制板的组装形式及工艺流程设计1.1 1.1 印制板的组装形式印制板的组装形式1.2 1.2 1.2 1.2 工艺流程设计工艺流程设计工艺流程设计工艺流程设计1.2.1 1.2.1 1.2.1 1.2.1 纯表面组装工艺流程纯表面组装工艺流程纯表面组装工艺流程纯表面组装工艺流程(1)单面表面组装工艺流程施加焊膏 贴装元器件 再流焊。(2)双面表面组装工艺流程A面施加焊膏 贴装元器件 再流焊 翻转PCB B面施加焊膏 贴装元器件 再流焊。ABAB 1.2.2 1.2.2 1.2.2 1.2.2 表面贴装和插装混装工艺流程表面贴装和插装混装工艺流程表面贴装和插装混装工艺流程表面贴装和插装混装工艺流程(1)(1)单面混装（单面混装（SMDSMD和和THCTHC都在同一面）都在同一面）A A面施加焊膏面施加焊膏 贴装贴装SMD SMD 再流焊再流焊 A A面插装面插装THC BTHC B面波峰焊。面波峰焊。(2)(2)单面混装（单面混装（SMDSMD和和THCTHC分别在分别在PCBPCB的两面）的两面）B B面施加贴装胶面施加贴装胶 贴装贴装SMD SMD 胶固化胶固化 翻转翻转PCB PCB A A面插装面插装THC BTHC B面波峰焊。面波峰焊。或：或：A A面插装面插装THCTHC（机器）（机器）B B面点胶贴装固化面点胶贴装固化 再波峰焊。再波峰焊。ABAB (3)(3)双面混装（双面混装（THCTHC在在A A面，面，A A、B B两面都有两面都有SMDSMD）A A面施加焊膏面施加焊膏 贴装贴装SMD SMD 再流焊再流焊 翻转翻转PCB PCB B B面施加贴装胶面施加贴装胶 贴装贴装SMD SMD 胶固化胶固化 翻转翻转PCB PCB A A面插装面插装THC BTHC B面波峰焊。面波峰焊。（应用最多）（应用最多）AB (4)(4)双面混装（双面混装（A A、B B两面都有两面都有SMDSMD和和THCTHC）A A面施加焊膏面施加焊膏 贴装贴装SMD SMD 再流焊再流焊 翻转翻转PCB PCB B B面施加贴装胶面施加贴装胶 贴装贴装SMD SMD 胶固化胶固化 翻转翻转PCB PCB A A面插装面插装THC BTHC B面波峰焊面波峰焊 B B面插装件后附。面插装件后附。AB 1.3 1.3 1.3 1.3 选择表面贴装工艺流程应考虑的因素选择表面贴装工艺流程应考虑的因素选择表面贴装工艺流程应考虑的因素选择表面贴装工艺流程应考虑的因素1.3.1 1.3.1 尽量采用再流焊方式，再流焊比波峰焊具有以下优越性；尽量采用再流焊方式，再流焊比波峰焊具有以下优越性；(1)(1)元器件受到的热冲击小。元器件受到的热冲击小。(2)(2)能控制焊料量，焊接缺陷少，焊接质量好，可靠性高；能控制焊料量，焊接缺陷少，焊接质量好，可靠性高；(3)(3)焊料中一般不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分；焊料中一般不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分；有自定位效应（有自定位效应（self alignmentself alignment）(4)(4)可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接；可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接；(5)(5)工艺简单，修板量极小。从而节省了人力、电力、材料。工艺简单，修板量极小。从而节省了人力、电力、材料。1.3.2 1.3.2 1.3.2 1.3.2 一般密度的混合组装时一般密度的混合组装时一般密度的混合组装时一般密度的混合组装时尽量选择插装元件、贴片元件在同一面。尽量选择插装元件、贴片元件在同一面。当当SMDSMD和和THCTHC在在PCBPCB的同一面时，采用的同一面时，采用A A面印刷焊膏、再流焊，面印刷焊膏、再流焊，B B面面波峰焊工艺；（必须双面板）波峰焊工艺；（必须双面板）当当THCTHC在在PCBPCB的的A A面、面、SMD SMD 在在PCBPCB的的B B面时，采用面时，采用B B面点胶、波峰焊工面点胶、波峰焊工艺。（单面板）艺。（单面板）ABAB1.3.3 1.3.3 高密度混合组装时高密度混合组装时 a)a)高密度时，尽量选择表贴元件；高密度时，尽量选择表贴元件；b)b)将阻、容、感元件、晶体管等小元件放在将阻、容、感元件、晶体管等小元件放在B B面，面，ICIC和体积大、和体积大、重的、高的元件（如铝电解电容）放在重的、高的元件（如铝电解电容）放在A A面，实在排不开时，面，实在排不开时，B B面面尽量放小的尽量放小的IC IC；c)BGA c)BGA设计时，尽量将设计时，尽量将BGABGA放在放在A A面，两面安排面，两面安排BGABGA时将小尺寸的时将小尺寸的BGABGA放在放在B B面。面。d)d)当没有当没有THCTHC或只有及少量或只有及少量THCTHC时，可采用双面印刷焊膏、再流焊时，可采用双面印刷焊膏、再流焊工艺，及少量工艺，及少量THCTHC采用后附的方法；采用后附的方法；e)e)当当A A面有较多面有较多THCTHC时，采用时，采用A A面印刷焊膏、再流焊，面印刷焊膏、再流焊，B B面点胶、波面点胶、波峰焊工艺。峰焊工艺。f)f)尽量不要在双面安排尽量不要在双面安排THCTHC。必须安排在。必须安排在B B面的发光二极管、连接面的发光二极管、连接器、开关、微调元器件等器、开关、微调元器件等THCTHC采用后附（焊）的方法。采用后附（焊）的方法。注意：注意：在印制板的同一面，禁止采用先再流焊在印制板的同一面，禁止采用先再流焊SMDSMD，后对，后对THCTHC进行波峰焊的工艺流程。进行波峰焊的工艺流程。2 2选择选择PCBPCB材料材料a)应适当选择应适当选择g较高的基材较高的基材玻璃化转玻璃化转变温度变温度g是聚合物特有的性能，是决定是聚合物特有的性能，是决定材料性能的临界温度，是选择基板的一材料性能的临界温度，是选择基板的一个关键参数。环氧树脂的个关键参数。环氧树脂的Tg在在125140左右，再流焊温度在左右，再流焊温度在220左右，远远左右，远远高于高于PCB基板的基板的g，高温容易造成，高温容易造成PCB的热变形，严重时会损坏元件。的热变形，严重时会损坏元件。Tg应高于电路工作温度应高于电路工作温度b)要求要求CTE低低由于由于X、Y和厚度方向的热膨胀系数和厚度方向的热膨胀系数不一致，容易造成不一致，容易造成PCB变形，严重时会造成金属化孔变形，严重时会造成金属化孔断裂和损坏元件。断裂和损坏元件。c)要求耐热性高要求耐热性高一般要求一般要求PCB能有能有250/50S的耐的耐热性。热性。d）要求平整度好）要求平整度好e)电气性能要求电气性能要求高频电路时要求选择介电常数高、介质损耗小的高频电路时要求选择介电常数高、介质损耗小的材料。材料。绝缘电阻，耐电压强度，绝缘电阻，耐电压强度，抗电弧性能都要满足产抗电弧性能都要满足产品要求。品要求。3 3选择元器件选择元器件3.1 3.1 元器件选用标准元器件选用标准a元器件的外形适合自动化表面贴装，元件的上表面应易元器件的外形适合自动化表面贴装，元件的上表面应易于使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用胶粘剂的能力；于使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用胶粘剂的能力；b尺寸、形状标准化、并具有良好的尺寸精度和互换性尺寸、形状标准化、并具有良好的尺寸精度和互换性；c包装形式适合贴装机自动贴装要求；包装形式适合贴装机自动贴装要求；d具有一定的机械强度，能承受贴装机的贴装应力和基板具有一定的机械强度，能承受贴装机的贴装应力和基板的弯折应力；的弯折应力；e元器件的焊端或引脚的可焊性要符合要求；元器件的焊端或引脚的可焊性要符合要求；2355，2 20.2s s或或2305，30.5s.5s，焊焊端端90%90%沾锡。沾锡。f符合再流焊和波峰焊的耐高温焊接要求；符合再流焊和波峰焊的耐高温焊接要求；再流焊：再流焊：2355，2 20.2s s。波峰焊：波峰焊：2605，5 50.5s s。g可承受有机溶剂的洗涤；可承受有机溶剂的洗涤；3.2 3.2 3.2 3.2 选择元器件要根据具体产品电路要求以及选择元器件要根据具体产品电路要求以及选择元器件要根据具体产品电路要求以及选择元器件要根据具体产品电路要求以及PCBPCB尺寸、尺寸、尺寸、尺寸、组装密度、组装形式、产品的档次和投入的成本进行选择。组装密度、组装形式、产品的档次和投入的成本进行选择。组装密度、组装形式、产品的档次和投入的成本进行选择。组装密度、组装形式、产品的档次和投入的成本进行选择。a）SMC的选择的选择注意尺寸大小和尺寸精度，并考虑满足贴片机功能。注意尺寸大小和尺寸精度，并考虑满足贴片机功能。钽和铝电解电容器主要用于电容量大的场合钽和铝电解电容器主要用于电容量大的场合薄膜电容器用于耐热要求高的场合薄膜电容器用于耐热要求高的场合云母电容器用于云母电容器用于Q值高的移动通信领域值高的移动通信领域波峰焊工艺必须选择三层金属电极焊端结构片式元件波峰焊工艺必须选择三层金属电极焊端结构片式元件 无引线片式元件端头三层金属电极示意图无引线片式元件端头三层金属电极示意图外部电极（镀铅锡）外部电极（镀铅锡）中间电极（镍阻挡层）中间电极（镍阻挡层）内部电极（一般为钯银电极）内部电极（一般为钯银电极）b)SMD的选择的选择小外形封装晶体管：小外形封装晶体管：SOT23是最常用的三极管封装，是最常用的三极管封装，SOT143用于射频用于射频SOP、SOJ：是：是DIP的缩小型，与的缩小型，与DIP功能相似功能相似QFP：占有面积大，引脚易变形，易失去共面性；引脚：占有面积大，引脚易变形，易失去共面性；引脚的柔性又的柔性又能帮助释放应力，改善焊点的可靠性。能帮助释放应力，改善焊点的可靠性。QFP引腿最小间距为引腿最小间距为0.3mm，目前，目前0.5mm间距已普遍应用，间距已普遍应用，0.3mm、0.4mm的的QFP逐逐渐被渐被BGA替代。选择时注意贴片机精度是否替代。选择时注意贴片机精度是否满足要求。满足要求。PLCC：占有面积小，引脚不易变形，但检测不方便。：占有面积小，引脚不易变形，但检测不方便。LCCC：价格昂贵，主要用于高可靠性的军用组件中，：价格昂贵，主要用于高可靠性的军用组件中，而且必须考虑器件与电路板之间的而且必须考虑器件与电路板之间的CET问题问题BGA、CSP：适用于：适用于I/O高的电路中。高的电路中。c)片式机电元件：用于高密度、要求体积小、重量轻的电子产片式机电元件：用于高密度、要求体积小、重量轻的电子产品。对于重量和体积大的电子产品应选用有引脚的机电元品。对于重量和体积大的电子产品应选用有引脚的机电元件。件。d)THC（插装元器件）（插装元器件）大功率器件、机电元件和特殊器件的片式化尚不成熟，大功率器件、机电元件和特殊器件的片式化尚不成熟，还得采用插装元器件还得采用插装元器件从价格上考虑，选择从价格上考虑，选择THC比比SMD较便宜。较便宜。、4.SMC/SMD4.SMC/SMD（贴装元器件）焊盘设计（贴装元器件）焊盘设计 a a 再流焊工艺再流焊工艺 印刷焊膏印刷焊膏 贴装元器件贴装元器件 再流焊再流焊 b b 波峰焊工艺波峰焊工艺 印刷贴片胶印刷贴片胶 贴装元器件贴装元器件 胶固化胶固化 插装元器件插装元器件 波峰焊波峰焊再流焊与波峰焊工艺比较再流焊与波峰焊工艺比较PCB焊盘结构设计要满足再流焊工艺特点焊盘结构设计要满足再流焊工艺特点“再流动再流动”与自定位效应与自定位效应ChipChip元件焊盘设计应掌握以下关键要素：元件焊盘设计应掌握以下关键要素：a a 对称性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。两端焊盘必须对称，才能保证熔融焊锡表面张力平衡。b b 焊盘间距焊盘间距确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸。确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸。c c 焊盘剩余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。搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面。d d 焊盘宽度焊盘宽度应与元件端头或引脚的宽度基本一致。应与元件端头或引脚的宽度基本一致。B S A B S A焊盘宽度焊盘宽度 A B A B焊盘的长度焊盘的长度 G G焊盘间距焊盘间距 G S G S焊盘剩余尺寸焊盘剩余尺寸 矩形片式元件焊盘结构示意图矩形片式元件焊盘结构示意图 标准尺寸元器件的焊盘图形可以直接从标准尺寸元器件的焊盘图形可以直接从CADCAD软件的软件的元件库中调用，也可自行设计。元件库中调用，也可自行设计。在实际设计时，有时库中焊盘尺寸不全、元件尺寸在实际设计时，有时库中焊盘尺寸不全、元件尺寸与标准有差异或不同的工艺，还必须根据具体产品与标准有差异或不同的工艺，还必须根据具体产品的组装密度、不同的工艺、不同的设备以及特殊元的组装密度、不同的工艺、不同的设备以及特殊元器件的要求进行设计。器件的要求进行设计。贴装元器件的贴装元器件的焊盘设计焊盘设计下面介绍几种常用元器件的焊盘设计：下面介绍几种常用元器件的焊盘设计：(1)(1)矩形片式元器件焊盘设计矩形片式元器件焊盘设计 (a)0805 (a)0805、1206 1206矩形片式元器件焊盘尺寸设计原则矩形片式元器件焊盘尺寸设计原则 (b)1206 (b)1206、08050805、06030603、04020402、02010201焊盘设计焊盘设计 (c)(c)钽电容焊盘设计钽电容焊盘设计(2)(2)半导体分立器件焊盘设计（半导体分立器件焊盘设计（MELF MELF、片式、片式、SOT SOT、TOX TOX系列）系列）(3)(3)翼形小外形翼形小外形ICIC、电阻网络（、电阻网络（SOPSOP）(4)(4)四边扁平封装器件（四边扁平封装器件（QFPQFP）(5)J(5)J形引脚小外形集成电路（形引脚小外形集成电路（SOJSOJ）和塑封有引脚芯片载体（）和塑封有引脚芯片载体（PLCCPLCC）的焊盘设计的焊盘设计(6)BGA(6)BGA焊盘设计焊盘设计(7)(7)新型封装新型封装PQFNPQFN的的焊盘设计焊盘设计(1)矩形片式元器件焊盘设计矩形片式元器件焊盘设计(a)(a)0805、1206矩形片式元器件焊盘尺寸设计原则矩形片式元器件焊盘尺寸设计原则 L L W W H H B T B T A A G G 焊盘宽度：焊盘宽度：A=Wmax-KA=Wmax-K 电阻器焊盘的长度：电阻器焊盘的长度：B=Hmax+Tmax+KB=Hmax+Tmax+K 电容器焊盘的长度：电容器焊盘的长度：B=Hmax+Tmax-KB=Hmax+Tmax-K 焊盘间距：焊盘间距：G=Lmax-2Tmax-KG=Lmax-2Tmax-K 式中：式中：LL元件长度元件长度,mm,mm；W W元件宽度元件宽度,mm,mm；T T元件焊端宽度元件焊端宽度,mm,mm；H H元件高度元件高度(对塑封钽电容器是指焊端高度对塑封钽电容器是指焊端高度),mm),mm；K K常数，一般取常数，一般取0.25 mm0.25 mm。0201（0.6mm0.3mm0.6mm0.3mm）焊盘设计焊盘设计模板开口设计模板开口设计0.260.300.240.150.310.200.150.600.080.230.350.2601005焊盘设计焊盘设计0201焊盘设计焊盘设计最新推出最新推出01005（0.4mm0.2mm0.4mm0.2mm）01005C、01005R已经模块工艺中已经模块工艺中(b)1206、0805、0603、0402、0201焊盘设计焊盘设计英制英制公制公制A（mil）B(mil)G(mil)182545642507012018124532120701201210322510070801206（3216）6070700805（2012）5060300603（1508）2530250402（1005）2025200201（0603）121012(c)钽电容焊盘设计钽电容焊盘设计代码代码英制英制公制公制A（mil）B(mil)G(mil)A12063216506040B14113528906050C231260329090120D28177243100100160(2)半导体分立器件焊盘设计半导体分立器件焊盘设计分类：分类：MELF：LL系列和系列和08052309片式：片式：J和和L型引脚型引脚SOT系列：系列：SOT23、SOT89、SOT143等等TOX系列：系列：TO252Z=L+1.3 LZ=L+1.3 L为元件的公称长度为元件的公称长度MELF焊盘设计焊盘设计（MetalElectrodeLeadlessFace）（a a）GULL WIND SOD123 SOD323GULL WIND SOD123 SOD323焊盘设计焊盘设计Z=L+1.3 Z=L+1.3 （L=L=元件的公称长度）元件的公称长度）SOD123 Z=5 X=0.8 Y=1.6SOD123 Z=5 X=0.8 Y=1.6SOD323 Z=3.95 X=0.6 Y=1.4SOD323 Z=3.95 X=0.6 Y=1.4（b b）J-Lead DO214(AA/AB/AC)/SMBJ-Lead DO214(AA/AB/AC)/SMBZ=A+1.4 Z=A+1.4 （A=A=元件的公称长度）元件的公称长度）X=1.2W1X=1.2W1系列号系列号 Z X Y Z X YDO214AA 6.8 2.4 2.4DO214AA 6.8 2.4 2.4DO214AB 9.3 3.6 2.4 DO214AB 9.3 3.6 2.4 DO214AC 6.5 1.74 2.4DO214AC 6.5 1.74 2.4片式小外形二极管焊盘设计片式小外形二极管焊盘设计（SOD SOD：Small Outline DiodeSmall Outline Diode）分类分类:SOT23/SOT323/SOT523 SOT23/SOT323/SOT523 SOT89/SOT223 SOT89/SOT223 SOT143/SOT25/SOT153/SOT353 SOT143/SOT25/SOT153/SOT353 SOT223 SOT223 TO-252 TO-252SOT系列系列焊盘设计焊盘设计（SOT:SmallOutlineTransistor）单个引脚焊盘长度设计原则：单个引脚焊盘长度设计原则：焊盘设计焊盘设计（a）SOT23元件尺寸元件尺寸（b）SOT-89元件尺寸元件尺寸焊盘设计焊盘设计（c）SOT-143元件尺寸元件尺寸焊盘设计焊盘设计（d）SOT223元件尺寸元件尺寸焊盘设计焊盘设计（e）T0252元件尺寸元件尺寸焊盘设计焊盘设计 对对于于小小外外形形晶晶体体管管，应应在在保保持持焊焊盘盘间间中中心心距距等等于于引引线线间间中中心心距距的的基基础上，再将每个焊盘四周的尺寸分别向外延伸至少础上，再将每个焊盘四周的尺寸分别向外延伸至少0.35mm0.35mm。2.7 2.6 2.7 2.6 0.7 0.7 2.0 0.7 0.7 2.0 0.8 0.8 0.8 0.82.9 3.0 4.42.9 3.0 4.4 0.8 0.8 1.1 1.2 1.1 1.2 3.8 3.8 SOT 23 SOT 143 SOT 89 SOT 23 SOT 143 SOT 89 小外形小外形SOTSOT晶体管焊盘示意图晶体管焊盘示意图SOT设计设计最新变化最新变化(3)翼形小外形翼形小外形ICIC和电阻网络和电阻网络（SOPSOP）分类：分类：SOIC SSOIC SOP TSOP CFPSOIC SSOIC SOP TSOP CFPSOPSOP设计原则：设计原则：a)a)焊盘中心距等于引脚中心距；焊盘中心距等于引脚中心距；b)b)单个引脚焊盘设计的一般原则单个引脚焊盘设计的一般原则 Y=T+b1+b2=Y=T+b1+b2=1.52mm（b1=b2=0.3b1=b2=0.30.5mm0.5mm）X=1 X=11.2W c)c)相对两排焊盘内侧距离按下式计算（单位相对两排焊盘内侧距离按下式计算（单位mmmm）G=F-KG=F-K 式中：式中：GG两排焊盘之间距离，两排焊盘之间距离，F F元器件壳体封装尺寸，元器件壳体封装尺寸，K K系数，一般取系数，一般取0.25mm0.25mm，GF（a）SOIC焊盘设计焊盘设计（SmalOutlineIntegratedCircuits）元件参数：元件参数：Pitch1.27(50mil)封装体尺寸封装体尺寸A：3.9、7.5、8.9(mm).PIN:8、14、16、20、24、28、32、36、SO16/SO16W、SO20W、SO24W/S024X设计考虑的关键几何尺寸：设计考虑的关键几何尺寸：元件封装体尺寸元件封装体尺寸A引脚数引脚数间距间距E焊盘设计：焊盘设计：A.焊盘外框尺寸焊盘外框尺寸Z封装封装ZASO8/14/167.4mm3.9SO8WSO36W11.47.5SO24X36X138.9B.焊盘长焊盘长宽（宽（YX）2.20.6(mm)C.没有公英制累积误差没有公英制累积误差元件参数：元件参数：Pitch1.27(50mil)PIN:6、10、12、18、22、30、40、42表示方法：表示方法：SOP10设计考虑的关键几何尺寸：设计考虑的关键几何尺寸：引脚数，引脚数，不同引脚数对应不同引脚数对应 不同的封装体宽度。不同的封装体宽度。（b）SOP焊盘设计焊盘设计（SmalOutlinePackages）焊盘设计：焊盘设计：A.焊盘外框尺寸焊盘外框尺寸B.SOP61416/18/2022/2428/3032/3640/42C.(Z）7.49.411.213.21517D.B.焊盘长焊盘长宽（宽（YX）2.20.6C.没有公英制累积误差没有公英制累积误差a)SOIC有宽窄体之分，有宽窄体之分，SOP无宽窄体之分，无宽窄体之分，b)SOP元件厚（元件厚（1.54.0mm），），SOIC薄（薄（1.352.34mm）。）。c)SOP16以以上上PIN的的焊焊盘盘，由由于于封封装装体体的的尺尺寸寸不不一一样样，因此因此Z也不一样。也不一样。SOP与与SOIC焊盘设计的区别焊盘设计的区别元件参数：元件参数：Pitch0.8/0.635mm封装体尺寸封装体尺寸A：12、7.5mmPIN:48、56、64共共3种：种：SSO48、SSO56、SO64（c）SSOIC焊盘设计（ShrinkSmalOutlineIntegratedCircuitsShrinkSmal）焊盘设计：焊盘设计：A.焊盘尺寸焊盘尺寸(mm)封装封装ZXYP/EDSSO4811.60.352.20.63514.61SSO5611.60.352.20.63517.15SO6415.40.52.00.824.8C.0.8mm存在公英制累积误差存在公英制累积误差（d）TSOP焊盘设计焊盘设计ThinSmalOutlinePackages元件参数：元件参数：Pitch0.65/0.5/0.4/0.3(FinePitch)元件高度元件高度H=