SMT印制板DFM設計及審核

1、SMT印制電路板的印制電路板的可制造性設計及審核可制造性設計及審核顧靄云顧靄云 基板材料選擇基板材料選擇 布線布線 元器件選擇元器件選擇 焊盤焊盤 印制板電路設計印制板電路設計測試點測試點 PCB設計設計可制造（工藝）性設計可制造（工藝）性設計 導線、通孔導線、通孔 可靠性設計可靠性設計 焊盤與導線的連接焊盤與導線的連接 降低生產(chǎn)成本降低生產(chǎn)成本 阻焊阻焊 散熱、電磁干擾等散熱、電磁干擾等 印制電路板（以下簡稱印制電路板（以下簡稱PCB）設計是表面組裝技術）設計是表面組裝技術的重要組成之一。的重要組成之一。PCB設計質(zhì)量是衡量表面組裝技術水平設計質(zhì)量是衡量表面組裝技術水平的一個重要標志，是保證

2、表面組裝質(zhì)量的首要條件之一。的一個重要標志，是保證表面組裝質(zhì)量的首要條件之一。 PCB設計包含的內(nèi)容：設計包含的內(nèi)容： 可制造性設計可制造性設計DFMDFM（Design For ManufactureDesign For Manufacture）是保證是保證PCBPCB設計質(zhì)量的最有效的方法。設計質(zhì)量的最有效的方法。DFMDFM就是從產(chǎn)就是從產(chǎn)品開發(fā)設計時起，就考慮到可制造性和可測試性，品開發(fā)設計時起，就考慮到可制造性和可測試性，使設計和制造之間緊密聯(lián)系，實現(xiàn)從設計到制造一使設計和制造之間緊密聯(lián)系，實現(xiàn)從設計到制造一次成功的目的。次成功的目的。 DFMDFM具有縮短開發(fā)周期、降低成本、提高產(chǎn)

3、品質(zhì)具有縮短開發(fā)周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點，是企業(yè)產(chǎn)品取得成功的途徑。量等優(yōu)點，是企業(yè)產(chǎn)品取得成功的途徑。 DFM的發(fā)展史的發(fā)展史 創(chuàng)始于創(chuàng)始于70年代初，在機械行業(yè)用于簡化產(chǎn)品結構和減少加工成本。年代初，在機械行業(yè)用于簡化產(chǎn)品結構和減少加工成本。 1991年，年，DFM的應用對美國制造業(yè)競爭優(yōu)勢的形成做出貢獻，美的應用對美國制造業(yè)競爭優(yōu)勢的形成做出貢獻，美國總統(tǒng)布什給創(chuàng)始人國總統(tǒng)布什給創(chuàng)始人G.布斯勞博士和布斯勞博士和P.德赫斯特博士頒發(fā)了美國國德赫斯特博士頒發(fā)了美國國家技術獎。家技術獎。DFM很快被汽車、國防、航空、計算機、通訊、消費類很快被汽車、國防、航空、計算機、通訊、消費類電

4、子、醫(yī)療設備等領域的制造企業(yè)采用。電子、醫(yī)療設備等領域的制造企業(yè)采用。 1994年年SMTA首次提出首次提出DFX概念。概念。1995年年DFX是表面貼裝國際會議是表面貼裝國際會議的主題，的主題，1996年年SMTA發(fā)表了發(fā)表了6篇相關性文章。篇相關性文章。 作為一種科學的方法，作為一種科學的方法，DFX將不同團隊的資源組織在一起，共同將不同團隊的資源組織在一起，共同參與產(chǎn)品的設計和制造過程。通過發(fā)揮團隊的共同作用，實現(xiàn)縮短參與產(chǎn)品的設計和制造過程。通過發(fā)揮團隊的共同作用，實現(xiàn)縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和客戶滿意度，最終縮短從產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和客戶滿意度，最終縮短

5、從概念到客戶手中的整個時間周期。概念到客戶手中的整個時間周期。 DFM: Design for Manufacturing DFM: Design for Manufacturing 可制造性設計可制造性設計 DFT: Design for Test DFT: Design for Test 可測試性設計可測試性設計 DFD: Design for DiagnosibilityDFD: Design for Diagnosibility 可分析性設計可分析性設計 DFA: Design for AseemblyDFA: Design for Aseembly 可裝配性設計可裝配性設計 DFE:

6、 Desibn for EnviromentDFE: Desibn for Enviroment 環(huán)保設計環(huán)保設計 DFF: Design for Fabrication of the PCB PCBDFF: Design for Fabrication of the PCB PCB可加工性設計可加工性設計 DFS: Design for Sourcing DFS: Design for Sourcing 物流設計物流設計 DFR: Design for Reliability DFR: Design for Reliability 可靠性設計可靠性設計 HP HP公司公司DFMDFM統(tǒng)計調(diào)查

7、表明統(tǒng)計調(diào)查表明: :產(chǎn)品總成本產(chǎn)品總成本60%60%取決于產(chǎn)品的最初設計，取決于產(chǎn)品的最初設計，7575的制造成的制造成本取決于設計說明和設計規(guī)范，本取決于設計說明和設計規(guī)范，70708080的的生產(chǎn)缺陷是由于設計原因造成的。生產(chǎn)缺陷是由于設計原因造成的。 新產(chǎn)品研發(fā)過程新產(chǎn)品研發(fā)過程 方案設計方案設計 樣機制作樣機制作 產(chǎn)品驗證產(chǎn)品驗證 小批試生產(chǎn)小批試生產(chǎn) 首批投料首批投料 正式投產(chǎn)正式投產(chǎn)傳統(tǒng)的設計方法與現(xiàn)代設計方法比較傳統(tǒng)的設計方法與現(xiàn)代設計方法比較 傳統(tǒng)的設計方法傳統(tǒng)的設計方法 串行設計串行設計 重新設計重新設計 重新設計重新設計 生產(chǎn)生產(chǎn) 1# n# 現(xiàn)代設計方法現(xiàn)代設計方法 并

8、行設計并行設計CE 重新設計重新設計 生產(chǎn)生產(chǎn) 及及DFM 1#一一. . 不良設計在不良設計在SMTSMT生產(chǎn)制造中的危害生產(chǎn)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，浪費工時，延誤工期。增加修板和返修工作量，浪費工時，延誤工期。3. 3. 增加工藝流程，浪費材料、浪費能源。增加工藝流程，浪費材料、浪費能源。4. 4. 返修可能會損壞元器件和印制板。返修可能會損壞元器件和印制板。5. 5. 返修后影響產(chǎn)品的可靠性返修后影響產(chǎn)品的可靠性6. 6. 造成可制造性差，增加工藝難度，影響設備利用率，造成可制造性差，增加工藝難度，影響設備利用率，降低

9、生產(chǎn)效率。降低生產(chǎn)效率。7 7最嚴重時由于無法實施生產(chǎn)需要重新設計，導致整個最嚴重時由于無法實施生產(chǎn)需要重新設計，導致整個產(chǎn)品的實際開發(fā)時間延長，失去市場競爭的機會。產(chǎn)品的實際開發(fā)時間延長，失去市場競爭的機會。二二. 目前國內(nèi)目前國內(nèi)SMTSMT印制電路板設計中的印制電路板設計中的常見問題及解決措施常見問題及解決措施(1) (1) 焊盤結構尺寸不正確（以焊盤結構尺寸不正確（以ChipChip元件為例）元件為例） a a 當焊盤間距當焊盤間距G G過大或過小時，再流焊時由于元件焊端不能與焊過大或過小時，再流焊時由于元件焊端不能與焊盤搭接交疊，會產(chǎn)生吊橋、移位。盤搭接交疊，會產(chǎn)生吊橋、移位。 焊盤

10、間距焊盤間距G G過大或過小過大或過小 b 當焊盤尺寸大小不對稱，或兩個當焊盤尺寸大小不對稱，或兩個元件的端頭設計在同一個焊盤上時，元件的端頭設計在同一個焊盤上時，由于表面張力不對稱，也會產(chǎn)生吊由于表面張力不對稱，也會產(chǎn)生吊橋、移位。橋、移位。 (2) (2) 通孔設計不正確通孔設計不正確 導通孔設計在焊盤上，焊料會從導通孔中流出，會造導通孔設計在焊盤上，焊料會從導通孔中流出，會造成焊膏量不足。成焊膏量不足。 不正確不正確 正確正確 印制導線印制導線 (3) (3) 阻焊和絲網(wǎng)不規(guī)范阻焊和絲網(wǎng)不規(guī)范 阻焊和絲網(wǎng)加工在焊盤上，其原因：一是設計；二是阻焊和絲網(wǎng)加工在焊盤上，其原因：一是設計；二是P

11、CBPCB制造加工精度差造成的。其結果造成虛焊或電氣斷路。制造加工精度差造成的。其結果造成虛焊或電氣斷路。 (4) (4) 元器件布局不合理元器件布局不合理 a a 沒有按照再流焊要求設計，再流焊時造成溫度不均勻。沒有按照再流焊要求設計，再流焊時造成溫度不均勻。 b b 沒有按照波峰焊要求設計，波峰焊時造成陰影效應沒有按照波峰焊要求設計，波峰焊時造成陰影效應。(5) (5) 基準標志基準標志(Mark)(Mark)、PCBPCB外形和尺寸外形和尺寸、PCBPCB定位孔和夾定位孔和夾持邊的設置不正確持邊的設置不正確 a a 基準標志基準標志(Mark)(Mark)做在大地的網(wǎng)格上，或做在大地的網(wǎng)

12、格上，或MarkMark圖形周圖形周圍有阻焊膜，由于圖象不一致與反光造成不認圍有阻焊膜，由于圖象不一致與反光造成不認MarkMark、頻繁停機。頻繁停機。 b b 導軌傳輸時，由于導軌傳輸時，由于PCBPCB外形異形、外形異形、PCBPCB尺寸過大、過尺寸過大、過小、或由于小、或由于PCBPCB定位孔不標準，造成無法上板，無法實定位孔不標準，造成無法上板，無法實施機器貼片操作。施機器貼片操作。 c c 在定位孔和夾持邊附近布放了元器件，只能采用人在定位孔和夾持邊附近布放了元器件，只能采用人工補貼。工補貼。 d d 拼板槽和缺口附近的元器件布放不正確，裁板時造拼板槽和缺口附近的元器件布放不正確，

13、裁板時造成損壞元器件。成損壞元器件。(6) PCB(6) PCB材料選擇、材料選擇、PCBPCB厚度與長度、寬度尺寸比不合適厚度與長度、寬度尺寸比不合適 a a 由于由于PCBPCB材料選擇不合適，在貼片前就已經(jīng)變形，材料選擇不合適，在貼片前就已經(jīng)變形，造成貼裝精度下降。造成貼裝精度下降。 b PCBb PCB厚度與長度、寬度尺寸比不合適造成貼裝及再厚度與長度、寬度尺寸比不合適造成貼裝及再流焊時變形，容易造成焊接缺陷，還容易損壞元器件。流焊時變形，容易造成焊接缺陷，還容易損壞元器件。特別是焊接特別是焊接BGABGA時容易造成虛焊。時容易造成虛焊。 虛焊虛焊(7) BGA(7) BGA的常見設計

14、問題的常見設計問題 a a 焊盤尺寸不規(guī)范，過大或過小。焊盤尺寸不規(guī)范，過大或過小。 b b 通孔設計在焊盤上，通孔沒有通孔設計在焊盤上，通孔沒有做埋孔處理做埋孔處理 c c 焊盤與導線的連接不規(guī)范焊盤與導線的連接不規(guī)范 d d 沒有設計阻焊或阻焊不規(guī)范。沒有設計阻焊或阻焊不規(guī)范。(8) (8) 元器件和元器件的包裝選擇不合適元器件和元器件的包裝選擇不合適 由于沒有按照貼裝機供料器配置選購元器件由于沒有按照貼裝機供料器配置選購元器件和元器和元器件的包裝件的包裝，造成無法用貼裝機貼裝。，造成無法用貼裝機貼裝。(9) 齊套備料時把編帶剪斷。齊套備料時把編帶剪斷。(10) PCB外形不規(guī)則、外形不規(guī)

15、則、PCB尺寸太小、沒有加工拼板尺寸太小、沒有加工拼板造成不能上機器貼裝造成不能上機器貼裝等等。等等。三三. . SMT工藝對工藝對PCB設計的要求設計的要求1. 1. 印制板的組裝形式及工藝流程設計印制板的組裝形式及工藝流程設計2 2選擇選擇PCBPCB材料材料3 3選擇元器件選擇元器件4. SMC/SMD4. SMC/SMD（貼裝元器件）焊盤設計（貼裝元器件）焊盤設計5 5THCTHC（通孔插裝元器件）焊盤設計（通孔插裝元器件）焊盤設計6. 6. 布線設計布線設計7. 7. 焊盤與印制導線連接的設置焊盤與印制導線連接的設置8. 8. 導通孔、測試點的設置導通孔、測試點的設置9. 9. 阻焊

16、、絲網(wǎng)的設置阻焊、絲網(wǎng)的設置10. 元器件整體布局設置元器件整體布局設置11. 再流焊與波峰焊貼片元件再流焊與波峰焊貼片元件的排列方向設計的排列方向設計12. 12. 元器件的間距設計元器件的間距設計13. 13. 散熱設計散熱設計14. 14. 高頻及抗電磁干擾設計高頻及抗電磁干擾設計15. 15. 可靠性設計可靠性設計16. 16. 降低生產(chǎn)成本設計降低生產(chǎn)成本設計1. 1. 印制板的組裝形式及工藝流程設計印制板的組裝形式及工藝流程設計1.1 1.1 印制板的組裝形式印制板的組裝形式(1) 單面表面組裝工藝流程施加焊膏 貼裝元器件 再流焊。(2) 雙面表面組裝工藝流程A面施加焊膏 貼裝元器

17、件 再流焊 翻轉PCB B面施加焊膏 貼裝元器件 再流焊。ABAB (1) (1) 單面混裝（單面混裝（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 貼裝貼裝SMD SMD 再流焊再流焊 A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰焊。面波峰焊。(2) (2) 單面混裝（單面混裝（SMDSMD和和THCTHC分別在分別在PCBPCB的兩面）的兩面）B B面施加貼裝膠面施加貼裝膠 貼裝貼裝SMD SMD 膠固化膠固化 翻轉翻轉PCB PCB A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰焊。面波峰焊?；颍夯颍篈 A面插裝面插裝THCTHC（機器）（機器） B B面

18、點膠貼裝固化面點膠貼裝固化 再波峰焊。再波峰焊。ABAB (3) (3) 雙面混裝（雙面混裝（THCTHC在在A A面，面，A A、B B兩面兩面都有都有SMDSMD）A A面施加焊膏面施加焊膏 貼裝貼裝SMD SMD 再流焊再流焊 翻轉翻轉PCB PCB B B面施加貼裝膠面施加貼裝膠 貼裝貼裝SMD SMD 膠固化膠固化 翻轉翻轉PCB PCB A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰焊。面波峰焊。（應用最多）（應用最多）AB (4) (4) 雙面混裝（雙面混裝（A A、B B兩面都兩面都有有SMDSMD和和THCTHC）A A面施加焊膏面施加焊膏 貼裝貼裝SMD SMD 再流焊再流焊

19、 翻轉翻轉PCB PCB B B面施加貼裝膠面施加貼裝膠 貼裝貼裝SMD SMD 膠固化膠固化 翻轉翻轉PCB PCB A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰焊面波峰焊 B B面插裝件后附。面插裝件后附。AB 1.3.1 1.3.1 盡量采用再流焊方式，再流焊比波峰焊具有以下優(yōu)越性；盡量采用再流焊方式，再流焊比波峰焊具有以下優(yōu)越性；(1)(1)元器件受到的熱沖擊小。元器件受到的熱沖擊小。(2)(2)能控制焊料量，焊接缺陷少，焊接質(zhì)量好，可靠性高；能控制焊料量，焊接缺陷少，焊接質(zhì)量好，可靠性高；(3)(3)焊料中一般不會混入不純物，能正確地保證焊料的組分；焊料中一般不會混入不純物，能正確地

20、保證焊料的組分； 有自定位效應（有自定位效應（self alignmentself alignment）(4)(4)可在同一基板上，采用不同焊接工藝進行焊接；可在同一基板上，采用不同焊接工藝進行焊接；(5)(5)工藝簡單，修板量極小。從而節(jié)省了人力、電力、材料。工藝簡單，修板量極小。從而節(jié)省了人力、電力、材料。 盡量選擇插裝元件、貼片元件在同一面。盡量選擇插裝元件、貼片元件在同一面。 當當SMDSMD和和THCTHC在在PCBPCB的同一面時，采用的同一面時，采用A A面印刷焊膏、再流焊，面印刷焊膏、再流焊，B B面面波峰焊工藝；（必須雙面板）波峰焊工藝；（必須雙面板） 當當THCTHC在在P

21、CBPCB的的A A面、面、SMD SMD 在在PCBPCB的的B B面時，采用面時，采用B B面點膠、波峰焊工面點膠、波峰焊工藝。（單面板）藝。（單面板）ABAB1.3.3 1.3.3 高密度混合組裝時高密度混合組裝時 a) a) 高密度時，盡量選擇表貼元件；高密度時，盡量選擇表貼元件； b) b) 將阻、容、感元件、晶體管等小元件放在將阻、容、感元件、晶體管等小元件放在B B面，面，ICIC和體積大、和體積大、重的、高的元件（如鋁電解電容）放在重的、高的元件（如鋁電解電容）放在A A面，實在排不開時，面，實在排不開時，B B面面盡量放小的盡量放小的IC IC ； c) BGAc) BGA設

22、計時，盡量將設計時，盡量將BGABGA放在放在A A面，兩面安排面，兩面安排BGABGA時將小尺寸的時將小尺寸的BGABGA放在放在B B面。面。 d) d) 當沒有當沒有THCTHC或只有及少量或只有及少量THCTHC時，可采用雙面印刷焊膏、再流焊時，可采用雙面印刷焊膏、再流焊工藝，及少量工藝，及少量THCTHC采用后附的方法；采用后附的方法； e) e) 當當A A面有較多面有較多THCTHC時，采用時，采用A A面印刷焊膏、再流焊，面印刷焊膏、再流焊，B B面點膠、波面點膠、波峰焊工藝。峰焊工藝。 f) f) 盡量不要在雙面安排盡量不要在雙面安排THCTHC。必須安排在。必須安排在B B

23、面的發(fā)光二極管、連接面的發(fā)光二極管、連接器、開關、微調(diào)元器件等器、開關、微調(diào)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，后對，后對THCTHC進行波峰焊的工藝流程。進行波峰焊的工藝流程。2 2選擇選擇PCBPCB材料材料a)應適當選擇應適當選擇g較高的基材較高的基材玻璃化轉玻璃化轉變溫度變溫度g是聚合物特有的性能，是決定是聚合物特有的性能，是決定材料性能的臨界溫度，是選擇基板的一材料性能的臨界溫度，是選擇基板的一個關鍵參數(shù)。環(huán)氧樹脂的個關鍵參數(shù)。環(huán)氧樹脂的Tg在在125140 左

24、右，再流焊溫度在左右，再流焊溫度在220左右，遠遠左右，遠遠高于高于PCB基板的基板的g，高溫容易造成，高溫容易造成PCB的熱變形，嚴重時會損壞元件。的熱變形，嚴重時會損壞元件。 Tg應高于電路工作溫度應高于電路工作溫度b) 要求要求CTE低低由于由于X、Y和厚度方向的熱膨脹系數(shù)和厚度方向的熱膨脹系數(shù)不一致，容易造成不一致，容易造成PCB變形，嚴重時會造成金屬化孔變形，嚴重時會造成金屬化孔斷裂和損壞元件。斷裂和損壞元件。c) 要求耐熱性高要求耐熱性高一般要求一般要求PCB能有能有250/50S的耐的耐熱性。熱性。d）要求平整度好）要求平整度好 e) 電氣性能要求電氣性能要求高頻電路時要求選擇介

25、電常數(shù)高、介質(zhì)損耗小的高頻電路時要求選擇介電常數(shù)高、介質(zhì)損耗小的材料。材料。 絕緣電阻，耐電壓強度，絕緣電阻，耐電壓強度， 抗電弧性能都要滿足產(chǎn)抗電弧性能都要滿足產(chǎn)品要求。品要求。3 3選擇元器件選擇元器件3.1 3.1 元器件選用標準元器件選用標準a 元器件的外形適合自動化表面貼裝，元件的上表面應易元器件的外形適合自動化表面貼裝，元件的上表面應易于使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用膠粘劑的能力；于使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用膠粘劑的能力；b 尺寸、形狀標準化、并具有良好的尺寸精度和互換性尺寸、形狀標準化、并具有良好的尺寸精度和互換性 ；c 包裝形式適合貼裝機自動貼裝要求；包裝形式適合貼裝機

26、自動貼裝要求；d 具有一定的機械強度，能承受貼裝機的貼裝應力和基板具有一定的機械強度，能承受貼裝機的貼裝應力和基板的彎折應力；的彎折應力；e 元器件的焊端或引腳的可焊性要符合要求；元器件的焊端或引腳的可焊性要符合要求； 2355，2 20. .2s s 或或2305，30.5s.5s，焊端焊端90%90%沾錫。沾錫。f 符合再流焊和波峰焊的耐高溫焊接要求；符合再流焊和波峰焊的耐高溫焊接要求； 再流焊：再流焊：2355，2 20. .2s s。 波峰焊：波峰焊：2605，5 50. .5s s。g 可承受有機溶劑的洗滌；可承受有機溶劑的洗滌；a） SMC的選擇的選擇 注意尺寸大小和尺寸精度，并考

27、慮滿足貼片機功能。注意尺寸大小和尺寸精度，并考慮滿足貼片機功能。 鉭和鋁電解電容器主要用于電容量大的場合鉭和鋁電解電容器主要用于電容量大的場合 薄膜電容器用于耐熱要求高的場合薄膜電容器用于耐熱要求高的場合 云母電容器用于云母電容器用于Q值高的移動通信領域值高的移動通信領域 波峰焊工藝必須選擇三層金屬電極焊端結構片式元件波峰焊工藝必須選擇三層金屬電極焊端結構片式元件外部電極（鍍鉛錫）外部電極（鍍鉛錫）中間電極（鎳阻擋層）中間電極（鎳阻擋層）內(nèi)部電極（一般為鈀銀電極）內(nèi)部電極（一般為鈀銀電極）b) SMD的選擇的選擇 小外形封裝晶體管：小外形封裝晶體管： SOT23是最常用的三極管封裝，是最常用的

28、三極管封裝， SOT143用于射頻用于射頻 SOP 、 SOJ：是：是DIP的縮小型，與的縮小型，與DIP功能相似功能相似 QFP：占有面積大，引腳易變形，易失去共面性；引腳：占有面積大，引腳易變形，易失去共面性；引腳 的柔性又的柔性又能幫助釋放應力，改善焊點的可靠性。能幫助釋放應力，改善焊點的可靠性。QFP引腿最小間距為引腿最小間距為0.3mm，目前，目前 0.5mm間距已普遍應用，間距已普遍應用，0.3mm、 0.4mm的的QFP逐逐漸被漸被BGA替代。選擇時注意貼片機精度是否替代。選擇時注意貼片機精度是否 滿足要求。滿足要求。 PLCC：占有面積小，引腳不易變形，但檢測不方便。：占有面積

29、小，引腳不易變形，但檢測不方便。 LCCC：價格昂貴，主要用于高可靠性的軍用組件中，：價格昂貴，主要用于高可靠性的軍用組件中， 而且必須考慮器件與電路板之間的而且必須考慮器件與電路板之間的CET問題問題 BGA 、CSP：適用于：適用于I/O高的電路中。高的電路中。c) 片式機電元件：用于高密度、要求體積小、重量輕的電子片式機電元件：用于高密度、要求體積小、重量輕的電子產(chǎn)品。對于重量和體積大的電子產(chǎn)品應選用有引腳的機電產(chǎn)品。對于重量和體積大的電子產(chǎn)品應選用有引腳的機電元件。元件。d) THC（插裝元器件）（插裝元器件） 大功率器件、機電元件和特殊器件的片式化尚不成熟，大功率器件、機電元件和特殊

30、器件的片式化尚不成熟，還得采用插裝元器件還得采用插裝元器件 從價格上考慮，選擇從價格上考慮，選擇THC比比SMD較便宜。較便宜。、 4. SMC/SMD4. SMC/SMD（貼裝元器件）焊盤設計（貼裝元器件）焊盤設計 a a 再流焊工藝再流焊工藝 印刷焊膏印刷焊膏 貼裝元器件貼裝元器件 再流焊再流焊 b b 波峰焊工藝波峰焊工藝 印刷貼片膠印刷貼片膠 貼裝元器件貼裝元器件 膠固化膠固化 插裝元器件插裝元器件 波峰焊波峰焊再流焊與波峰焊工藝比較再流焊與波峰焊工藝比較ChipChip元件焊盤設計應掌握以下關鍵要素：元件焊盤設計應掌握以下關鍵要素：a a 對稱性對稱性兩端焊盤必須對稱，才能保證熔融焊

31、錫表面張力平衡。兩端焊盤必須對稱，才能保證熔融焊錫表面張力平衡。b b 焊盤間距焊盤間距確保元件端頭或引腳與焊盤恰當?shù)拇罱映叽纭４_保元件端頭或引腳與焊盤恰當?shù)拇罱映叽?。c c 焊盤剩余尺寸焊盤剩余尺寸搭接后的剩余尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面。搭接后的剩余尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面。d d 焊盤寬度焊盤寬度應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。 B S AB S A焊盤寬度焊盤寬度 A BA B焊盤的長度焊盤的長度 G G焊盤間距焊盤間距 G SG S焊盤剩余尺寸焊盤剩余尺寸 矩形片式元件焊盤結構示意圖矩形片式元件焊盤結構示意圖 標準尺寸元器件的焊盤圖形可以直

32、接從標準尺寸元器件的焊盤圖形可以直接從CADCAD軟件的軟件的元件庫中調(diào)用，也可自行設計。元件庫中調(diào)用，也可自行設計。 在實際設計時，有時庫中焊盤尺寸不全、元件尺寸在實際設計時，有時庫中焊盤尺寸不全、元件尺寸與標準有差異或不同的工藝，還必須根據(jù)具體產(chǎn)品與標準有差異或不同的工藝，還必須根據(jù)具體產(chǎn)品的組裝密度、不同的工藝、不同的設備以及特殊元的組裝密度、不同的工藝、不同的設備以及特殊元器件的要求進行設計。器件的要求進行設計。 貼裝元器件的貼裝元器件的焊盤設計焊盤設計下面介紹幾種常用元器件的焊盤設計：下面介紹幾種常用元器件的焊盤設計：(1) (1) 矩形片式元器件焊盤設計矩形片式元器件焊盤設計 (a

33、) 0805(a) 0805、 12061206矩形片式元器件焊盤尺寸設計原則矩形片式元器件焊盤尺寸設計原則 (b) 1206(b) 1206、08050805、06030603、04020402、02010201焊盤設計焊盤設計 (c) (c) 鉭電容焊盤設計鉭電容焊盤設計(2) (2) 半導體分立器件焊盤設計（半導體分立器件焊盤設計（ MELF MELF 、片式、片式、 SOT SOT 、 TOXTOX系列）系列）(3) (3) 翼形小外形翼形小外形ICIC、電阻網(wǎng)絡（、電阻網(wǎng)絡（SOPSOP）(4) (4) 四邊扁平封裝器件（四邊扁平封裝器件（QFPQFP） (5) J(5) J形引腳小

34、外形集成電路（形引腳小外形集成電路（SOJSOJ）和塑封有引腳芯片載體（）和塑封有引腳芯片載體（PLCCPLCC）的焊盤設計的焊盤設計(6) BGA(6) BGA焊盤設計焊盤設計(7) (7) 新型封裝新型封裝PQFNPQFN的的焊盤設計焊盤設計(1) 矩形片式元器件焊盤設計矩形片式元器件焊盤設計(a) (a) 0805、 1206矩形片式元器件焊盤尺寸設計原則矩形片式元器件焊盤尺寸設計原則 L L W W H H B T B T A A G G 焊盤寬度：焊盤寬度：A=WmaxA=Wmax-K-K 電阻器焊盤的長度：電阻器焊盤的長度：B=Hmax+Tmax+KB=Hmax+Tmax+K 電容

35、器焊盤的長度：電容器焊盤的長度：B=Hmax+TmaxB=Hmax+Tmax-K-K 焊盤間距：焊盤間距：G=Lmax-2Tmax-KG=Lmax-2Tmax-K 式中：式中：L L元件長度元件長度,mm,mm； W W元件寬度元件寬度,mm,mm； T T元件焊端寬度元件焊端寬度,mm,mm； H H元件高度元件高度( (對塑封鉭電容器是指焊端高度對塑封鉭電容器是指焊端高度),mm),mm； K K常數(shù)，一般取常數(shù)，一般取0.25 mm0.25 mm。0.260.300.240.150.310.200.150.600.080.230.350.26 01005焊盤設計焊盤設計 0201焊盤設計

36、焊盤設計 (b) 1206、0805、0603、0402、0201焊盤設計焊盤設計 英制英制 公制公制 A（mil） B(mil) G(mil) 1825 4564 250 70 120 1812 4532 120 70 120 1210 3225 100 70 80 1206 （3216） 60 70 70 0805 （2012） 50 60 30 0603 （1508） 25 30 25 0402 （1005） 20 25 20 0201 （0603） 12 10 12 (c)鉭電容焊盤設計鉭電容焊盤設計 代碼代碼 英制英制 公制公制 A（mil） B(mil) G(mil) A 1206

37、 3216 50 60 40 B 1411 3528 90 60 50 C 2312 6032 90 90 120 D 2817 7243 100 100 160分類：分類：MELF：LL系列和系列和08052309片式：片式：J 和和 L型引腳型引腳SOT系列：系列：SOT23、SOT89、SOT143等等TOX系列：系列：TO252Z=L+1.3 LZ=L+1.3 L為元件的公稱長度為元件的公稱長度 MELF焊盤設計焊盤設計（ Metal Electrode Leadless Face ）（a a）GULL WIND SOD123 SOD323GULL WIND SOD123 SOD323

38、焊盤設計焊盤設計 Z=L+1.3 Z=L+1.3 （L=L=元件的公稱長度）元件的公稱長度） SOD123 Z=5 X=0.8 Y=1.6SOD123 Z=5 X=0.8 Y=1.6 SOD323 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)/SMB Z=A+1.4 Z=A+1.4 （A=A=元件的公稱長度）元件的公稱長度） X=1.2W1X=1.2W1 系列號系列號 Z X YZ X Y DO214AA 6.8 2.4 2.4DO214AA 6.

39、8 2.4 2.4 DO214AB 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 片式小外形二極管焊盤設計片式小外形二極管焊盤設計（ SODSOD：Small Outline DiodeSmall Outline Diode）分類分類: : SOT23/SOT323/SOT523 SOT23/SOT323/SOT523 SOT89/SOT223 SOT89/SOT223 SOT143/SOT25/SOT153/SOT353 SOT143/SOT25/SOT153/SOT353 SOT223 SO

40、T223 TO-252 TO-252SOT系列系列SOT: Small Outline Transistor單個引腳焊盤長度設計原則：單個引腳焊盤長度設計原則：焊盤設計焊盤設計（a） SOT23元件尺寸元件尺寸（b） SOT-89元件尺寸元件尺寸焊盤設計焊盤設計（c） SOT-143元件尺寸元件尺寸焊盤設計焊盤設計（d） SOT223元件尺寸元件尺寸焊盤設計焊盤設計（e） T0252元件尺寸元件尺寸焊盤設計焊盤設計 對于小外形晶體管，應在保持焊盤間中心距等于引線間中心距的基對于小外形晶體管，應在保持焊盤間中心距等于引線間中心距的基礎上，再將每個焊盤四周的尺寸分別向外延伸至少礎上，再將每個焊盤四

41、周的尺寸分別向外延伸至少0.35mm0.35mm。 2.7 2.62.7 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晶體管焊盤示意圖晶體管焊盤示意圖(3) 翼形小外形翼形小外形ICIC和電阻網(wǎng)絡（和電阻網(wǎng)絡（SOPSOP）分類：分類：SOIC SSOIC SOP TSOP CFPSOIC SSOIC SOP TSOP CFPSOPS

42、OP設計原則：設計原則： a) a) 焊盤中心距等于引腳中心距；焊盤中心距等于引腳中心距； b)b)單個引腳焊盤設計的一般原則單個引腳焊盤設計的一般原則 Y=T+b1+b2=Y=T+b1+b2=1.52mm （b1=b2=0.3b1=b2=0.30.5mm0.5mm） X=1X=11.2W c) c) 相對兩排焊盤內(nèi)側距離按下式計算（單位相對兩排焊盤內(nèi)側距離按下式計算（單位mmmm） G=F-KG=F-K 式中：式中：G G兩排焊盤之間距離，兩排焊盤之間距離， F F元器件殼體封裝尺寸，元器件殼體封裝尺寸， K K系數(shù)，一般取系數(shù)，一般取0.25mm0.25mm，GF（a） SOIC焊盤設計焊

43、盤設計（Smal Outline Integrated Circuits）元件參數(shù)：元件參數(shù)：Pitch 1.27 (50mil)封裝體尺寸封裝體尺寸A：3.9、7.5、8.9(mm).PIN: 8、14、16、20、 24、28、32、36、SO16/SO16W、SO20W、SO24W/S024X設計考慮的關鍵幾何尺寸：設計考慮的關鍵幾何尺寸： 元件封裝體尺寸元件封裝體尺寸A 引腳數(shù)引腳數(shù) 間距間距E 焊盤設計：焊盤設計：A. 焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸Z 封裝封裝 Z A SO8/14/16 7.4mm 3.9 SO8WSO36W 11.4 7.5 SO24X36X 13 8.9B. 焊盤長

44、焊盤長寬（寬（YX）2.20.6 (mm)C. 沒有公英制累積誤差沒有公英制累積誤差元件參數(shù)：元件參數(shù)：Pitch 1.27 (50mil)PIN: 6、10、12、18、22、30、40、42表示方法表示方法：SOP 10設計考慮的關鍵幾何尺寸：設計考慮的關鍵幾何尺寸： 引腳數(shù)，引腳數(shù)，不同引腳數(shù)對應不同引腳數(shù)對應 不同的封裝體寬度。不同的封裝體寬度。 （b） SOP焊盤設計焊盤設計（ Smal Outline Packages ）焊盤設計：焊盤設計：A.焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸 SOP 614 16/18/20 22/24 28/30 32/36 40/42 (Z） 7.4 9.4 11.

45、2 13.2 15 17B. 焊盤長焊盤長寬（寬（YX）2.20.6 C.沒有公英制累積誤差沒有公英制累積誤差a) SOIC有寬窄體之分，有寬窄體之分，SOP無寬窄體之分，無寬窄體之分， b) SOP元件厚（元件厚（1.54.0mm），）， SOIC ?。ū。?.352.34mm）。）。c) SOP16以上以上PIN的焊盤，由于封裝體的尺寸不一樣，的焊盤，由于封裝體的尺寸不一樣，因此因此Z也不一樣。也不一樣。SOP與與SOIC焊盤設計的區(qū)別焊盤設計的區(qū)別元件參數(shù)：元件參數(shù)：Pitch 0.8/0.635mm 封裝體尺寸封裝體尺寸A：12、7.5mmPIN: 48、56、64共共3種：種： SS

46、O48、SSO56、SO64（c） SSOIC焊盤設計 （ Shrink Smal Outline Integrated Circuits Shrink Smal ） 焊盤設計：焊盤設計：A. 焊盤尺寸焊盤尺寸(mm) 封裝封裝 Z X Y P/E DSSO48 11.6 0.35 2.2 0.635 14.61SSO56 11.6 0.35 2.2 0.635 17.15SO64 15.4 0.5 2.0 0.8 24.8C. 0.8mm存在公英制累積誤差存在公英制累積誤差 （d） TSOP焊盤設計焊盤設計Thin Smal Outline Packages元件參數(shù)：元件參數(shù)：Pitch 0

47、.65/0.5/0.4/0.3(Fine Pitch) 元件高度元件高度H=1.27mm16種種PIN，1676 短端短端A有有 6、8、10、12mm4個尺寸個尺寸長端長端L有有14、16、18、20mm4個尺寸個尺寸表示方法：表示方法：TSOP AL PIN數(shù)數(shù) TSOP 820 52 焊盤設計：焊盤設計：A.焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸 ZL+0.8mm L元件長度方向公稱尺寸元件長度方向公稱尺寸B. 焊盤長焊盤長寬寬（YX） 0.65焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.4 mm 0.5焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.3 mm 0.4焊盤長焊盤長寬寬（YX）1.60.25 mm 0.3焊

48、盤長焊盤長寬寬（YX）1.60.17 mm TSOP 0.5/0.4/0/3的焊盤設計同的焊盤設計同QFP/SQFPC. 驗證焊盤內(nèi)側距離：驗證焊盤內(nèi)側距離： GS - 0.30.6，一般每邊余，一般每邊余0.5 mm 有公英制累積誤差，有公英制累積誤差，封裝封裝: CFP/SOP SSOIC TSOP SSOIC TSOP: CFP/SOP SSOIC TSOP SSOIC TSOP 或或SOICSOIC器件引腳間距器件引腳間距: 1.27 0.8 0.65 0.635 0.5 0.4 0.3: 1.27 0.8 0.65 0.635 0.5 0.4 0.3焊盤寬度焊盤寬度: 0.65/0.

49、6 0.5 0.4 0.4: 0.65/0.6 0.5 0.4 0.4 0.3 0.25 0.17 0.3 0.25 0.17焊盤長度焊盤長度: 2.2 2.0 1.6 2.2 1.6 1.6 1.6: 2.2 2.0 1.6 2.2 1.6 1.6 1.6 總結總結 (SOP焊盤設計焊盤設計)（4 4）四邊扁平封裝器件（）四邊扁平封裝器件（QFPQFP）分類：分類： PQFP SQFP/QFP(TQFP) CQFP PQFP SQFP/QFP(TQFP) CQFP ( (方形、矩形方形、矩形) ) QFPQFP設計總則設計總則: : a) a)焊盤中心距等于引腳中心距；焊盤中心距等于引腳中心

50、距； b)b)單個引腳焊盤設計的一般原則單個引腳焊盤設計的一般原則 Y=T+b1+b2=Y=T+b1+b2=1.52mm （b1=b2=0.3b1=b2=0.30.5mm0.5mm） c) c) 相對兩排焊盤內(nèi)側距離按下式計算（單位相對兩排焊盤內(nèi)側距離按下式計算（單位mmmm）：）： G=A/B-KG=A/B-K 式中：式中：G G兩排焊盤之間距離兩排焊盤之間距離 A/BA/B元器件殼體封裝尺寸元器件殼體封裝尺寸 K K系數(shù)，一般取系數(shù)，一般取0.25mm0.25mmG元件參數(shù)：元件參數(shù)：Pitch 0.635 (Fine Pitch) (25mil)PIN: 84、100、132、 164、

51、196、244表示方法：表示方法： PQFP84(a) PQFP元件焊盤設計元件焊盤設計(Plastic Quad Flat Pack)焊盤設計：焊盤設計：A.焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸（Z）= LMAX + 0.6 焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸 Z= L + 0.8 LMAX ：元件長（寬）方向最大尺寸：元件長（寬）方向最大尺寸 L：元件長（寬）方向公稱尺寸：元件長（寬）方向公稱尺寸B. 焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.80.35 C. 驗證焊盤內(nèi)側距離：驗證焊盤內(nèi)側距離：GS 的最小值的最小值 QFP ：Pitch 0. 8/0.65 SQFP ：Pitch 0. 5/0.4/0.3(Fine P

52、itch) TQFP=THIN QFPPIN：24576表示方法：表示方法： QFP引腳數(shù)（例引腳數(shù)（例QFP208） SQFPAB引腳（引腳（A=B） (b) QFP/SQFP 焊盤設計焊盤設計(Plastic Quad Flat Pack) 焊盤設計：焊盤設計： A. Pitch = 0.8/0.65mm 焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸 Z= L + 0.6 L：元件長（寬）方向公稱尺寸：元件長（寬）方向公稱尺寸 0.8焊盤長焊盤長寬寬（YX）1.80.5 0.65焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.80.4B. Pitch = 0.5/0.4/0.3 mm 焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸 Z= L + 0

53、.8 或焊盤外框尺寸或焊盤外框尺寸 ZA/B+2.8 L：元件長：元件長/寬方向公稱尺寸寬方向公稱尺寸 A/B：元件封裝體尺寸：元件封裝體尺寸 0.5焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.3 0.4焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.25 0.3焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.17注意事項：注意事項：a)驗證驗證相對兩排焊盤內(nèi)、外側距離相對兩排焊盤內(nèi)、外側距離 GS min- 0.30.6mm（0.5） ZL mix- 0.30.6(mm（0.3）b)存在公英制累積誤差存在公英制累積誤差 （ Pitch =0.8/0.65 /0.5/0.4/0.3）(c) QFP/SQFP （矩形）元件焊盤

54、設計（矩形）元件焊盤設計元件參數(shù)：元件參數(shù)： QFP ：Pitch 0. 8/0.65 SQFP ：Pitch 0. 5/0.4/0.3(Fine Pitch) TQFP=THIN QFPPIN： 32440表示方法：表示方法： QFP引腳數(shù)（例引腳數(shù)（例QFP8） SQFPAB引腳（引腳（A B） 焊盤設計焊盤設計:A. Pitch = 0.8/0.65mm（QFP80/100） Z1= L1 + 0.8 Z2= L2 + 0.8 L1、L2元件長元件長/寬方向公稱尺寸寬方向公稱尺寸 0.8焊盤長焊盤長寬寬（YX）1.80.5 0.65焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.80.4B. PITCH=

55、 0.5/0.4/0.3 mm 焊盤外框尺寸焊盤外框尺寸 Z1/Z2 = L1/L2 + 0.8 或或 Z1/Z2A/B+2.8 L1/L2元件長元件長/寬方向公稱尺寸寬方向公稱尺寸 A/B元件封裝體尺寸元件封裝體尺寸 0.5焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.3 0.4焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.25 0.3焊盤長焊盤長寬（寬（YX）1.60.17注意事項：注意事項：a)驗證驗證相對兩排焊盤內(nèi)、外側距離相對兩排焊盤內(nèi)、外側距離 GS min- 0.30.6mm（0.5） ZL mix- 0.30.6(mm（0.3）b)存在公英制累積誤差存在公英制累積誤差 器件引腳間距器件引腳間距:

56、1.27 0.8 0.65 0.635 0.5 0.4 0.3: 1.27 0.8 0.65 0.635 0.5 0.4 0.3 焊盤寬度焊盤寬度: 0.65 0.5 0.4 0.35 0.3 0.25 0.17: 0.65 0.5 0.4 0.35 0.3 0.25 0.17 焊盤長度焊盤長度: 2.4 1.8 1.8 1.8 1.6 1.6 1.6: 2.4 1.8 1.8 1.8 1.6 1.6 1.6 封裝封裝: CQFP QFP PQFP SQFP: CQFP QFP PQFP SQFP封裝體尺寸相同的情況下，封裝體尺寸相同的情況下，Z Z是相同的，但間距和焊盤寬度不同是相同的，但間

57、距和焊盤寬度不同 0.80.8、0.650.65、0.50.5、0.40.4、0.30.3存在公英制轉換誤差。存在公英制轉換誤差?？偨Y（總結（ QFP ）Fine Pitch（QFP160 P=0.635元件焊盤設計元件焊盤設計) Pitch =0.635 mm（25mil）單個焊盤設計：）單個焊盤設計： 長長寬寬=（60mil 78mil）（12mil13.8mil） (1.5 mm 2mm）（0.3mm0.35mm) Fine PitchQFP208 P=0.5元件焊單個盤設計元件焊單個盤設計 Pitch =0.5 mm（19.7mil） 長長寬寬=（60mil 78mil）（10mil

58、12mil） (1.5 mm 2mm）（0.25mm0.3mm) Fine Pitch Pitch=0.4mm或或.03mm元件單個焊盤設計元件單個焊盤設計 Pitch =0.4mm 長長寬寬= 70mil9 mil (1.78mm 0.23 mm ) Pitch =0.3mm 長長寬寬= 50mil7.5 mil (1.27 mm0.19 mm ) (5) J J形引腳小外形集成電路（形引腳小外形集成電路（SOJSOJ）和塑封有）和塑封有引腳芯片載體（引腳芯片載體（PLCCPLCC）的）的焊盤設計焊盤設計分類：分類： SOJ PLCC(SOJ PLCC(方形、矩形方形、矩形) LCC) LC

59、C SOJSOJ與與PLCCPLCC的引腳均為的引腳均為J J形，典型引腳中心距為形，典型引腳中心距為1.27 mm1.27 mm； a) a) 單個引腳焊盤設計（單個引腳焊盤設計（0.500.500.80 mm0.80 mm）（1.851.852.15 mm2.15 mm）；）； b) b) 引腳中心應在焊盤圖形內(nèi)側引腳中心應在焊盤圖形內(nèi)側1/31/3至焊盤中心之間；至焊盤中心之間； c) SOJc) SOJ相對兩排焊盤之間的距離（焊盤圖形內(nèi)廓）相對兩排焊盤之間的距離（焊盤圖形內(nèi)廓）A A值一般為值一般為5 5、6.26.2、7.47.4、8.8(mm)8.8(mm)； d) PLCCd)

60、PLCC相對兩排焊盤外廓之間的距離：相對兩排焊盤外廓之間的距離： J=C+K J=C+K （單位（單位mmmm） 式中：式中：J J焊盤圖形外廓距離；焊盤圖形外廓距離； C CPLCCPLCC最大封裝尺寸；最大封裝尺寸； K K系數(shù)，一般取系數(shù)，一般取0.750.75。（a）SOJ元件焊盤設計元件焊盤設計（ Smal Outline Integrated Circuits J引腳）引腳）元件參數(shù)：元件參數(shù)：Pitch 1.27mm元件寬度：元件寬度：300、350、400、450 （0.300英寸）英寸）PIN：14、16、18、20、22、24、26、28表示方法：表示方法：SOJ 引腳數(shù)引