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SMT基础知识之焊盘结构

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发表于 2008-7-20 12:57 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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焊盘的基本概念及其有关的行业标准。
" u3 m$ k" U, ?  
. x4 J* _' d5 I3 v" m$ q2 t" I: ~" C
焊盘(land),表面贴装装配的基本构成单元,用来构成电路板的焊盘图案(land pattern),即各种为特殊元件类型设计的焊盘组合。没有比设计差劲的焊盘结构更令人沮丧的事情了。当一个焊盘结构设计不正确时,很难、有时甚至不可能达到预想的焊接点。焊盘的英文有两个词:Land 和 Pad ,经常可以交替使用;可是,在功能上,Land 是二维的表面特征,用于可表面贴装的元件,而 Pad 是三维特征,用于可插件的元件。作为一般规律,Land 不包括电镀通孔(PTH, plated through-hole)。旁路孔(via)是连接不同电路层的电镀通孔(PTH)。盲旁路孔(blind via)连接最外层与一个或多个内层,而埋入的旁路孔只连接内层。# z0 H& j, H, h
  
9 S. Q2 ]5 X7 p
如前面所注意到的,焊盘Land通常不包括电镀通孔(PTH)。一个焊盘Land内的PTH在焊接过程中将带走相当数量的焊锡,在许多情况中产生焊锡不足的焊点。可是,在某些情况中,元件布线密度迫使改变到这个规则,最值得注意的是对于芯片规模的封装(CSP, chip scale package)。在1.0mm(0.0394")间距以下,很难将一根导线布线通过焊盘的“迷宫”。在焊盘内产生盲旁通孔和微型旁通孔(microvia),允许直接布线到另外一层。因为这些旁通孔是小型和盲的,所以它们不会吸走太多的焊锡,结果对焊点的锡量很小或者没有影响。
% C, Y2 _. {' F0 ^  

6 A/ M0 D- V$ A: d有许多的工业文献出于IPC(Association Connecting Electronics Industries), EIA(Electronic Industry Alliance)和JEDEC(Solid State Technology Association),在设计焊盘结构时应该使用。主要的文件是IPC-SM-782《表面贴装设计与焊盘结构标准》,它提供有关用于表面贴装元件的焊盘结构的信息。当J-STD-001《焊接电气与电子装配的要求》和IPC-A-610《电子装配的可接受性》用作焊接点工艺标准时,焊盘结构应该符合IPC-SM-782的意图。如果焊盘大大地偏离IPC-SM-782,那么将很困难达到符合J-STD-001和IPC-A-610的焊接点。
: N9 g+ @$ x9 o5 q  S, ~& F  

4 R# y6 Q( [& g. ~元件知识(即元件结构和机械尺寸)是对焊盘结构设计的基本的必要条件。IPC-SM-782广泛地使用两个元件文献:EIA-PDP-100《电子零件的注册与标准机械外形》和JEDEC 95出版物《固体与有关产品的注册和标准外形》。无可争辩,这些文件中最重要的是JEDEC 95出版物,因为它处理了最复杂的元件。它提供有关固体元件的所有登记和标准外形的机械图。
3 j4 {. q; l5 L/ B. |6 |  
" f* c+ T6 e* |
JEDEC出版物JESD30(也可从JEDEC的网站免费下载)基于封装的特征、材料、端子位置、封装类型、引脚形式和端子数量,定义了元件的缩写语。特征、材料、位置、形式和数量标识符是可选的。
; R$ e/ F1 R. u封装特征:一个单个或多个字母的前缀,确认诸如间距(pitch)和轮廓等特征。. J% C- D; e. N5 I0 V% l& t% f* d
封装材料:一个单字母前缀,确认主体封装材料。/ T3 `+ d' J5 {* [9 X: c8 b
端子位置:一个单字母前缀,确认相对于封装轮廓的端子位置。( v: {' I" [5 w  l! H
封装类型:一个双字母标记,指明封装的外形类型。- }, B% a+ N7 F4 [1 w: L
引脚新式:一个单字母后缀,确认引脚形式。
1 d* T5 d, D* g8 `端子数量:一个一位、两位或三位的数字后缀,指明端子数量。
; u) k; i  K% d% q9 q  

; f: }7 B- ^8 E6 l7 ?表面贴装有关封装特性标识符的一个简单列表包括:6 ^9 n0 u2 P5 s, s+ c2 A9 g
· E 扩大间距(>1.27 mm)
" R# X' W$ }+ Y: @  H& \6 C· F 密间距(<0.5 mm);限于QFP元件 ! P9 s9 Q" _# ~5 O
· S 收缩间距(<0.65 mm);除QFP以外的所有元件。 2 V- R7 O" f! C2 O$ d, [- `
· T 薄型(1.0 mm身体厚度)
: b; V% J% w* d8 f% `- ]9 d- k  表面贴装有关端子位置标识符的一个简单列表包括:! U0 j- I. {1 _+ o* g* W8 a
· Dual 引脚在一个正方形或矩形封装相反两侧。
; v' d  Z/ K9 L0 u. O: s· Quad 引脚在一个正方形或矩形封装的四侧。3 {* N' {/ ~$ J* k) d. I
  表面贴装有关封装类型标识符的一个简单列表包括:% K: e" t+ u$ f: [% @* X1 ~
· CC 芯片载体(chip carrier)封装结构
: |8 O7 N0 [% \! ]7 g· FP 平封(flat pack)封装结构 : c! u3 B3 ^# Z, V- t, ~
· GA 栅格阵列(grid array)封装结构
7 s" k' R8 k' _. O& C. Q0 o· SO 小外形(small outline)封装结构
  l3 u7 U# i3 L" P6 [2 x7 r  表面贴装有关引脚形式标识符的一个简单列表包括:
4 @( \" \6 v9 k" F4 d. v. L* ]· B 一种直柄或球形引脚结构;这是一种非顺应的引脚形式 5 @) B8 |7 O+ V
· F 一种平直的引脚结构;这是一种非顺应的引脚形式 3 q/ J5 V+ p0 j' h5 @4 _* G% X
· G 一种翅形引脚结构;这是一种顺应的引脚形式 : V* u" q5 r+ }4 l
· J 一种“J”形弯曲的引脚结构;这是一种顺应的引脚形式 3 k8 L* Z: |  a* V5 e8 p
· N 一种无引脚的结构;这是一种非顺应的引脚形式
" n# S! _5 V5 V" w# R· S 一种“S”形引脚结构;这是一种顺应的引脚形式
+ n7 F! b' ~# a1 K* S& {  
) ~" N  E0 Q1 y& y; {/ \3 z
例如,缩写词F-PQFP-G208,描述0.5 mm(F)塑料(P)方形(Q)平面封装(FP),翅形引脚(G),端子数量208。! O7 [3 H; [" j0 q; S
  
9 Y# ?* c( h/ S& o
" a( B& X2 r: q  b8 ~0 b0 e8 M' r
对元件和板表面特征(即焊盘结构、基准点等)的详细公差分析是必要的。IPC-SM-782解释了怎样进行这个分析。许多元件(特别是密间距元件)是严格公制单位设计的。不要为公制的元件设计英制的焊盘结构。累积的结构误差产生不配合,完全不能用于密间距元件。记住,0.65mm等于0.0256",0.5mm等于0.0197"。
4 `5 ], D$ O7 d. O& ], G0 m  

7 Z0 X+ `+ W, o6 o% F
; z/ \" l5 R, z' Y2 M- f- c* x9 Q- ?8 |在IPC-SM-782标准内,每个元件与相应的焊盘结构组织在四个页面中。结构如下:3 b2 ~$ e9 |2 H( }3 O
第一页包括有关元件的通用信息,包括可应用文件、基本结构、端子或引脚数量、标记、载体封装格式、工艺考虑、和焊接阻力。
- x& R( E$ w( k, _. b: u0 C第二页包括设计焊盘结构所必须的元件尺寸,对于其它元件信息,参考EIA-PDP-100和95 出版物。5 D+ K/ L) l3 J
第三页包括相应焊盘结构的细节与尺寸。为了产生最适合的焊接点条件,在这页上描述的焊盘结构是基于最大材料情况(MMC, maximum material condition)。使用最小材料情况(LMC, least material condition)时,尺寸可能影响焊接点的形成。6 p: k! c- t3 I5 k
第四页包括元件与焊盘结构的公差分析。它也提供对于焊接点的形成应该期望得到什么的详细内容。焊点强度受锡量的影响。在决定不使用基于MMC尺寸的焊盘结构之前,应该进行公差分析和焊接点评估。

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该用户从未签到

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发表于 2014-4-24 08:38 | 只看该作者
谢谢分享,现在学习还不晚吧。

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2#
发表于 2009-8-9 17:53 | 只看该作者
顶一下,多谢楼主分享!

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3#
发表于 2009-9-16 19:36 | 只看该作者
多谢楼主提供资料

该用户从未签到

4#
发表于 2009-10-14 19:29 | 只看该作者
谢谢楼主的分享

该用户从未签到

5#
发表于 2009-11-15 22:16 | 只看该作者
IPC-7351封装最新定义
  • TA的每日心情
    无聊
    2021-12-20 15:47
  • 签到天数: 15 天

    [LV.4]偶尔看看III

    6#
    发表于 2010-4-8 15:33 | 只看该作者
    谢谢分享
  • TA的每日心情
    开心
    2021-9-28 15:17
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    7#
    发表于 2011-3-15 15:24 | 只看该作者
    谢谢分享
    ! x) J# t' n/ `) B" ~5 N. u
  • TA的每日心情
    开心
    2021-3-23 15:56
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    8#
    发表于 2011-4-22 21:26 | 只看该作者
    頂 好專業阿
    头像被屏蔽

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    9#
    发表于 2011-4-27 17:47 | 只看该作者
    提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

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    10#
    发表于 2011-5-16 11:37 | 只看该作者
    顶,谢谢楼主。

    该用户从未签到

    11#
    发表于 2011-5-19 01:27 | 只看该作者
    多谢分享。不过,看起来好像是英文的翻译,有原文吗?

    该用户从未签到

    12#
    发表于 2011-8-17 13:57 | 只看该作者
    谢谢!很详细
    2 i: l* h2 p9 S

    该用户从未签到

    13#
    发表于 2011-12-17 18:52 | 只看该作者
    好文章,楼主可以共享下IPC-SM-782《表面贴装设计与焊盘结构标准》文件吗

    该用户从未签到

    14#
    发表于 2012-1-5 09:53 | 只看该作者
    lichunyu2006 发表于 2011-4-27 17:47 / v% n9 K# S% P( }- A
    请问下,插件的接地焊盘难上锡,有什么好的方法解决呀

    8 s! u/ e& e1 o" }: S8 _! R2 W1,使用花焊盘。2,如果板层过多,插件的接地或POWER层不超过4层。

    该用户从未签到

    15#
    发表于 2012-7-20 14:33 | 只看该作者
    謝謝分享6 d3 K; `$ u4 V) ?- S' s, C9 \

    , l3 J5 o3 J$ [2005年 IPC 另發行了 IPC-7351
    ' O, b4 y/ r5 M+ }0 Y/ A1 O( Z和 IPC-782 不知道是差異大不大
    % P4 N& p7 B% f! i. z; C. ]英文不好 不知道   g4 G8 Z/ Y5 F7 y# u
    各位大大有無 Land Pattern相關 中文的資料或是推薦書本可供參考' \/ N$ A- u# j/ g7 m" O; q9 Z
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