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PCB的封装是器件物料在PCB中的映射,封装是否处理规范牵涉到器件的贴片装配,我们需要正确的处理封装数据,满足实际生产的需求,有的工程师做的封装无法满足手工贴片,有的无法满足机器贴片,也有的封装未创建一脚标示,手工贴片的时候无法识别正反,造成PCB板短路的现象时有发生,这个时候需要我们设计师对我们自己创建的封装进行一定的约束。 封装、焊盘设计统一采用公制单位,对于特殊器件,资料上没有采用公制标注的,为了避免英公制的转换误差,可以按照英制单位。精度要求:采用mil为单位时,精确度为2;采用mm为单位时,精确度为4。 SMD贴片焊盘图形及尺寸 1、无引脚延伸型SMD贴片封装 如图3-39所示,列出了常见的SMD贴片封装尺寸数据,给出如下数据定义说明: A—器件的实体长度 X—PCB封装焊盘宽度 H—器件管脚的可焊接高度 Y—PCB封装焊盘长度 T—器件管脚的可焊接长度 S—两焊盘之间的间距 W—器件管脚宽度 注:A, T, W 均取数据手册推荐的平均值 图3-39 无引脚延伸型SMD贴片封装 定义: T1为T尺寸的外侧补偿常数,取值范围:0.3~1mm T2为T尺寸的内侧补偿常数,取值范围:0.1~0.6mm W1为W尺寸的侧边补偿常数,取值范围:0~0.2mm 通过实践经验并结合数据规格书参数得出以下经验公式: X = T1 + T + T2 Y = W1 + W + W1 S = A + T1 + T1 – X 实例演示: 图3-40 无引脚延伸型SMD贴片封装实例数据 如图3-40所示,根据图上数据及结合经验公式可以得到如下实际封装的创建数据: X = 0.6mm(T1)+0.4mm(T)+0.3mm(T2) = 1.3mm Y = 0.2mm(W1)+1.2mm(W)+0.2mm(W1) = 1.4mm S = 2.0mm(A)+0.6mm(T1)+0.6mm(T1)-1.3mm(X) = 1.9mm 2、翼形引脚型SMD贴片封装 如图3-41所示,列出了翼形引脚型SMD封装尺寸数据,给出如下数据定义说明: A—器件的实体长度 X—PCB封装焊盘宽度 T—零器件管脚的可焊接长度 Y—PCB封装焊盘长度 W—器件管脚宽度 S—两焊盘之间的间距 图3-41 翼形引脚型SMD封装 定义: T1为T尺寸的外侧补偿常数,取值范围:0.3~1mm T2为T尺寸的内侧补偿常数,取值范围:0.3~1mm W1为W尺寸的侧边补偿常数,取值范围:0~0.2mm 通过实践经验并结合数据规格书参数得出以下经验公式: X = T1 + T + T2 Y = W1 + W + W1 S = A + T1 + T1 – X 3、平卧型SMD贴片封装 如图3-42所示,列出了平卧型SMD封装封装尺寸数据,给出如下数据定义说明: A—器件管脚可焊接长度 X—PCB封装焊盘宽度 C—器件管脚脚间隙 Y—PCB封装焊盘长度 W—器件管脚宽度 S—两焊盘之间的间距 注:A, C, W 均取数据手册推荐的平均值 图3-42 平卧型SMD封装 【凡亿教育零基础入门到精通PCB精品视频课程(字幕版)】 含软件基础(Altium/Allegro/PADS),2层STM32实战课(1套) 4层板PCB设计提高实战课(1套)总共有100+小时,300多集课程 每日前200名免费领取。需要的朋友可以点此链接领取,备注:PCB入门课 (空间有限,仅展示部分) 附赠资料:项目所有的规格书、原理图、PCB库、及完成的参考PCB文件 定义: A1为A尺寸的外侧补偿常数,取值范围:0.3~1mm A2为A尺寸的内侧补偿常数,取值范围:0.2~0.5mm W1为W尺寸的侧边补偿常数,取值范围:0~0.5mm 通过实践经验并结合数据规格书参数得出以下经验公式: X=A1 + A + A2 Y = W1 + W + W1 S = A + A + C + T1 + T1 – X 4、J形引脚SMD封装 如图3-43所示,列出了J形引脚SMD贴片封装尺寸数据,给出如下数据定义说明: A—器件的实体长度 X—PCB封装焊盘宽度 D—器件管脚中心间距 Y—PCB封装焊盘长度 W—器件管脚宽度 S—两焊盘之间的间距 注:A, D, W 均取数据手册推荐的平均值 图3-43 J形引脚SMD封装 定义: T为器件管脚的脚可焊接长度 T1为T尺寸的外侧补偿常数,取值范围:0.2~0.6mm T2为T尺寸的内侧补偿常数,取值范围:0.2~0.6mm W1为W尺寸的侧边补偿常数,取值范围:0~0.2mm 通过实践经验并结合数据规格书参数得出以下经验公式: T = (A – D)/ 2 X = T1 + T + T2 Y = W1 + W + W1 S = A + T1 + T1 – X 5、圆柱式引脚SMD封装 如图3-44所示,列出了圆柱式引脚SMD封装封装尺寸数据,其公式可以参考我们列出的第一条,无引脚延伸型SMD贴片封装的经验公式。 图3-44 圆柱式引脚SMD贴片封装 6、BGA类型封装 如图3-45,列出了常见BGA类型的封装,此类封装我们可以根据BGA的Pitch间距来进行常数的添加补偿,如表3-7所示。 图3-45 常见BGA封装模型 表3-7常见BGA焊盘补偿常数推荐 插件封装类型焊盘图形及尺寸 除了贴片封装外剩下就是我们的插件类型封装,常见在一些接插件,对接座子等器件上面,对于它的焊盘及孔径,我们对其大概定义了一些经验公式; 焊盘尺寸计算规则 (1)圆形 Pin 脚,使用圆形钻孔 Lead Pin Physical Pin D’ = 管脚直径D + 0.2 mm(D < 1 mm) = 管脚直径D + 0.3 mm(D ≥ 1 mm) (2)矩形或正方形 Pin 脚,使用圆形钻孔 D’ = + 0.1 mm (3)矩形或正方形 Pin 脚,使用矩形钻孔 W’ =W + 0.5 mm H’=H + 0.5 mm (4)矩形或正方形 Pin 脚,使用椭圆形钻孔 W’ =W + H + 0.5 mm H’=H + 0.5 mm (5)椭圆形 Pin 脚,使用圆形钻孔 D’ = W + 0.5 mm (6)椭圆形 Pin 脚,使用椭圆形钻孔 W’ =W + 0.5 mm H’=H + 0.5 mm 沉板器件的特殊设计要求 1) 开孔尺寸 器件四周开孔尺寸应保证比器件最大尺寸单边大0.2mm(8mil),这样可以保证器件装配的时候能正常放进去。有的设计者按照数据手册做了封装,但是实际中做出板子来放不下,往往就是因为这个原因。 2) 丝印标注 为了在板上能清楚地看到该器件所处位置,它的丝印在原有基础上外扩0.25mm,保证丝印在板上,丝印须避让焊盘的SOLDERMASK,根据具体情况向外让或切断丝印。 如图3-46所示,在此列出了一个沉板的RJ45接口进行示例: 图3-46 RJ45沉板式封装 3.4.4 阻焊层设计 阻焊层就是Solder Mask,是指印刷电路板子上要上绿油的部分。实际上这阻焊层使用的是负片输出,所以在阻焊层的形状映射到板子上以后,并不是上了绿油阻焊,反而是露出了铜皮。阻焊层主要目的是防止波峰焊焊接时桥连现象的产生。 一般常规设计的时候我们采取单边开窗2.5mil的方式即可,如图3-47所示,如果有特殊要求的,需要在封装里面设计或者利用软件的规则进行约束。 图3-47 阻抗开窗单边2.5mil 丝印设计 1、元件丝印,一般默认字符线宽0.2032mm(8mil), 建议不小于0.127mm(5mil)。 2、焊盘在器件体之内时,轮廓丝印应与器件体轮廓等大,或者丝印比器件体轮廓外扩0.1至0.5 mm;以保证丝印与焊盘之间保持6mil以上的间隙。焊盘在器件体之外时,轮廓丝印与焊盘之间保持6mil及以上的间隙, 如图3-48所示。 图3-48丝印与焊盘之间的间隙 3、引脚在器件体的边缘上时,轮廓丝印应比器件体大0.1至0.5mm,丝印为断续线,丝印与焊盘之间保持6mil以上的间隙。丝印不要上焊盘,以免引起焊接不良,如图3-49所示。 图3-49 丝印为断续线的标示方法 3.4.6 器件1脚、极性及安装方向的设计 器件一脚标示可以标示器件的方向,防止在装配的时候出线芯片、二极管、极性电容等装反的现象,有效的提高了生产效率和良品率。 1、1脚、极性、安装方向用以下五种标识,放置时注意丝印与焊盘之间任然需要保持6mil以上的间隙,如表3-8: 文字描述 图形描述 1)圆圈“o” 2)正极“+”号 3)片式元件、IC等器件的安装标识端用0.6~0.8mm的45度斜角表示 4)BGA的A、1(2号字) 5)IC类器件引脚超过64,应标注引脚分组标识符号。分组标识用线段表示,逢5、逢10分别用长为0.6mm、1mm表示 6)接插件等类型的器件一般用文字“1”..“N”标示第“1”、“2”和第“N-1”、“N”脚。 表3-8 器件1脚、极性及安装方向的设计 常用元器件丝印图形式样 为了方便设计师设计标准的封装,在此列出了一些常见的标准规范封装的式样,可供参考,如表3-9。 元器件类型 常见图形式样 备 注 电 阻 无 电 容 1)无极性 2)中间丝印未链接 胆电容 1)要标出正极极性符号。 2)有双线一边为正极。 二极管 1)要标出正极极性符号。 三极管/MOS管 无 SOP 1)一脚标示清晰 2)管脚序号正确 BGA 1)用字母“A”及数字“1”标示器件一脚及方向 插装电阻 水平安装 立式安装 1)注意安装空间 插装电容 极性电容 非极性电容 1)注意极性方向标示 表3-9 常用元器件丝印图形式样 |
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