PCB打样layout设计元件封装介绍

time : 2020-04-13 09:28       浣滆咃細鍑′嚎pcb

大多数硬件工程师在从一开始接触PCB layout工具,PADS, Allgero, Protel等工具时,就不免要接触到元器件的封装制作。无论是贴片元件,QFP,QFN,BGA,PGA,SOT23,TO263,MOIC等芯片,还是0402,0603,0805等被动元件,都要接触到封装。有些是从标准库里拿,有些是自己制作。如果你看过许多别人的layout设计,你会发现同样的元件有许多细微的差别。而这些差别也或多或少的影响着贴片的质量和目检的效果,更直接影响电子产品的使用寿命。
今天要讨论的话题也就是“元件的封装”。对于标准封装的制作流程在这里不在做过多描述。这里只是针对经常发生的问题加以讨论,同时会有益于广大工程师朋友,从而提高SMT贴片的品质。
layout设计
1, 丝印。丝印也许看起来并不重要,没有实际的电器特性,但是它包含许多的信息。对于不同大小的两脚或三脚器件,丝印可以确保贴片位置的端正。如果对于二极管,或钽电容,ESD等极性器件,它是目检的唯一参考。对于芯片元件,通过丝印可以确认一脚的位置。并且对于BGA或QFN的元件,丝印可以目检出贴片位置是否端正。对于判断系统失效很有帮助。除此以外,丝印还能体现很多有价值的信息,比如公司,板号,硬件设置,电压,版本等信息。所以,完备的丝印信息对于贴片质量的影响是很大的。
2, 焊盘,焊盘大小一直对于工程师朋友们是个很纠结的问题,如果焊盘制作地太大,导致走线难度增大。如果太小,导致接触不良。一般对于复杂的芯片都会有相关的layout指导。这是layout参考的第一选择。一般来讲,对于BGA或其他芯片焊盘大小是球直径的80%。
3, 散热焊盘,对于功率器件,散热是越来越重要的问题了,无论是高集程小型移动产品,还是大型通讯设备。功率期间的散热一直是硬件设计中的设计中心。从layout的角度,往往在功率器件的下方的top和bottom层都各有一个散热焊盘,并且往往上边规则排列着一些过孔连接着他们。散热路径是芯片->芯片封装->top层散热焊盘->过孔->bottom层散热焊盘->空气。
4, 接插件,连接器。对于经常需要插拔操作的元件,比如耳机接口,板边按键,HDMI接口等。经常会遇到插拔几次后元件就脱落了,这样会直接影响到用户的体验。这是因为定位焊盘太小,或者定位焊盘脱落,导致元件的脱落。我们建议在工程师朋友,可以手动的加大定位焊盘,直接修改solder mask层和paste mask层即可。有必要可以直接在焊盘上增加通孔,增加焊盘的受力。
5, Solder Mask和Paste Mask层,对于元件封装,这两个层是会经常打交道的。Solder mask控制PCB绿油开窗,而Paste Mask主要负责钢网的开窗。在一些复杂的设计中经常会遇到手动的修改这两层。往往好的使用会起到事半功倍的效果。
6, 此外,我们经常看到同样是0402或者0603的器件,由于封装制作的不同,有些封装做得没有余量,导致贴片时锡膏不够饱满。在跌落测试或者用户使用过程中,元件很容易脱落,直接影响产品质量。所以在条件允许的情况下,尽可能作多一些余量。