PCB元件封装设计规范

PCB元件设计规范1．目的：规范PCB元件封装的工艺设计及元件设计的相关参数，使得PCB元件封装设计能够满足产品的可制造性。2．引用/参考标准或资料IPC-SM-782A（元件封装设计标准）SMT工艺与可制造性设计（清华大学基础工业训练中心）ACT-OP-RD-003PCBA设计管理规范（非电源类）贴装元器件的焊盘设计标准尺寸元器件的焊盘图形可以直接从CAD软件的元件库中调用，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器件的要求进行设计。一、矩形片式元器件焊盘设计1．Chip元件焊盘设计应掌握以下关键（1）对稳性----两端焊盘必须对称，才能保证熔融焊锡表面张力平衡。（2）焊盘间距----确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸。（3）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。（4）焊盘宽度----应与元件端头或引脚的宽度基本一致。2.矩形片式元器件焊盘设(1)08051206矩形片式元器件焊盘尺寸设计原则(2)12060805060304020201焊盘设计英制公制A(Mil)B(Mil)G(Mil)182545642507012018124532120701201210322510070801206(3216)6070700805(2012)5060300603(1608)2530250402(1005)2025200201(0603)121012（3）钽电容焊盘设计代码英制公制A(Mil)B(Mil)G(Mil)A12063216506040B14113528906050C231260329090120D28177243100100160(4)电感分类:CHIP、精密线绕、模压元件尺寸和焊盘尺寸焊盘宽度：A=Wmax-K电阻器焊盘的长度：B=Hmax+Tmax+K电容器焊盘的长度：B=Hmax+Tmax-K焊盘间距：G=Lmax-2Tmax-K公式中：L---元件长度，mm；W---元件宽度，mm；T---元件焊端宽度，mm；H---元件高度，mm；（对塑封钽电容器是指焊端高度）K---常数，一般取0.25mm.二、半导体分立器件焊盘设计1.分类MELF片式：J和L行引脚SOT系列：SOT23、SOT89、SOT143TOX系列：TO2522.MELF设计（1）定义：金属面电极无引线器，二极管、电阻、电容（陶瓷、钽）都采用此封装。二极管黑线表示元件负极。（2）焊盘设计Z=L+1.3元件的公称长度RLPNO.COMPONENTZ(mm)G(mm)X(mm)Y(mm)C(mm)ABPlacementGrid200ASOD-80/MLL-344.802.001.801.403.400.500.506x12201ASOD-87/MLL-416.303.402.601.454.850.500.506x14202A2012[0805]3.200.601.601.301.900.500.354x8203A3216[1206]4.401.202.001.602.800.500.556x10204A3516[1406]4.802.001.801.403.400.500.556x12205A5923[2309]7.204.202.601.505.700.500.656x183.片式元件焊设计(1)定义：小外形二极管(2)分类：GULLWINDSOD123SOD323J-LeadDO214（AA/AB/AC）/SMBa)GULLWINDSOD123SOD323焊盘设计Z=L+1.3元件的公称长度SOD123Z=5X=0.8Y=1.6SOD323Z=3.95X=0.6Y=1.4b)J-LeadDO214（AA/AB/AC）/SMBZ=L+1.4元件的公称长度X=1.2W1系列号ZXYDO214AA6.82.42.4DO214AB9.33.62.4DO214AC6.51.742.44.SOT系列设计（1）定义：小外形晶体管（2）分类：SOT23/SOT323/SOT523SOT89/SOT223SOT143/SOT25/SOT153/SOT353SOT-252(3)单个引脚焊盘长度设计原则对于小外形晶体管，应保持焊盘间中心距等于引线间中心距的基础上，再将每个焊盘四周的尺寸向外延申至少0.35mm(4)SOT-23a)外形和结构b)分类：SOT23、SOT323、SOT523c)用途：即可用作三极管，也可用作二极管。d)焊盘设计（SOT23）Z=3.60G=0.80X=1.00Y=1.40C=2.20E=0.95(单位：mm)(5)SOT-89a)尺寸SOT-89b)焊盘设计（6）SOT-143a)尺寸SOT-143b)焊盘设计(7)SOT223元件尺寸SOT223焊盘设计（8）TO252a)外形图b)分类：TO252(TS-003)TO268(TS-005)TO368c)焊盘设计三、翼形小外形IC和小外形封装（SOP）1．分类：SOIC、SSOIC、SOP、CFP2.设计总则一般情况下设计原则：（1）焊盘中心距等于引脚中心距（2）单个引脚焊盘设计的一般原则：Y=T+b1+b2b1=b2=0.3mm~0.5mm;(1.5mm~2.2mm)。器件引脚间距：1.270.800.650.6350.500.400.30焊盘宽度：0.65/0.60.500.400.400.300.250.17焊盘长度：2.202.001.602.201.601.601.603．SOIC(1)元件a)SmalOutlineIntegratedCircuitsb)外形图：塑料封装、金属引脚。c)间距：P=1.27mm(50mil)d)PIN数量、及分布（长边均匀分布）封装体尺寸A：3.9、7.5、8.9（mm）PIN:8、14、16、20、24、28、32、36e)表示方法：SO16/SO16W、SO20W、SO24W/S024X共15种，8-16有两种，24-36两种。(2)焊盘设计a)设计考滤的关键几何尺寸元件封装体尺寸A引脚数间距Eb)焊盘外框尺寸Z封装ZASOP8/14/167.43.9SO8W-SO36W11.47.5SO24X-36X138.9c)焊盘长X宽（YxX）=0.6X2.2(mm)d)没有公英制累积误差e)贴片范围：引脚边加0.3-0.5(mm)无引脚边1（mm）.4.SSOIC焊盘设（1）.元件a)定义:ShrinkSmalOutlineIntegratedCircuitsb)外形图：塑料封装、金属引脚。c)间距：P=0.8/0.635d)PIN数量、及分布（长边均匀分布）封装体尺寸A：12、7.5(mm)PIN：48、56、64（共3种）e)表示方法：SSO48、SSO56、SO64f)设计考虑的关键几何尺寸：引脚数(2)焊盘设计a)焊盘尺寸：（mm）封装ZXYPICHDSSO4811.60.352.20.63514.61SSO5611.60.352.20.63517.15SSO6415.40.52.00.824.8b)0.8mm存在公英制累积误差，控制D值转换误差c)贴片范围：引脚边加0.3mm，无引脚边0.8(mm).5.SOP焊盘设计(1)元件a)定义：SmalOutlinePackagesb）间距：P=1.27（50mil）c）PIN数量、及分布：在长边上均匀分布。在SOIC基础上增加了PIN的品种6、10、12、18、22、30、40、42.d)表示方法：SOP10(2)焊盘设计a)设计考虑的关键几何尺寸：引脚数，不同引脚数对应不同的封装体宽度。b)焊盘外框尺寸SOP8-1416/18/2022/2428/3032/3640/42Z7.49.411.213.21517c)焊盘长X宽（YxX）=0.6X2.2d)没有公英制累积误差。e)贴片范围：每边加0.3-0.9（mm）(3)与SOIC焊盘设计的区别：a)所有焊盘长X宽是一样的。间距一样。SOP引脚数量多。b)SOP8-14与SO8-14焊盘一样。c)SOP16与SO16的焊盘Z不一样。SO16与SO14的Z一样，D不一样。d)SOP16以上PIN的焊盘Z都不一样。这是由于封装体的尺寸不一样。e)SOIC有宽窄之分。SOP无宽窄之分。f)SOP元件厚（1.5-4.0）而SOIC薄（1.35-2.34）。6.TSOP焊盘设计(1)元件a)定义：ThinSmalOutlinePackagesb)外形图：元件高度H=1.27mmc)间距：P=0.65/0.5/0.4/0.3（FinePitch）d)PIN数量、及分布（短边均匀）短端尺寸A有6、8、10、12，等4个系列长端尺寸L有14、16、18、20等4个系列16种PIN，16-76，长端尺寸L的增加，PIN增加短端尺寸不变，PIN增加时，间距减小。e)表示方法：TSOPAXLPIN数；如TSOP8X2052(2)焊盘设计a)设计考虑的关键几何尺寸元件引脚长度尺寸L引脚数、间距E引脚接触长度X宽度：TXWb)焊盘外框尺寸Z=L+0.8（mm）L元件长度方向公称尺寸c）焊盘长X宽（YxX）0.65焊盘长X宽（YxX）=1.6X0.40.5焊盘长X宽（YxX）=1.6X0.30.4焊盘长X宽（YxX）=1.6X0.250.3焊盘长X宽（YxX）=1.6X0.17e)TSOP0.5/0.4/0.3焊盘设计(长X宽X间距)与QFP/SQFP一样。(3)验证焊盘内框尺寸：a)G一定小于S的最小值0.3-0.6，一般每边余0.5（mm）。b)有公英制累积误差，控制D值转换误差。c)贴片范围：无引脚边每边加(0.5mm),有引脚边每边加1（mm）。7.CFP焊盘设计(1)元件a)定义：CeramicFlatPackb)外形图：陶瓷封装，合金引脚需要成形L，特殊用途。c)间距：P=1.27（mm）d)PIN数量、及分布（均匀），PIN从10-50。e)表示方法：MO-系列号PINMO-01820(2)焊盘设计a)设计考虑的关键几何尺寸系列号、元件封装体尺寸BxA、引脚数b)焊盘外框尺寸c)焊盘长X宽（YxX）=2.2X0.65d)验证焊盘内框尺寸：G一定小于S的最小值0.3-0.6（mm）。e)没有公英制累积误差f)贴片范围：元件两边加0.3-0.5（mm）。四、欧翼形引脚四边扁平封装器件（QFP）1．分类：PQFP；SQFP/QFP（TQFP）（方形、矩形）；CQFP;2.设计总则（1）焊盘中心距等于引脚中心距;（2）单个引脚焊盘设计的一般原则Y=T+b1+b2b1=b2=0.3mm~0.5mm;(1.5mm~2mm)器件引脚间距：1.270.80.650.6350.50.40.3焊盘宽度：0.650.50.40.350.30.250.17焊盘长度：2.41.81.81.81.61.61.6封装：CQFPQFPPQFPSQFP3.PQFP元件焊盘设计(1)元件a)定义：PlasticQuadFlatPack,塑料方形扁平封装(英制)。b)外形图及结构，间距：P=0.635(25mil)c)PIN数量、及分布（四边均匀分布）84、100、132、164、196、244.d)表示方法：PQFP84(2)焊盘设计a)设计考虑的关键几何尺寸引脚数、引脚外尺寸长X宽：L引脚接触长度X宽度：TXW、间距E、元件封装体尺寸BXA。b)焊盘外框尺寸：Z=L+0.8mm,L元件长（宽）方向公称尺寸。c)焊盘长X宽（YxX）=1.8X0.35d)验证焊盘内框尺寸：G一定小于S的最小值，每边0.3-0.6（mm）,一般（0.4mm）。e)没有公英制累积误差。f)贴片范围：每边加0.3-0.9（mm）。4.SQFP/QFP元件焊盘设计(1)元件a)定义：塑料方形扁平封装（公制）QFP：MetricPlasticQuadFlatPackP=0.8/0.65SQFP:ShrinkQuadFlatPackP=0.5/0.4/0.3(FinePitc