IPC-焊盘图形完善化-IPC-7351系列标准

IPC焊盘图形完善化－IPC-7351系列标准[再转]IPC焊盘图形完善化－IPC-7351系列标准2006-8-169:19:42源自:ＩＰＣ作者:追溯过去自从1987年以来，每当工业需要有关焊盘图形尺寸和容差方面的信息时，总是依照表面贴装设计和焊盘图形标准IPC-SM-782。1993年曾对该标准的修订版A进行了一次彻底修正，接着1996年对新的片式元件进行了修正，到1999年又对引脚间距小于1.0mm的BGA元件进行了修正，该文件向用户提供了表面贴装焊盘的合适尺寸、形状和容差，以保证这些焊点的焊缝满足要求，同时可供检验与测试。该文件还努力紧跟新元件系列的不断推出和元件密度向更高方向发展的趋势，IPC确认其范例交换是有序的。走入未来2005年2月，IPC发布了期待已久的IPC-SM-782A的替代标准IPC-7351——表面贴装设计和焊盘图形标准通用要求。IPC-7351不只是一个强调新的元件系列更新的焊盘图形的标准，如方型扁平无引线封装QFN(QuadFlatNo-Lead)和小外型无引线封装SON(SmallOutlineNo-Lead)；还是一个反映焊盘图形方面的研发、分类和定义——这些建立新的工业CAD数据库的关键元素——的全新变化的标准。您想要它多小?IPC-7351的基本概念紧紧围绕着三个焊盘图形几何形状的变化，所设计的这三个新的具体应用的焊盘图形几何形状的变化，支持各种复杂度等级的产品；而IPC-SM-782只是一个对已有元件提供单个焊盘图形的推荐技术标准。IPC-7351认为要满足元件密度、高冲击环境和对返修的需求等变量的要求，只有一个焊盘图形推荐技术标准是不够的；因此，IPC-7351为每一个元件提供了如下的三个焊盘图形几何形状的概念，用户可以从中进行选择：密度等级A：最大焊盘伸出——适用于高元件密度应用中，典型的像便携/手持式或暴露在高冲击或震动环境中的产品。焊接结构是最坚固的，并且在需要的情况下很容易进行返修。密度等级B：中等焊盘伸出——适用于中等元件密度的产品，提供坚固的焊接结构。密度等级C：最小焊盘伸出——适用于焊盘图形具有最小的焊接结构要求的微型器件，可实现最高的元件组装密度。如表1所示，给出了每一焊点的焊缝脚趾、脚跟和侧面的目标值，以及贴装区余量目标值，这些数值是三个焊盘图形几何形状变化的基值.智能焊盘图形命名规则IPC-SM-782为每个标准元件提供一个注册焊盘图形（RLP）。命名基本上为一个三位数数字，这样一系列的RLP数字便可分配到已有的元件系列中，但这一规则不具有向工程师或制造者传送任何有关零件本身信息的智能信息；实际上，已有的元件系列中，如薄型小尺寸封装TSOP(ThinSmallOutlinePackage)，元件的激增在某些程度上几乎可使分配到这个系列的一系列RLP数字用尽。代替RLP规则，IPC-7351提供智能焊盘图形命名规则，该规则不仅有助于电子工程图解符号的标准化，而且有助于工程、设计和制造之间的元件信息交流。例如，0.80mm间距的方型小尺寸封装QFP（QuadFlatPackage）的通用命名规则将是：QFP80P引线跨距L1标称值X引线跨距L2标称值—针引脚数量其中，X（大写字母X）用来替代单词“乘”，把两个数字分开，如高X宽，“—”（一字线）用来分开针引脚数量，后缀字母“L”、“M”和“N”表示焊盘伸出为最小、最大或中等的几何形状变化。因此，焊盘图形命名QFP80P1720X2320-80N将传送下列信息：元件系列代号为QFP元件针引脚间距为0.80mm元件引线跨距标称值X=17.20mm为“1720”元件引线跨距标称值Y=23.20mm为“2320”总的元件针引脚数量为80针中等的（正常的）焊盘图形几何形状通过在焊盘图形命名规则中提供智能信息，IPC-7351为增强焊盘图形在CAD数据库中的查寻能力创造了条件，允许用户以多重属性查寻一个具体的部件。贴装区IPC-7351为焊盘图形区域提供了扩展范围，它计算出元件边界极限和焊盘图形边界极限的最小电气和机械容差。这一范围有助于基板设计师确定元件和焊盘图形组合所占据的最小面积。图1描述了焊盘图形贴装区应考虑的因素。设计指南和组装中应考虑的问题IPC-7351为基准标记（图2）以及元件下和焊盘中的通路设计提供了新的设计指南。该标准也通过涉及激光切割模板的发展和焊料性能以及焊接工艺，如激光和传导再流焊接工艺，论述了组装中应考虑的问题。零元件旋转零元件旋转是IPC-7351的一个新的特性，零元件旋转设计允许CAD焊盘图形以同样的旋转被建立，以便于组装设备自动化。IPC-7351中所说的旋转将根据一个已有的PCB设计，按照标准CAD元件数据库来定义。单个的焊盘图形可使用于由不同供应商所提供的同一元件上，每个元件供应商在它们的卷轴上会有不同的取向，或元件会用托盘的形式来提供。所以，IPC-7351零元件旋转设计有助于防止这些情形发生，当一个部件的零旋转是依据元件被传送到组装设备的方式时，PCB设计者无法引用单个的焊盘图形。图3为小外形晶体管SOT(SmallOutlineTransistor)封装中的IPC-7351零元件旋转图例。IPC-7351焊盘图形阅读器焊盘图形阅读器是IPC-7351的一个关键组成部分。它是一个包含标准的共享软件，利用这一共享软件的CD光盘，用户可以以表格的形式查看标准系列的元件和焊盘图形的尺寸数据，以及通过图解说明一个元件是怎样被贴装到基板焊盘图形上的。这一共享阅读器自称有许多的改进，超过了先前的在线IPC-SM-782计算器。例如，IPC-SM-782计算器仅含有已有元件系列的静态元件和焊盘图形图像。而IPC-7351焊盘图形阅读器为每一个焊盘图形几何形状提供一个具体的元件和焊盘图形图解，它是通过采用该部件的尺寸和容差而建立的。焊盘图形阅读器也提供增强的查询能力，借助于IPC-7351焊盘图形命名规则，可在众多的元件数据库中搜索。用户可通过查询这些属性如针引脚间距、针引脚数量、焊盘名称或引线跨距等，只要标出几项即可查阅相关元件和焊盘图形的数据。图4/5为IPC-7351焊盘图形阅读器将怎样显示一个已有元件以及焊盘图形尺寸数据的图例。IPC焊盘图形阅读器依赖于元件和焊盘图形尺寸数据库文件，该数据库文件叫做.p文件。随着新元件系列不断被标准化和IPC批准，将制作新的.p数据库文件，供IPC-7351焊盘图形阅读器的用户免费下载。这一共享软件也需要一些附加软件的支持，这些附加软件可用来完成新焊盘图形的计算，以及存储新元件和焊盘图形数据的新部件数据库的创建。更新的.p数据库文件、新版的IPC-7351焊盘图形阅读器、补充的计算器和数据库生成器信息均可从IPC网站获得。关于IPC-7351的其它信息正如它的前身，IPC-7351依赖于久经考验的数学算法，综合考虑了制造、组装和元件容差，从而精确计算焊盘图形。该标准以IPC-SM-782研发概念为基础进一步提高，对每一个元件都建立了三个焊盘图形几何形状，对每一系列元件都提供了清晰的焊点技术目标描述，以及提供给用户一个智能命名规则，有助于用户查询焊盘图形。