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PCB打样layout设计元件封(feng)装介绍

time : 2020-04-13 09:28       作者:凡亿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(de)(de)话题(ti)也就(jiu)是“元件的(de)(de)封装”。对于标准封装的(de)(de)制作流程在这里不在做过多描述。这里只是针对经(jing)常(chang)发生的(de)(de)问(wen)题(ti)加以讨论,同时会有益于广大工程师(shi)朋友(you),从而提高(gao)SMT贴片的(de)(de)品质。
layout设计
1, 丝(si)(si)印(yin)。丝(si)(si)印(yin)也许看起来并不(bu)重要(yao),没有(you)实际的(de)电(dian)器特性,但(dan)是(shi)它包含许多(duo)的(de)信息(xi)。对(dui)(dui)(dui)于不(bu)同大小的(de)两脚或三脚器件(jian)(jian),丝(si)(si)印(yin)可以(yi)(yi)确保(bao)贴(tie)片位置(zhi)的(de)端正。如果对(dui)(dui)(dui)于二极管,或钽电(dian)容,ESD等极性器件(jian)(jian),它是(shi)目检的(de)唯一参(can)考。对(dui)(dui)(dui)于芯片元件(jian)(jian),通过丝(si)(si)印(yin)可以(yi)(yi)确认一脚的(de)位置(zhi)。并且对(dui)(dui)(dui)于BGA或QFN的(de)元件(jian)(jian),丝(si)(si)印(yin)可以(yi)(yi)目检出贴(tie)片位置(zhi)是(shi)否(fou)端正。对(dui)(dui)(dui)于判断系(xi)统(tong)失效很(hen)有(you)帮(bang)助。除此以(yi)(yi)外,丝(si)(si)印(yin)还能体现很(hen)多(duo)有(you)价值(zhi)的(de)信息(xi),比如公司,板号,硬件(jian)(jian)设置(zhi),电(dian)压,版本等信息(xi)。所以(yi)(yi),完备(bei)的(de)丝(si)(si)印(yin)信息(xi)对(dui)(dui)(dui)于贴(tie)片质(zhi)量的(de)影响是(shi)很(hen)大的(de)。
2, 焊(han)盘,焊(han)盘大(da)小一(yi)直对(dui)于(yu)工程(cheng)师(shi)朋友们是个很纠结的(de)(de)问题,如果(guo)焊(han)盘制作地(di)太(tai)大(da),导(dao)(dao)致(zhi)走线难(nan)度增大(da)。如果(guo)太(tai)小,导(dao)(dao)致(zhi)接触(chu)不良。一(yi)般对(dui)于(yu)复杂(za)的(de)(de)芯片都会有相关(guan)的(de)(de)layout指导(dao)(dao)。这是layout参考的(de)(de)第一(yi)选择。一(yi)般来讲,对(dui)于(yu)BGA或其他芯片焊(han)盘大(da)小是球直径的(de)(de)80%。
3, 散(san)(san)(san)热(re)(re)焊盘,对于功率器(qi)件(jian),散(san)(san)(san)热(re)(re)是(shi)越来(lai)越重(zhong)要的(de)问题(ti)了(le),无论是(shi)高集程小型(xing)(xing)移(yi)动产品,还是(shi)大(da)型(xing)(xing)通讯设(she)备。功率期间(jian)的(de)散(san)(san)(san)热(re)(re)一直是(shi)硬(ying)件(jian)设(she)计中(zhong)的(de)设(she)计中(zhong)心(xin)。从layout的(de)角度,往(wang)往(wang)在功率器(qi)件(jian)的(de)下方的(de)top和bottom层(ceng)(ceng)都各有一个散(san)(san)(san)热(re)(re)焊盘,并且往(wang)往(wang)上边规则排(pai)列着(zhe)(zhe)一些过孔连接着(zhe)(zhe)他(ta)们。散(san)(san)(san)热(re)(re)路径是(shi)芯片(pian)->芯片(pian)封装->top层(ceng)(ceng)散(san)(san)(san)热(re)(re)焊盘->过孔->bottom层(ceng)(ceng)散(san)(san)(san)热(re)(re)焊盘->空气。
4, 接(jie)(jie)(jie)插件(jian),连接(jie)(jie)(jie)器(qi)。对于经常需要插拔(ba)操(cao)作的(de)(de)元件(jian),比如(ru)耳机接(jie)(jie)(jie)口,板边按键(jian),HDMI接(jie)(jie)(jie)口等。经常会遇(yu)到插拔(ba)几次后元件(jian)就脱(tuo)落(luo)了,这(zhei)样会直(zhi)接(jie)(jie)(jie)影响到用户的(de)(de)体验。这(zhei)是因为(wei)定(ding)位(wei)焊盘(pan)(pan)太小,或者(zhe)定(ding)位(wei)焊盘(pan)(pan)脱(tuo)落(luo),导致元件(jian)的(de)(de)脱(tuo)落(luo)。我(wo)们(men)建议(yi)在工程(cheng)师朋友(you),可(ke)以手动的(de)(de)加(jia)大定(ding)位(wei)焊盘(pan)(pan),直(zhi)接(jie)(jie)(jie)修(xiu)改solder mask层(ceng)(ceng)和paste mask层(ceng)(ceng)即可(ke)。有必要可(ke)以直(zhi)接(jie)(jie)(jie)在焊盘(pan)(pan)上增(zeng)加(jia)通孔,增(zeng)加(jia)焊盘(pan)(pan)的(de)(de)受力。
5, Solder Mask和Paste Mask层(ceng),对于(yu)元件封装(zhuang),这(zhei)两个层(ceng)是(shi)会经常打(da)交道的。Solder mask控制PCB绿油开(kai)窗,而Paste Mask主要负责(ze)钢(gang)网(wang)的开(kai)窗。在(zai)一些复杂(za)的设(she)计中经常会遇到(dao)手动(dong)的修改这(zhei)两层(ceng)。往往好(hao)的使用会起到(dao)事半功倍的效(xiao)果。
6, 此外,我们经常(chang)看到同样是(shi)0402或(huo)(huo)者0603的(de)器件,由于封(feng)装(zhuang)制作(zuo)的(de)不同,有(you)些封(feng)装(zhuang)做得(de)没有(you)余量(liang),导(dao)致贴片时锡膏不够饱满。在(zai)跌落(luo)测(ce)试或(huo)(huo)者用户(hu)使(shi)用过程(cheng)中,元件很容(rong)易脱落(luo),直(zhi)接影响产品质量(liang)。所以在(zai)条件允许的(de)情(qing)况下(xia),尽可能作(zuo)多一些余量(liang)。