电子原件PCB封装规范.doc

- Page 1- 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-003 PCBA 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 1Chip 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。 - Page 2-2.矩形片式元器件焊盘设 (1)0805 1206 矩形片式元器件焊盘尺 寸设计原则 (2)1206 0805 0603 0402 0201 焊盘设计 英制 公制 A(Mil) B(Mil) G(Mil) 1825 4564 250 70 120 1812 4532 120 70 120 1210 3225 100 70 80 1206 (3216) 60 70 70 0805 (2012) 50 60 30 焊盘宽度：A=Wmax-K 0603 (1608) 25 30 25 电阻器焊盘的长度：B=Hmax+Tmax+K 0402 (1005) 20 25 20 电容器焊盘的长度：B=Hmax+Tmax-K 0201 (0603) 12 10 12 焊盘间距：G=Lmax-2Tmax-K （3）钽电容焊盘设计 公式中：L-元件长度，mm； 代码 英制 公制 A(Mil) B(Mil) G(Mil) W-元件宽度，mm； A 1206 3216 50 60 40 T-元件焊端宽度，mm； B 1411 3528 90 60 50 H-元件高度，mm； C 2312 6032 90 90 120 （对塑封钽电容器是指焊端高度） D 2817 7243 100 100 160 K-常数，一般取0.25mm. (4) 电感 分类:CHIP、精密线绕、模压元件尺寸和 焊盘尺寸 - Page 3- Page 4-二、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、SOT143 TOX 系列：TO252 2.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 Placement RLPNO. COMPONENT Z(mm) G(mm) X(mm) Y(mm) C(mm) A B Grid 200A SOD-80/MLL-34 4.80 2.00 1.80 1.40 3.40 0.50 0.50 6x12 201A SOD-87/MLL-41 6.30 3.40 2.60 1.45 4.85 0.50 0.50 6x14 202A 20120805 3.20 0.60 1.60 1.30 1.90 0.50 0.35 4x8 203A 32161206 4.40 1.20 2.00 1.60 2.80 0.50 0.55 6x10 204A 35161406 4.80 2.00 1.80 1.40 3.40 0.50 0.55 6x12 205A 59232309 7.20 4.20 2.60 1.50 5.70 0.50 0.65 6x18 3.片式元件焊设计 (1)定义：小外形二极管 (2)分类：GULL WIND SOD123 SOD323 J-Lead DO214 （AA/AB/AC ）/SMB - Page 5-a)GULL WIND SOD123 SOD323 焊盘设计 Z=L+1.3 元件的公称长度 SOD123 Z=5 X=0.8 Y=1.6 SOD323 Z=3.95 X=0.6 Y=1.4 b) J-Lead DO214 （AA/AB/AC ）/SMB Z=L+1.4 元件的公称长度X=1.2W1 系列号 Z X Y DO214AA 6.8 2.4 2.4 DO214AB 9.3 3.6 2.4 DO214AC 6.5 1.74 2.4 4.SOT 系列设计 （1）定义：小外形晶体管 （2 ）分类：SOT23/SOT323/SOT523 SOT89/SOT223 SOT143/SOT25/SOT153/SOT353 SOT-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 - Page 6- 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-23 a)外形和结构 b)分类：SOT23、SOT323、SOT523 c)用途：即可用作三极管，也可用作二极管。 d)焊盘设计 （SOT23） Z=3.60 G=0.80 X=1.00 Y=1.40 C=2.20 E=0.95 (单位：mm) (5)SOT-89 a)尺寸SOT-89 b)焊盘设计 - Page 7- （6）SOT-143 a)尺寸 SOT-143 b)焊盘设计 - Page 8-(7)SOT223 元件尺寸 SOT223 焊盘设计 （8）TO252 a)外形图 b)分类：TO252(TS-003) TO268(TS-005) TO368 - Page 9- c)焊盘设计 三、翼形小外形IC 和小外形封装（SOP） 1分类：SOIC、SSOIC、SOP、CFP 2.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+b2 b1=b2=0.3mm0.5mm; (1.5mm2.2mm) 。 器件引脚间距：1.27 0.80 0.65 0.635 0.50 0.40 0.3 0 焊盘宽度： 0.65/0.6 0.50 0.40 0.40 0.30 0.25 0.17 焊盘长度： 2.20 2.00 1.60 2.20 1.60 1.60 1.60 3SOIC (1)元件 a)Smal Outline Integrated Circuits b)外形图：塑料封装、金属引脚。 c) 间距：P=1.27 mm(50mil) - Page 10- 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、36 e)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E b)焊盘外框尺寸Z 封装 Z A SOP8/14/16 7.4 3.9 SO8W-SO36W 11.4 7.5 SO24X-36X 13 8.9 c)焊盘长X 宽（Y x X ）=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:Shrink Smal Outline Integrated Circuits b)外形图：塑料封装、金属引脚。 c)间距：P=0.8/0.635 - Page 11-d)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、SO64 f)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 Z X Y PICH D SSO48 11.6 0.35 2.2 0.635 14.61 SSO56 11.6 0.35 2.2 0.635 17.15 SSO64 15.4 0.5 2.0 0.8 24.8 b)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：Smal Outline Packages b ）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 - Page 12-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 SOP 8-14 16/18/20 22/24 28/30 32/36 40/42 Z 7.4 9.4 11.2 13.2 15 17 c)焊盘长X 宽（YxX ）=0.6X2.2 d)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：Thin Smal Outline Packages - Page 13- b)外形图：元件高度H=1.27mm c)间距：P=0.65/0.5/0.4/0.3 （Fine Pitch ） 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：TSOP AXL PIN 数；如 TSOP8X20 52 (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：T X W b)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 （Y x X ） 0.65 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6X0.4 0.5 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6X0.3 0.4 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6X0.25 0.3 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6X0.17 - Page 14- e)TSOP 0.5/0.4/0.3 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：Ceramic Flat Pack b) 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PIN MO-018 20 (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 - Page 15- c)焊盘长X 宽（Y x X ）=2.2X0.65 d)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+b2 b1=b2=0.3mm0.5mm; (1.5mm2mm) 器件引脚间距：1.27 0.8 0.65 0.635 0.5 0.4 0.3 焊盘宽度： 0.65 0.5 0.4 0.35 0.3 0.25 0.17 - Page 16- 焊盘长度： 2.4 1.8 1.8 1.8 1.6 1.6 1.6 封装：CQFP QFP PQFP SQFP 3.PQFP 元件焊盘设计 (1)元件 a)定义：Plastic Quad Flat Pack,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。 - Page 17- c)焊盘长X 宽（YxX ）=1.8X0.35 d)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 ：Metric Plastic Quad Flat Pack P=0.8/0.65 SQFP:Shrink Quad Flat Pack P=0.5/0.4/0.3(Fine Pitch)TQFP=THIN QFP b)外形图 - Page 18- c)PIN 数量、及分布（均匀）及种类从24-576，脚的数量以间隔8 为基础增加。每种PIN 通常有2 种（特殊3 种）封装形式，间距不一样。 0.5/0.4/0.3 间距封装： 元件封装体尺寸B （A ）有13 种：5、6、7、8、10、12、14、20、24、28、32、36 、40. 每种封装体系列有6 种PIN，如10X10-64、72、80、88、112、120. 0.5/0.4/0.3 间距封装共有13X6=78 种。 0.8/0.65 间距封装：共有12 种。 SQFP/QFP 元件封装总共有90 种。 d)表示方法 SQFPA X B-引脚数（A=B ） SQFP20 X 20-144 （Fine Pitch 0.5mm ） QFP28 x 28-144(Pitch 0.65mm) (2)焊盘设计 a) 设计考虑的关键几何尺寸 间距E、引脚数、引脚外尺寸长（宽）L、引脚接触长度X 宽度：T x W 。 b)PITCH=0.8mm/0.65mm 焊盘设计 焊盘外框尺寸Z=L +0.6mm; L 元件长（宽）方向公称尺寸 0.8 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.8x0.5; 0.65 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.8x0.4 c)PITCH=0.5/0.4/0.3mm 焊盘设计 焊盘外框尺寸Z=L +0.8 或焊盘外框尺寸 Z=A/B+2.8 L 元件长/宽方向公称尺寸，A/B 元件封装体尺寸。 0.5 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6x0.3 0.4 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6x0.25 0.3 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6x0.17 - Page 19-(3)注意事项： a)验证焊盘内外框尺寸： 焊盘 尺寸G 一定小于元件S 的最小值0.3-0.6 （mm ） (0.5) 焊盘 尺寸Z 一定大于元件L 的最大值0.3-0.6 （mm ） (0.3) b)存在公英制累积误差 c)对于是距0.5/0.4/0.3 的封装，封装体尺寸系列相同如尺寸为10X10，PIN 数不一样，但 焊盘内外框尺寸是一样的，只是间距发生变化，焊盘宽度不一样，焊盘长度一样。设计 时焊盘尺寸可以参考。也可参考SQFP 系列。同样间距0.8/0.65 的封装，只要封装体尺 寸系列相同，烛盘内外框尺寸不变，间距、焊盘宽度发生变化。 d)贴片范围：每边加0.3-0.9(mm) 5.SQFP/QFP （矩形）元件焊盘设计 (1)元件 a)定义：塑料矩形扁平封装（公制） QFP=Metric Plastic Quad Flat Pack P=0.8/0.65 SQFP=Shrink Quad Flat Pack P=0.5/0.4/0.3(Fine Pitch) TQFP=THIN QFP b)外形图 c)PIN 数量、及分布。元件封装体尺寸 BxA：5X7；7X10；10X14；14X20；20X28 28X40 。每种系有6 种。PIN 从32-440，脚的数量以间隔4/8 为基础增加。 0.5/0.4/0.3 封装共有6X6=36 种；0.8/0.65 封装共有2 种；总共38 种。 d)表示方法：每种PIN 通常有 1 种（特殊2 种）封装形式。 - Page 20- SQFP AxB-引脚数（AB） PIN 分布 间距 SQFP 7X10-100 20X30 (Fine Pitch 0.3) QFP 14X20-100 20X30 （Pitch 0.65) (2)焊盘设计 a)设计考虑的关徤几何尺寸 引脚外尺寸长X 宽：L1 X L2、 引脚数及分布、引脚接触长度X 宽度： T X W 、间距E 。 b)PITCH=0.8mm/0.65mm(QFP80/100) 焊盘外框尺寸Z1=L1 +0.8 ；Z2=L2 +0.8 ；或焊盘外框尺寸，Z1/Z2=A/B+4 L1、L2 元件长、宽方向公称尺寸；A、B 元件封装体长、宽方向尺寸。 0.8 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.8X0.5; 0.65 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.8X0.4 c)PITCH=0.5/0.4/0.3 （mm ） 焊盘外框尺寸 Z=L1/L2+0.8 ；或焊盘外框尺寸Z1/Z2=A/B+2.8 L1/L2 元件长/宽方向公称尺寸，A/B 元件封装体尺寸。 0.5 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6x0.3 0.4 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6x0.25 0.3 焊盘长X 宽（Y x X ）=1.6x0.17 (3)注意事项 a)验证焊盘内外框尺寸： 焊盘尺寸G 一定小于元件S 的最小值0.3-0.6 （mm ） 焊盘尺寸Z 一定大于元件L 的最大值0.3-0.6 （mm ） b)存在公英制累积误差 c) 同种系列的元件（10X10）焊盘内外框尺寸是一样的。间距发生变化。 - Page 21- d)贴片范围：每边加0.3-0.9 （mm ）. 6.CQFP 元件焊盘设计 (1)元件 a)定义：陶瓷方形扁平封装 CQFP=Ceramic Quad Flat Pack P=1.27/0.8/0.635(无细间距) b)外形图：陶瓷封装，合金引脚需要成形 （L、J、C ）高可靠性用。 c)PIN 数量、及分布，从28-196，脚的数量 以间隔4、8、16 为基础增加。4 边均匀分 布。共 15 种：28、36、44、52、68、84、 100、120、128、132、144、148、160、 164、196. d)表示方法：每种PIN 通常有 1 种封装形 式：CQFP-引脚数：CQFP100 (2)焊盘设计 注意事项： a)设计考虑的关键几何尺寸，成形引脚长 度X 宽度：T x W、间距E。 b)贴装时成形L 时，焊盘尺寸比QFP 大， 无细间距。 c)0.8mm 间距存在公英制累积误差。 d)贴片范围：每边加0.3-0.9 （mm ）。 五. J 形引脚小外形集成电路（SOJ）和塑 - Page 22- 封有引脚芯片载体（PLCC ）的焊盘设计 1.分类：SOJ、PLCC （方形）、PLCC （矩形）、 LCC 2.设计总则： SOJ 与PLCC 的引脚均匀为J 形，典形引 脚中心距为 1.27mm。 a) 单个引脚焊盘设计0.6mm x 2.2mm; b) 引脚中心应在焊盘图形内侧1/3 至焊盘 中心之间; c) SOJ 相对两排焊盘之间的距离（焊盘图 形内廓）A 值一般为5、6.2、7.4、8.8(mm); d) PLCC 相对两排焊盘外廓之间的距离： J=C+K （单位mm ）;式中：J-焊盘图形外 廓距离；C-PLCC 最大封装尺寸；K-系数， 一般取0.75。 3.SOJ 元件焊盘设计 (1)元件 a)定义：小外形集成电路 SOJ=Smal Outline Integrated Circuits J 引脚；P=1.27mm. b)外形图及结构 以封装体宽度尺寸（英制）来定义元件，封装体宽度尺寸共有4 个系列，每个系列有 8 种PIN 。元件宽度系列：300、350、400、450 （0.300 英寸）；元件PIN 种类：14、 16、18、20、22、24、26、28 所以SOJ 封装元件共有4X8=32 种。 - Page 23- c)表示方法：每种PIN 通常有4 种宽度的封装形式。 SOJ 引脚数/元件封装体宽度：SOJ 14/300；SOJ 14/350；SOJ 14/400；SOJ 14/450。 (2)焊盘设计 a)设计考虑的关键几何尺寸，封装体宽度系列、元件引脚、间距E。 b)焊盘尺寸设计 元件封装系列 300 350 400 450 焊盘外框尺寸Z 9.4 10.6 11.8 13.2 焊盘长X 宽（Y x X ）=2.2X0.6 (3)注意事项： a)验证焊盘内外框尺寸： 焊盘尺寸G 一定小于元件S 的最小值0.3-0.6 （mm ） 焊盘尺寸Z 一定大于元件L 的最大值0.3-0.6 （mm ） b)不存在公英制累积误差 c) 同种系列的元件（如300 系列）焊盘内外框尺寸是一样的，不同PIN 数和D 值发生变 化。 d)贴片范围：每边加0.3-0.9 （mm ）。 4 PLCC （方形）元件焊盘设计 (1)元件 a)定义：塑料引脚芯片载体J 引脚 PLCC=Plastic Leaded Chip Carriers J 引脚；P=1.27mm b)外形图及结构；有8 种PIN，英制尺寸 来定义元件，元件PIN 种类：20、28、 44、52、68、84、100、124。 - Page 24- c)表示方法：PLCC-引脚数，如PLCC-100 (2)焊盘设计 a)设计考虑的关键几何尺寸；元件最外尺寸，元件引脚、间距E。 b)焊盘尺寸设计：长X 宽=2.2mm x0.6mm。 (3)注意事项： a)验证焊盘内外框尺寸 b)不存在公英制累积误差 d)贴片范围：每边加0.3-0.9 （mm ）。 5.PLCC （矩形）元件焊盘设计 (1)元件 a)定义：塑料引脚芯片载体 PLCC=Plastic Leaded Chip Carriers(矩形) J 引脚；P=1.27mm 。 - Page 25- b)外形图及结构 JIDEC(The Joint Device Engineering Council),MO-052 规定：元件PIN 种类从28-124，封 装体不要求密封，硅树脂封装，耐温0-70，与陶瓷封装比便宜。 c)表示方法：PLCC-引脚数；PLCC-100 (2)焊盘设计 a)设计考虑的关键几何尺寸：封装体宽度、元件引脚、间距E。 b)焊盘尺寸设计：长X 宽 = 2.0mm x 0.6mm 。 6.LCC 元件焊盘设计 - Page 26-(1)元件 a)定义：无引脚陶瓷芯片载体 LCC=Leadless Ceramic Carriers, P=1.27mm b)外形图及结构 JEDEC(The Joint Device Engineering Council) 。MS002 规定：元件PIN 种类： 16-156、ABCD 。 c)表示方法：LCC-引脚数，LCC-100。 d)设计考虑的关键几何尺寸 封装引脚宽度、元件引脚、间距E 。 (2)焊盘设计 a)焊盘尺寸设计 焊盘长X 宽Y1 x X=2.6X0.8 ；Y2=3.4 焊盘外框尺寸Z=L+2mm(大约) (3)注意事项： a)验证焊盘内外框尺寸： 焊盘尺寸G 一定小于元件S 的最小值 0.3-0.6 （mm ）。 焊盘尺寸Z 一定大于元件L 的最大值 0.3-0.6 （mm ）。 b)不存在公英制累积