焊盤

焊盤，表面貼裝裝配的基本構成單元，用來構成電路板的焊盤圖案(land pattern)，即各種為特殊元件類型設計的焊盤組合。

基本介紹

• 中文名：焊盤
• 外文名：land 或者 pad
• 含義：表面貼裝裝配的基本構成單元
• 用途：構成電路板的焊盤圖案

原理簡介

當一個焊盤結構設計不正確時，很難、有時甚至不可能達到預想的焊接點。焊盤的英文有兩個詞：Land 和 Pad ，經常可以交替使用；可是，在功能上，Land 是二維的表面特徵，用於可表面貼裝的元件，而 Pad 是三維特徵，用於可外掛程式的元件。作為一般規律，Land 不包括電鍍通孔(PTH, plated through-hole)。旁路孔(via)是連線不同電路層的電鍍通孔(PTH)。盲旁路孔(blind via)是連線最外層與一個或多個內層而埋入的旁路孔，只連線內層。

如前面所注意到的，焊盤Land通常不包括電鍍通孔(PTH)。一個焊盤Land內的PTH在焊接過程中將帶走相當數量的焊錫，在許多情況中產生焊錫不足的焊點。

可是，在某些情況中，元件布線密度迫使改變這個規則，最值得注意的是對於晶片規模的封裝(CSP, chip scale package)。在1.0mm(0.0394")間距以下，很難將一根導線布線通過焊盤的“迷宮”。在焊盤內產生盲旁通孔和微型旁通孔(microvia)，允許直接布線到另外一層。因為這些旁通孔是小型和盲的，所以它們不會吸走太多的焊錫，結果對焊點的錫量影響很小或者沒有影響。

詳細內容

與焊盤相關的標準文獻及焊盤的描述方法

有許多的工業文獻出於IPC(Association Connecting Electronics Industries), EIA(Electronic Industry Alliance)和JEDEC(Solid State Technology Association).

在設計焊盤結構時應該使用,主要的檔案是IPC-SM-782《表面貼裝設計與焊盤結構標準》，它提供有關用於表面貼裝元件的焊盤結構的信息。

當J-STD-001《焊接電氣與電子裝配的要求》和IPC-A-610《電子裝配的可接受性》用作焊接點工藝標準時，焊盤結構應該符合IPC-SM-782的意圖。如果焊盤大大地偏離IPC-SM-782，那么將很難達到符合J-STD-001和IPC-A-610的焊接點。元件知識(即元件結構和機械尺寸)是對焊盤結構設計的基本的必要條件。

IPC-SM-782廣泛地使用兩個元件文獻：EIA-PDP-100《電子零件的註冊與標準機械外形》和JEDEC 95出版物《固體與有關產品的註冊和標準外形》。無可爭辯，這些檔案中最重要的是JEDEC 95出版物，因為它處理了最複雜的元件。它提供有關固體元件的所有登記和標準外形的機械圖。

JEDEC出版物JESD30(也可從JEDEC的網站免費下載)基於封裝的特徵、材料、端子位置、封裝類型、引腳形式和端子數量，定義了元件的縮寫語。特徵、材料、位置、形式和數量標識符是可選的。

封裝特徵：一個單個或多個字母的前綴，確認諸如間距(pitch)和輪廓等特徵。

封裝材料：一個單字母前綴，確認主體封裝材料。

端子位置：一個單字母前綴，確認相對於封裝輪廓的端子位置。

封裝類型：一個雙字母標記，指明封裝的外形類型。

引腳新式：一個單字母后綴，確認引腳形式。

端子數量：一個一位、兩位或三位的數字後綴，指明端子數量。

表面貼裝有關封裝特性標識符的一個簡單列表包括：

焊盤

· E 擴大間距(>1.27 mm)

· F 密間距(<0.5 mm)；限於QFP元件

· S 收縮間距(<0.65 mm)；除QFP以外的所有元件。

· T 薄型(1.0 mm身體厚度)

表面貼裝有關端子位置標識符的一個簡單列表包括：

· Dual 引腳在一個正方形或矩形封裝相反兩側。

· Quad 引腳在一個正方形或矩形封裝的四側。

面貼裝有關封裝類型標識符的一個簡單列表包括：

· CC 晶片載體(chip carrier)封裝結構

· FP 平封(flat pack)封裝結構

· GA 柵格陣列(grid array)封裝結構

· SO 小外形(small outline)封裝結構

表面貼裝有關引腳形式標識符的一個簡單列表包括：

· B 一種直柄或球形引腳結構；這是一種非順應的引腳形式

· F 一種平直的引腳結構；這是一種非順應的引腳形式

· G 一種翅形引腳結構；這是一種順應的引腳形式

· J 一種“J”形彎曲的引腳結構；這是一種順應的引腳形式

· N 一種無引腳的結構；這是一種非順應的引腳形式

· S 一種“S”形引腳結構；這是一種順應的引腳形式

例如，縮寫詞F-PQFP-G208，描述0.5 mm(F)塑膠(P)方形(Q)平面封裝(FP)，翅形引腳(G)，端子數量208。對元件和板表面特徵(即焊盤結構、基準點等)的詳細公差分析是必要的。IPC-SM-782解釋了怎樣進行這個分析。許多元件(特別是密間距元件)是嚴格公制單位設計的。不要為公制的元件設計英制的焊盤結構。累積的結構誤差產生不配合，完全不能用於密間距元件。記住，0.65mm等於0.0256"，0.5mm等於0.0197"。

理論發展

在IPC-SM-782標準內，每個元件與相應的焊盤結構組織在四個頁面中。

結構如下：

理論1

第一頁包括有關元件的通用信息，包括可套用檔案、基本結構、端子或引腳數量、標記、載體封裝格式、工藝考慮、和焊接阻力。

理論2

第二頁包括設計焊盤結構所必須的元件尺寸，對於其它元件信息，參考EIA-PDP-100和95 出版物。

理論3

第三頁包括相應焊盤結構的細節與尺寸。為了產生最適合的焊接點條件，在這頁上描述的焊盤結構是基於最大材料情況(MMC, maximum material condition)。使用最小材料情況(LMC, least material condition)時，尺寸可能影響焊接點的形成。

理論4

第四頁包括元件與焊盤結構的公差分析。它也提供對於焊接點的形成應該期望得到什麼的詳細內容。焊點強度受錫量的影響。在決定不使用基於MMC尺寸的焊盤結構之前，應該進行公差分析和焊接點評估。