浅析印刷线路板上焊盘的结构

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焊盘(land)，表面贴装装配的基本构成单元，用来构成电路板的焊盘图案(land pattern)，即各种为特殊元件类型设计的焊盘组合。没有比设计差劲的焊盘结构更令人沮丧的事情了。当一个焊盘结构设计不正确时，很难、有时甚至不可能达到预想的焊接点。焊盘的英文有两个词：Land 和 Pad ，经常可以交替使用；可是，在功能上，Land 是二维的表面特征，用于可表面贴装的元件，而 Pad 是三维特征，用于可插件的元件。作为一般规律，Land 不包括电镀通孔(PTH, plated through-hole)。旁路孔(via)是连接不同电路层的电镀通孔(PTH)。盲旁路孔(blind via)连接最外层与一个或多个内层，而埋入的旁路孔只连接内层。
　　如前面所注意到的，焊盘Land通常不包括电镀通孔(PTH)。一个焊盘Land内的PTH在焊接过程中将带走相当数量的焊锡，在许多情况中产生焊锡不足的焊点。可是，在某些情况中，PCB设计元件布线密度迫使改变到这个规则，最值得注意的是对于芯片规模的封装(CSP, chip scale package)。在1.0mm(0.0394")间距以下，很难将一根导线布线通过焊盘的"迷宫"。在焊盘内产生盲旁通孔和微型旁通孔(microvia)，允许直接布线到另外一层。因为这些旁通孔是小型和盲的，所以它们不会吸走太多的焊锡，结果对焊点的锡量很小或者没有影响。
: t! V7 ~4 o, i; {$ D+ ]　　有许多的工业文献出于IPC(Association Connecting Electronics Industries), EIA(Electronic Industry Alliance)和JEDEC(Solid State Technology Association)，在设计焊盘结构时应该使用。主要的文件是IPC-SM-782《表面贴装设计与焊盘结构标准》，它提供有关用于表面贴装元件的焊盘结构的信息。当J-STD-001《焊接电气与电子装配的要求》和IPC-A-610《电子装配的可接受性》用作焊接点工艺标准时，焊盘结构应该符合IPC-SM-782的意图。如果焊盘大大地偏离IPC-SM-782，那么将很困难达到符合J-STD-001和IPC-A-610的焊接点。
3 e+ f5 g/ c" p- O　　元件知识(即元件结构和机械尺寸)是对焊盘结构设计的基本的必要条件。IPC-SM-782广泛地使用两个元件文献：EIA-PDP-100《电子零件的注册与标准机械外形》和JEDEC 95出版物《固体与有关产品的注册和标准外形》。无可争辩，这些文件中最重要的是JEDEC 95出版物，因为它处理了最复杂的元件。它提供有关固体元件的所有登记和标准外形的机械图。
　　基于封装的特征、材料、端子位置、封装类型、引脚形式和端子数量，定义了元件的缩写语。特征、材料、位置、形式和数量标识符是可选的。
    封装特征：一个单个或多个字母的前缀，确认诸如间距(pitch)和轮廓等特征。
    封装材料：一个单字母前缀，确认主体封装材料。
    端子位置：一个单字母前缀，确认相对于封装轮廓的端子位置。
' Q+ e; [( f8 x. H" {6 }    封装类型：一个双字母标记，指明封装的外形类型。
% T% x! v1 c" m2 R: J2 h! E    引脚新式：一个单字母后缀，确认引脚形式。
    端子数量：一个一位、两位或三位的数字后缀，指明端子数量。
　　表面贴装有关封装特性标识符的一个简单列表包括：
9 w) Q0 K8 q/ N0 S6 b    E 扩大间距(>1.27 mm)。
2 Q. L0 @+ c) h* b& B8 E    F 密间距(<0.5 mm)；限于QFP元件。
    S 收缩间距(<0.65 mm)；除QFP以外的所有元件。
    T 薄型(1.0 mm身体厚度)。
; S  b6 _1 p! n+ _% g; w# ~5 P　　表面贴装有关端子位置标识符的一个简单列表包括：
    Dual 引脚在一个正方形或矩形封装相反两侧。
    Quad 引脚在一个正方形或矩形封装的四侧。
　　表面贴装有关封装类型标识符的一个简单列表包括：
* G6 D5 O& [& G9 o' C" `6 @    CC 芯片载体(chip carrier)封装结构。
    FP 平封(flat pack)封装结构。
    GA 栅格阵列(grid array)封装结构。
  N9 l, r4 f8 g# c% B( d2 b    SO 小外形(small outline)封装结构。
5 ~; v3 P! y3 N! m8 P# I2 J　　表面贴装有关引脚形式标识符的一个简单列表包括：
     B 一种直柄或球形引脚结构；这是一种非顺应的引脚形式
     F 一种平直的引脚结构；这是一种非顺应的引脚形式
     G 一种翅形引脚结构；这是一种顺应的引脚形式
     J 一种"J"形弯曲的引脚结构；这是一种顺应的引脚形式
     N 一种无引脚的结构；这是一种非顺应的引脚形式
     S 一种"S"形引脚结构；这是一种顺应的引脚形式
4 F) e" [. i  D. H　　例如，缩写词F-PQFP-G208，描述0.5 mm(F)塑料(P)方形(Q)平面封装(FP)，翅形引脚(G)，端子数量208。
　　对元件和板表面特征(即焊盘结构、基准点等)的详细公差分析是必要的。PCB制板IPC-SM-782解释了怎样进行这个分析。许多元件(特别是密间距元件)是严格公制单位设计的。不要为公制的元件设计英制的焊盘结构。累积的结构误差产生不配合，完全不能用于密间距元件。记住，0.65mm等于0.0256"，0.5mm等于0.0197"。
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缩写词F-PQFP-G208，描述0.5 mm(F)塑料(P)方形(Q)平面封装(FP)，翅形引脚(G)，端子数量208。