常见PCB封装的设计规范及要求设计指南-常见PCB封装的设计规范及要求白皮书-常见PCB封装的设计规范及要求教程-凡亿课堂

PCB封装是元件物料在PCB上的映射。封装是否设计规范牵涉到元件的贴片装配，需要正确地处理封装数据，满足实际生产的需求。有的工程师做的封装无法满足手工贴片，有的无法满足机器贴片，也有的未创建1脚标识，手工贴片的时候无法识别正反，造成PCB短路的现象时有发生，这个时候需要设计工程师对自己创建的封装进行一定的约束。

封装设计应统一采用公制单位，对于特殊元件，资料上没有采用公制标注的，为了避免英制到公制的转换误差，可以按照英制单位。精度要求：采用mil为单位时，精度为2；采用mm为单位时，精度为4。

6.8.1 SMD贴片封装设计

1．无管脚延伸型SMD贴片封装设计

图6-55给出了无管脚延伸型SMD贴片封装尺寸数据，给出如下数据定义说明。

A—元件的实体长度 X—PCB封装焊盘宽度

H—元件的可焊接高度 Y—PCB封装焊盘长度

T—元件的可焊接长度 S—两个焊盘之间的间距

W—元件的可焊接宽度

注：A、T、W均取数据手册推荐的平均值。

图6-55 无管脚延伸型SMD贴片封装

定义：

T1为T尺寸的外侧补偿常数，取值范围为0.3～1mm；

T2为T尺寸的内侧补偿常数，取值范围为0.1～0.6mm；

W1为W尺寸的侧边补偿常数，取值范围为0～0.2mm。

通过实践经验并结合数据手册参数得出以下经验公式。

X=T1+T+T2

Y=W1+W+W1

S=A+T1+T1-X

实例演示如图6-56所示，根据图上数据及结合经验公式，可以得到如下实际封装的创建数据。

X=0.6mm（T1）+0.4mm（T）+0.3mm（T2）=1.3mm

Y=0.2mm（W1）+1.2mm（W）+0.2mm（W1）=1.6mm

S=2.0mm（A）+0.6mm（T1）+0.6mm（T1）-1.3mm（X）=1.9mm

图6-56 无管脚延伸型SMD贴片封装实例数据

2．翼形管脚型SMD贴片封装设计

图6-57给出了翼形管脚型SMD贴片封装尺寸数据，给出如下数据定义说明。

A—元件的实体长度 X—PCB封装焊盘宽度

T—元件管脚的可焊接长度 Y—PCB封装焊盘长度

W—元件管脚宽度 S—两个焊盘之间的间距

注：A、T、W均取数据手册推荐的平均值。

图6-57 翼形管脚型SMD贴片封装

定义：

T1为T尺寸的外侧补偿常数，取值范围为0.3～1mm；

T2为T尺寸的内侧补偿常数，取值范围为0.3～1mm；

W1为W尺寸的侧边补偿常数，取值范围为0～0.2mm。

通过实践经验并结合数据手册参数得出以下经验公式。

X=T1+T+T2

Y=W1+W+W1

S=A+T1+T1-X

3．平卧型SMD贴片封装设计

图6-58给出了平卧型SMD贴片封装尺寸数据，给出如下数据定义说明。

A—元件管脚的可焊接长度 X—PCB封装焊盘宽度

C—元件管脚脚间隙 Y—PCB封装焊盘长度

W—元件管脚宽度 S—两个焊盘之间的间距

注：A、C、W均取数据手册推荐的平均值。

图6-58 平卧型SMD贴片封装

定义：

A1为A尺寸的外侧补偿常数，取值范围为0.3～1mm；

A2为A尺寸的内侧补偿常数，取值范围为0.2～0.5mm；

W1为W尺寸的侧边补偿常数，取值范围为0～0.5mm。

通过实践经验并结合数据手册参数得出以下经验公式。

X=A1+A+A2

Y=W1+W+W1

S=A+A+C+A1+A1-X

4．J形管脚型SMD贴片封装设计

图6-59给出了J形管脚型SMD贴片封装尺寸数据，给出如下数据定义说明。

A—元件的实体长度 X—PCB封装焊盘宽度

D—元件管脚中心间距 Y—PCB封装焊盘长度

W—元件管脚宽度 S—两个焊盘之间的间距

注：A、D、W均取数据手册推荐的平均值。

图6-59 J形管脚型SMD贴片封装

定义：

T为元件管脚的可焊接长度；

T1为T尺寸的外侧补偿常数，取值范围为0.2～0.6mm；

T2为T尺寸的内侧补偿常数，取值范围为0.2～0.6mm；

W1为W尺寸的侧边补偿常数，取值范围为0～0.2mm。

通过实践经验并结合数据手册参数得出以下经验公式。

T=（A-D）/2

X=T1+T+T2

Y=W1+W+W1

S=A+T1+T1-X

5．圆柱式管脚型SMD贴片封装设计

圆柱式管脚型SMD贴片封装如图6-60所示，其尺寸数据公式可以参考无管脚延伸型SMD贴片封装的经验公式。

6．BGA类型SMD贴片封装设计

常见BGA类型SMD贴片封装模型如图6-61所示。此类封装可以根据BGA的Pitch间距来进行常数的添加补偿，如表6-3所示。

图6-60圆柱式管脚型SMD贴片封装

图6-61 常见BGA类型SMD贴片封装模型

表6-3 常见BGA焊盘补偿常数推荐

6.8.2 插件类型封装设计

除了贴片封装外，剩下的就是插件类型封装了，在一些接插件、对接座子等元件上面比较常见。对于插件类型封装焊盘尺寸，大概定义了一些经验公式，如表6-4所示。

表6-4 插件类型封装焊盘尺寸

6.8.3 沉板元件的特殊设计要求

沉板元件即元件的管脚不是在其底部位置，是在它本体的中间位置，不像常规的器件一样，直接可以安装到PCB板子上，而是需要在PCB板子上进行挖槽处理，将其凸起的部分透过PCB板，让其管脚可以正常地贴装到PCB板子上，如图6-62所示：

图6-62 沉板器件处理示意图

需要沉板处理的器件封装一般可按以下方法进行：

Ø 开孔尺寸：器件四周开孔尺寸应保证比器件最大尺寸单边大0.2mm(8mil)；保证能正常放进去。

Ø 开孔尺寸标注：开孔标注通常标注在Board_Geometry/Demension层，线宽为0。挖了洞的地方要在DIMENSION层标注所挖洞的长、宽尺寸，非金属化孔处用文字nodrill标注，所挖器件体用三号大写字NPTH标注；为了保证在板上挖洞角的加工实现，将它的四角都画为半径为0.5mm的圆弧，并标注圆弧直径。

Ø 假接地脚：沉到板外的接地脚在原理图库上要手工画上假接地脚；封装库中相应位置用MECHNICAL PIN来实现。

Ø 丝印标注：为了在板上能清楚地看到该射频器件所处位置，它的丝印在原有基础上外扩0.25mm,保证丝印在板上；有些元件的个别脚带偏角，丝印要画出来；方便识别方向与其他封装一样，丝印须避让焊盘的SOLDERMASK，根据具体情况向外让或切断丝印。

Ø RouteKeepout层画法：挖了洞的地方要放一个比洞大0.25mm的RouteKeepout；不能压在焊盘上。

Ø ViaKeepout层画法：挖了洞的地方要放一个比洞大0.50mm的ViaKeepout；不能压在焊盘上。

Ø ASSEMBLY层画法：ASSEMBLY_TOP层包括焊盘；ASSEMBLY_BOTTON层不包括焊盘。

Ø PLACE_BOUND层画法：PLACE_BOUND_TOP层包括焊盘；PLACE_BOUND_BOTTOM层不包括焊盘。

6.8.4 阻焊设计

阻焊就是SolderMask，是指印制电路板上要上绿油的部分。实际上这阻焊使用的是负片输出，所以在阻焊层的形状映射到板子上以后，并不是上了绿油阻焊，反而是露出了铜皮。阻焊层的主要目的是防止波峰焊焊接时桥连现象的产生。

一般常规设计的时候采取单边封装2.5mil的方式即可，如图6-63所示。如果有特殊要求的，需要在封装里面设计。