大多數(shù)硬件工程師在從一開始接觸 layout工具,PADS, Allgero, Protel等工具時,就不免要接觸到元器件的封裝制作。無論是貼片元件,QFP,QFN,BGA,PGA,SOT23,TO263,MOIC等芯片,還是0402,0603,0805等被動元件,都要接觸到封裝。有些是從標(biāo)準(zhǔn)庫里拿,有些是自己制作。如果你看過許多別人的layout設(shè)計,你會發(fā)現(xiàn)同樣的元件有許多細(xì)微的差別。而這些差別也或多或少的影響著貼片的質(zhì)量和目檢的效果,更直接影響電子產(chǎn)品的使用壽命。
今天要討論的話題也就是“元件的封裝”。對于標(biāo)準(zhǔn)封裝的制作流程在這里不在做過多描述。這里只是針對經(jīng)常發(fā)生的問題加以討論,同時會有益于廣大工程師朋友,從而提高貼片的品質(zhì)。
1, 絲印。絲印也許看起來并不重要,沒有實際的電器特性,但是它包含許多的信息。對于不同大小的兩腳或三腳器件,絲印可以確保貼片位置的端正。如果對于二極管,或鉭電容,ESD等極性器件,它是目檢的唯一參考。對于芯片元件,通過絲印可以確認(rèn)一腳的位置。并且對于BGA或QFN的元件,絲印可以目檢出貼片位置是否端正。對于判斷系統(tǒng)失效很有幫助。除此以外,絲印還能體現(xiàn)很多有價值的信息,比如公司,板號,硬件設(shè)置,電壓,版本等信息。所以,完備的絲印信息對于貼片質(zhì)量的影響是很大的。
2, 焊盤,焊盤大小一直對于工程師朋友們是個很糾結(jié)的問題,如果焊盤制作地太大,導(dǎo)致走線難度增大。如果太小,導(dǎo)致接觸不良。一般對于復(fù)雜的芯片都會有相關(guān)的layout指導(dǎo)。這是layout參考的第一選擇。一般來講,對于BGA或其他芯片焊盤大小是球直徑的80%。
3, 散熱焊盤,對于功率器件,散熱是越來越重要的問題了,無論是高集程小型移動產(chǎn)品,還是大型通訊設(shè)備。功率期間的散熱一直是硬件設(shè)計中的設(shè)計中心。從layout的角度,往往在功率器件的下方的top和bottom層都各有一個散熱焊盤,并且往往上邊規(guī)則排列著一些過孔連接著他們。散熱路徑是芯片->芯片封裝->top層散熱焊盤->過孔->bottom層散熱焊盤->空氣。
4, 接插件,連接器。對于經(jīng)常需要插拔操作的元件,比如耳機(jī)接口,板邊按鍵,HDMI接口等。經(jīng)常會遇到插拔幾次后元件就脫落了,這樣會直接影響到用戶的體驗。這是因為定位焊盤太小,或者定位焊盤脫落,導(dǎo)致元件的脫落。我們建議在工程師朋友,可以手動的加大定位焊盤,直接修改solder mask層和paste mask層即可。有必要可以直接在焊盤上增加通孔,增加焊盤的受力。
5, Solder Mask和Paste Mask層,對于元件封裝,這兩個層是會經(jīng)常打交道的。Solder mask控制綠油開窗,而Paste Mask主要負(fù)責(zé)鋼網(wǎng)的開窗。在一些復(fù)雜的設(shè)計中經(jīng)常會遇到手動的修改這兩層。往往好的使用會起到事半功倍的效果。
6, 此外,我們經(jīng)??吹酵瑯邮?402或者0603的器件,由于封裝制作的不同,有些封裝做得沒有余量,導(dǎo)致貼片時錫膏不夠飽滿。在跌落測試或者用戶使用過程中,元件很容易脫落,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以在條件允許的情況下,盡可能作多一些余量。