Designanforderungen für SMT-Leiterplatten, Teil eins: Lötpad-Design einiger gewöhnlicher Bauteile

Rechteckige SMC (Surface-Mount-Komponente) oder SMD (Surface-Mount-Bauteile)

Die Größenkonstruktion rechteckiger SMC oder SMD ist in Abbildung 1 unten dargestellt.

Die Rillentiefe des Nutbondpads wird anhand der folgenden Formel berechnet (Einheit: mm):
Hinweis: L_maxbezieht sich auf die maximale Länge der Bauteilhülle; B bezieht sich auf die Länge des Bondpad-Musters; G bezieht sich auf den Abstand zwischen zwei Bondpad-Mustern; D bezieht sich auf die Tiefe des Reibrillen-Bondpads; C bezieht sich auf die Breite des Reibrillen-Bondpads, dessen Wert im Allgemeinen auf 0,3±0,05 mm festgelegt wird.

SOT (Small Outline Transistor)

Das Designanforderung für ein einzelnes Bondpad mit einem Anschlussstift ist in Abbildung 3 dargestellt.

Für SOTs sollte der Mittenabstand zwischen den Bonding-Pads derselbe sein wie der zwischen den Anschlüssen, und die Größe der an jedes Bonding-Pad angrenzenden Fläche sollte um mindestens 0,35 mm vergrößert werden, wie in Abbildung 4 dargestellt.

SOP- und QFP-Komponenten

Da die Pins von SOP und QFP alle flügelartig geformt sind, wird die Größe der Bonding-Pads nach derselben Methode berechnet. Allgemein gesprochen entspricht die Breite des Bonding-Pads der Hälfte des Mittenabstands zweier benachbarter Pins, und der Wert für die Länge des Bonding-Pads beträgt 2,5 ± 0,5 mm.

Die Form des SOP und das Design der Bonding-Pads sind in Abbildung 5 unten dargestellt.

• Der Mittenabstand zwischen den Bondpads ist derselbe wie der zwischen den Pins.

• Das allgemeine Prinzip des Bondpad-Designs für einen einzelnen Pin lautet:

• a. W2≤W, wenn der Abstand zwischen den Pins der Bauteile nicht mehr als 1,0 mm beträgt;
• b. W2 ≥ 1,2W, wenn der Abstand zwischen den Pins der Bauteile nicht weniger als 1,27 mm beträgt.
• c. L2 = L + b1 + b2; b1 = b2 = 0,3–0,5 mm.

• Der Abstand zwischen zwei parallelen Bondpads wird anhand der folgenden Formel berechnet (Einheit: mm): G = F - K.
Hinweis: G ist der Abstand zwischen zwei Bonding-Pads; F ist die Gehäusegröße der Bauteilhülle; K ist die Konstante, deren Wert üblicherweise auf 0,25 mm festgelegt wird.

• Die Gehäuse von SOPs werden in der Regel in zwei Typen unterteilt: Breitbauform und Schmalbauform. Die Werte von G betragen jeweils 7,6 mm und 3,6 mm.

Die Größe des QFP-Bondpads und der Lötstoppmaske ist in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Anzahl der Leads	Bondpadgröße			Lötstoppmasken-Größe		Konfigurierte Legende
	a	b	c	d	e
64	1,0	0,6	0,18	0,2	0,135
80	0,8	0,5	0,2	0,13	0,085
100, 160	0,65	0,35	0,3	0,13	0,085
48, 208	0,5	0,3	0,3	0,1	0,05
224	0,4	0,22	0,22	0,08	0,05

SOJ und PLCC

• Die Pins von SOJ und PLCC sind J-förmig, mit einem typischen Mittenabstand zwischen den Pins von 1,27 mm und demselben Bondpad-Muster.

• Bondpad-Design

a. Die Breite des Bondpads für einen einzelnen Pin liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,50–0,80 mm, während die Länge des Bondpads 1,85–2,15 mm beträgt.
b. Der Mittelpunkt der Pins sollte sich zwischen einem Drittel innerhalb der Bondpad-Form und dem Mittelpunkt des Bondpads befinden, wie in Abbildung 6 gezeigt.
c. Der Abstand zwischen zwei parallelen Bonding-Pads des SOJ (G) beträgt im Allgemeinen 4,9 mm.
d. Der Abstand zwischen zwei parallelen Bonding-Pads des PLCC wird anhand der folgenden Formel berechnet: J = C + K, wie in Abbildung 7 dargestellt.
Hinweis: J bezeichnet den umrandeten Abstand der Bondpad-Form; C bezeichnet die maximale Gehäusegröße des PLCC; K bezeichnet die Konstante, deren Wert im Allgemeinen auf 0,75 mm festgelegt wird.

BGA (Ball Grid Array)

• Klassifizierung und Eigenschaften von BGA

a.BGAbezieht sich auf den Gehäusetyp, bei dem ein Ball-Grid-Array als I/O-Anschluss an der Unterseite der Bauelemente ausgeführt ist. Er kann in folgende Typen unterteilt werden: PBGA (Plastic Ball Grid Array), CBGA (Ceramic Ball Grid Array), TBGA (Tape Ball Grid Array) und μBGA (Chip-Scale-Package-BGA). Die Außenabmessungen von BGA liegen im Bereich von 7–50 mm.
b. PBGA ist der am weitesten verbreitete BGA-Gehäusetyp mit einer Leiterplatten-Substrat als Träger. Der Abstand zwischen den Lötbällen von PBGA beträgt 1,50 mm, 1,27 mm und 1,0 mm, während der Durchmesser der Lötbälle 1,27 mm, 1,0 mm, 0,89 mm und 0,762 mm betragen kann.
c. Die Lötperlen an der Unterseite des BGA weisen zwei Arten der Verteilung auf: unvollständige Verteilung und vollständige Verteilung, wie in Abbildung 8 dargestellt.

• Designprinzip des BGA-Bonding-Pads

a. Das Design wird entsprechend der Verteilung der Lötbälle an der Unterseite des BGA durchgeführt. Es wird gefordert, dass das Zentrum jedes einzelnen Lötballs mit dem Zentrum des entsprechenden Lötballs an der Unterseite kompatibel ist.BGA-Komponente.
b. Die Bondform jeder Lotkugel ist ein Vollkreis, und der maximale Durchmesser des Leiterplattenpads entspricht dem Pad-Durchmesser der Lotkugeln an der Unterseite der BGA-Bauteile. Der minimale Durchmesser des Leiterplattenpads ergibt sich jedoch aus dem Pad-Durchmesser an der Unterseite des BGA-Bauteils minus der Bestückungsgenauigkeit. Z. B., wenn der Pad-Durchmesser an der Unterseite des BGA 0,89 mm beträgt und die Bestückungsgenauigkeit etwa 0,1 mm ist, liegt der minimale Durchmesser des Leiterplattenpads im Bereich von 0,89–0,2 mm.
c. Die Größe der Lötstoppmaske sollte um 0,1–0,15 mm größer sein als die der Bonding-Pads.
d. Durchkontaktierungen müssen nach dem Galvanisieren mit dielektrischem Material oder leitfähigem Gel verschlossen werden, und ihre Höhe darf die Höhe des Pads nicht überschreiten.
e. Das Siebdruckmuster sollte an den vier Ecken des seitlichen Korridors der BGA-Komponente erzeugt werden, und die Linienbreite des Siebdrucks liegt zwischen 0,2–0,25 mm.

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