SMT工艺中常用元件及钢网孔径设计

SOT23（三极管小晶型）元件的焊盘和钢网开口设计

 左：SOT23元件正视图尺寸，右：SOT23元件侧视图尺寸

1. SOT23焊点最低要求：最小边长等于引脚宽度。

2. SOT23焊点最佳要求：焊点在引脚长度方向正常润湿（决定因素：钢网下锡量、元件引脚长度、引脚宽度、引脚厚度和焊盘尺寸）。

3. SOT23焊点最高要求：焊料可以上升到，但不得接触到元件本体或尾部封装。

SOT23焊盘钢网设计

关键点：下锡量。

方法：钢网厚度0.12按1：1开孔

类似的设计还有SOD123，SOD123焊盘与钢网开孔（按1：1开孔），注意本体不能带焊盘，否则容易造成元件位移和悬高。

翼形元件（SOP、QFP等）的焊盘和钢网设计

1. 翼形元件分为直翼形和鸥翼形，直翼形元件在焊盘和钢网孔设计时要注意内部切口，防止焊锡在元件本体上。

2. 翼形元件焊点最小要求：最小边长等于引脚宽度。

3. 翼形元件焊点最佳要求：焊点在引脚长度方向上正常润湿（决定焊盘尺寸的因素是钢网下锡量）。

4. 带翼元件焊点最高要求：焊料可以上升到但不得接触元件本体或尾端封装。

 典型机翼部件SQFP208尺寸分析

1. 引脚数量：208

2. 引脚间距：0.5毫米

3. 腿长：1.0

4. 有效焊锡长度：0.6

5. 腿宽：0.2

6. 内线距离：28

典型翼形元件SQFP208焊盘设计：元件有效锡端前面0.4mm，后面0.60mm，宽度0.25mm。

翼形组件SQFP208的钢网设计：0.5mm间距QFP翼形组件，钢网厚度0.12mm，长度开孔1.75（加0.15），宽度开孔0.22mm，内部间距保持27.8不变。

注意：为了不使元件引脚之间短路，且前端润湿良好，钢网开孔在设计时应注意内部收缩量和附加量，附加量不应超过0.25，否则易产生锡珠，净厚度为0.12mm。

翼形元件焊盘和模板设计应用

焊盘设计：焊盘宽度0.23（元件脚宽0.18mm），长度1.2（元件脚长0.8mm）。

网板开孔：长1.4，宽0.2，网片厚度0.12。

QFN类元件的焊盘和钢网设计

QFN（Quad Flat No Lead）类元件是无引脚元件的一种，广泛应用于高频领域，但由于其焊接结构为城堡形状，且为无引脚式焊接，因此在SMT焊接工艺中存在一定的难度。

焊点宽度:

焊点宽度不得小于可焊端的50%（决定因素：元件可焊端宽度、模板开口宽度）。

焊点高度:

热烫点高度为焊料厚度和元件高度总和的25%。

结合QFN类元件本身的焊点尺寸要求以及焊盘和钢网设计对应如下:

要点：不产生锡珠、浮高、短路，在此基础上增加可焊端和下锡量。

方法：焊盘设计根据元件可焊端尺寸至少加0.15-0.30mm，（最多0.30，否则元件容易产生上锡高度不足）。

钢网：在焊盘的基础上加0.20mm，与散热片中间的焊盘桥开孔，防止元件高悬。

BGA（球栅阵列）类元件尺寸

BGA（B全部 Grid Array）类元件在焊盘的设计上主要是根据焊球的直径和间距::

焊接后焊锡球熔化并与焊锡膏和铜箔形成金属间化合物，此时焊锡球的直径变小，同时熔化的焊锡膏在分子间力和液体张力的作用下回缩。从这里开始，焊盘和模板的设计如下:

1. 球垫的设计一般比球的直径小10%-20%。

2. 钢网开口比焊盘大10%-20%。

注：细螺距时除0.4螺距时按100%开孔外，0.4以内一般按90%开孔。以防短路。

BGA（球栅阵列）类元件尺寸

BGA类元件焊盘和钢网设计对照表

BGA类元件在焊接中焊点主要出现空洞、短路等问题。此类问题有多种因素造成，如BGA烘烤、PCB二次回流焊等、回流焊时间的长短，但仅针对焊盘和钢网设计时应注意以下几点:

1. 焊盘设计应注意尽量避免焊盘上出现通孔、埋盲孔等可能出现偷锡类的孔。

2. 对于较大间距的BGA（大于0.5mm）应适量上锡，可以通过加厚钢网或扩大孔来实现，对于细间距BGA（小于0.4mm）应减小孔的直径和钢网厚度。