CN102543765B - 一种贴片元器件焊盘设计方法、焊盘结构及印刷电路板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种贴片元器件焊盘设计方法，包括如下步骤：修改所述贴片元器件中心的散热焊盘的设计结构，根据贴片元器件散热焊盘的大小，把焊盘阻焊层进行N等分，等分后的焊盘阻焊层的长或宽在2-3mm之间；并在各等分的焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。利用本发明所提供的方法，能够解决贴片元器件在回流焊接工艺处理时产生偏移或滑动的问题，同时满足芯片的散热需要。

Description

一种贴片元器件焊盘设计方法、焊盘结构及印刷电路板

技术领域

本发明涉及提升表面贴装(Surface Mounted Technology，SMT)电子元器件封装的技术，尤其涉及防止贴片元器件滑动或偏移的贴片元器件焊盘设计方法以及焊盘结构。

背景技术

目前电子元器件的的封装技术发展非常迅速，封装的趋势是越来越小，但为了解决芯片散热，很多元器件的封装设计了专门的散热焊盘，如图1-图3所示的三种封装，SOT(Small OutLine Transistor，小外形晶体管)，QFP(Quad Flat Package,小型方块平面封装)，QFN(Quad Flat Non-leadedpackage，四侧无引脚扁平封装)封装。由于封装的焊盘越来越多，间距越来越小，其散热焊盘所占面积也越来越大，如图1-图3中所示封装中的大焊盘。

在现有的设计中，为了达到最佳的散热性能，设计的散热焊盘大多尽量大，这样设计虽说有效的解决了散热问题，但却对回流焊工艺带来了工艺问题。器件在回流焊接时由于散热焊盘过大，在SMT回流焊时焊盘上吸附的焊锡量就过多，当焊锡融化时候，由于元器件自身体积及重量原因，容易使器件处于悬浮状态，故极易发生偏移或滑动，导致元器件对位不准确，焊接不可靠，偏移严重时候会导致虚焊或者短路。

而在现有的回流焊接工艺中，主要是通过焊锡在焊盘上的的厚度来控制焊接质量，避免器件偏移，但对不同的封装器件很难控制不同的焊锡厚度，对工艺也提出了很大的挑战。一旦器件出现偏移错位，很容易导致器件焊接短路或者虚焊，给后续产品检验及其可靠性带来严重错误，直接影响产品质量。

因此目前贴片元器件封装的焊盘设计和回流焊工艺之间造成技术冲突是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种贴片元器件焊盘设计方法，以解决现有技术中贴片元器件在回流焊接工艺处理时产生偏移或滑动的问题，同时满足芯片的散热需要。

本发明实施例还提供了一种贴片元器件焊盘设计结构，以解决现有技术中贴片元器件在回流焊接工艺处理时产生偏移或滑动的问题，同时满足芯片的散热需要。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种贴片元器件焊盘设计方法，包括如下步骤：修改所述贴片元器件中心的散热焊盘的设计结构，根据贴片元器件散热焊盘的大小，把焊盘阻焊层进行N等分，等分后的焊盘阻焊层的长或宽在2-3mm之间；并在各等分的焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。

优选地，所述N大于等于2。

优选地，所述等分后的焊盘阻焊层为长方形、正方形或圆形。

优选地，所述通孔阵列中各通孔的直径在0.3-0.6mm之间，通孔的焊盘直径在0.6-0.9mm之间。

优选地，所述焊盘阻焊层通过通孔的焊盘进行连接。

一种贴片元器件焊盘设计结构，应用于贴片元器件散热焊盘的设计，包括长或宽在2-3mm之间的焊盘阻焊层阵列，且各焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。

优选地，所述焊盘阻焊层阵列中的每个焊盘相同，为长方形、正方形或圆形。

优选地，所述通孔阵列中各通孔直径在0.3-0.6mm之间，通孔的焊盘大小在0.6-0.9mm之间。

本发明实施例还提供了一种印刷电路板，该印刷电路板上包括一种贴片元器件焊盘设计结构，所述贴片元器件焊盘设计结构包括：长或宽在2-3mm之间的焊盘阻焊层阵列，且各焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。

综上所述，利用本发明所提供的焊盘设计方法和结构，能够解决贴片元器件在回流焊接工艺处理时产生偏移或滑动的问题，同时满足芯片的散热需要。

附图说明

图1为现有技术中贴片元器件SOT封装的示意图；

图2为现有技术中贴片元器件QFP封装的示意图；

图3为现有技术中贴片元器件QFN封装的示意图；

图4为本发明实施例1的焊盘设计结构示意图；

图5为本发明实施例1的焊盘设计结构在进行回流焊接工艺处理时焊锡流向示意图；

图6为本发明实施例2的QFP封装设计结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并结合实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

本发明实施例提供一种贴片元器件焊盘设计方法，其核心思想是，修改贴片元器件中心的散热焊盘的设计结构，根据贴片元器件散热焊盘的大小，把焊盘阻焊层进行等分处理，等分后的各焊盘阻焊层的长或宽在2-3mm之间；并在各等分的焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。通孔阵列中通孔的数量根据贴片元器件中心的散热焊盘的大小决定，且焊盘阻焊层通过通孔的焊盘连接。等分后的焊盘阻焊层为长方形、正方形或圆形。所述通孔阵列中各通孔的直径在0.3-0.6mm之间，通孔的焊盘直径在0.6-0.9mm之间。

实施例1

参见图4，为本发明实施例1的贴片元器件焊盘设计结构示意图；所述散热焊盘(焊盘表层铜)41为10×10mm，可进行9等分，等分后的焊盘阻焊层(solder mask)42一共为9块，每块大小为：3×3mm；焊盘表层钢网(pastmask)43一共为9块，每块大小为：2.8×2.8mm；焊盘阻焊层之间设有通孔44，共40个，每个通孔的直径为0.3mm，通孔的焊盘45直径为0.6mm。焊盘表层铜的大小满足电气性能要求，完成信号的连通；同时由于铜的面积够大，可以有效的满足芯片散热要求。

焊盘阻焊层1分为9块，是在焊盘表层铜的基础上9等分，除中心之外的8块焊盘阻焊层分别由焊盘表层铜向外延长0.1mm，这样可以避免印制板加工时候绿油上焊盘。每一块阻焊层的目的主要是使表层焊盘完全与器件的引脚充分接触，保证散热。

焊盘表层钢网3主要分为9块，其在回流焊接时，每一块分别上焊锡，焊锡均匀分布到9块区域内，当过高温回流炉时，焊锡溶化，其分别在9个区域与器件引脚焊接，增加了引脚焊接的均匀性和可靠性，同时避免焊锡大量在焊盘中间集中，使器件浮起来。

参见图5，为本发明实施例1的焊盘设计结构在进行回流焊接工艺处理时焊锡流向示意图。在相邻的焊盘阻焊层之间设计均匀分布的通孔及通孔的焊盘，通孔的焊盘边缘与每一块焊盘阻焊层的边缘靠近，印制板加工时这些通孔均不做塞孔处理，保证其通孔通透。当回流焊接时，一旦每一小块区域内焊锡过多，在高温熔化时，多余的焊锡就流到通孔中去，避免焊锡将器件浮起来，当印制板在回流焊接的传送带上传送时，器件引脚紧紧的吸附在焊盘的9个区域上，避免了器件偏移。同时，其过孔也增强了散热性能，增加了散热通道。

实施例2

本发明实施例2以长×宽分别为18×18mm的散热焊盘为例，参见图6，为实施例2实施本发明的焊盘设计方法后的QFP封装设计结构示意图，其中61为贴片元器件四周引脚焊装焊盘，其间距为0.5mm，共144个引脚，62为本发明等分后的焊盘阻焊层，根据元器件散热焊盘大小(18×18mm)，等分后每一块焊盘阻焊层长x宽为3×3mm，一共25块，63为每一块焊盘阻焊层对应的焊盘钢网，64为相邻焊盘阻焊层之间的通孔，直径为0.5mm，65为通孔的焊盘，直径为0.9mm，一共使用了120个通孔焊盘。当回流焊接时，本发明焊盘的各个分区紧与器件中心的散热管脚接触，而多余的焊锡则顺着通孔64流向底面，保证器件在回流焊接时元器件不会在传送时发生移位或滑动，确保器件管脚与焊装焊盘准确对位，保证焊接质量。同时器件工作时，良好的接触也有利于散热。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种贴片元器件焊盘设计方法，其特征在于，包括：修改所述贴片元器件中心的散热焊盘的设计结构，根据贴片元器件散热焊盘的大小，把焊盘阻焊层进行N等分，等分后的焊盘阻焊层的长或宽在2-3mm之间；并在各等分的焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N大于等于2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等分后的焊盘阻焊层为长方形、正方形或圆形。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通孔阵列中各通孔的直径在0.3-0.6mm之间，通孔的焊盘直径在0.6-0.9mm之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述焊盘阻焊层通过通孔的焊盘进行连接。

6.一种贴片元器件焊盘设计结构，其特征在于，应用于贴片元器件散热焊盘的设计，包括长或宽在2-3mm之间的焊盘阻焊层阵列，且各焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。

7.根据权利要求6所述的贴片元器件焊盘设计结构，其特征在于，所述焊盘阻焊层阵列中的每个焊盘相同，为长方形、正方形或圆形。

8.根据权利要求6所述的贴片元器件焊盘设计结构，其特征在于，所述通孔阵列中各通孔直径在0.3-0.6mm之间，通孔的焊盘大小在0.6-0.9mm之间。

9.一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板上包括一种贴片元器件焊盘设计结构，所述贴片元器件焊盘设计结构包括：长或宽在2-3mm之间的焊盘阻焊层阵列，且各焊盘阻焊层的相邻位置设置通孔阵列。