IPC-7093 CN 2011 底部端子元器件(BTC)设计和组装工艺的实施.pdf - 第68页

连接盘的 尺寸 ，有 些情 况 下需要对此 尺寸修改 来 避 免散热 焊盘和周 边 焊盘的 桥 接。 这 一要求 已 通 过 散热 焊盘 外 缘 和周 边 盘内 缘 间 的 空隙 的 定义来达成。 应该 注意的 是 D2 ' TH 尺寸 给 出了 理 论最 大 值 。 因 为在元器件上的 外露芯片 盘大 小 实际 上可能 比 此限 值 小 得 多 ， 实际 D2 ' 尺寸 应 该 根据 元器件 D2 ≤ D2 &ap…

100%1 / 124
其封装每边的所有焊盘设计为一个大开窗而焊
盘之间无阻焊层，如图6-14所示。
考虑到边角区域要有足够的阻焊膜网，最好将
内边缘的阻焊膜倒圆角，特别是针对边角区的
引线。当散热焊盘尺寸接近理论最大值时，建
议在散热焊盘区域应该使用阻焊限定，避免散
热焊盘和周边焊盘的桥接。阻焊膜开孔应该比
散热焊盘所有四边小100μm。这保证了即使在较
差情况下的
阻焊膜对位偏差，也还有25μm的重
叠。
6.1.4 封装公差 在第4节中详细描述的QF封
装系列JEDEC设计指南标准适用于可选散热增
强型以及各种外形高度和间距的封装。这种封
装在其底部表面的四个边缘有端子。BTC有方
形或矩形本体外形和对称或不对称端子图形。
封装类型也可能有放置在边角里与周边引线成
45°角的端子。封装外形的基本尺寸是从1.00mm
到12.00mm，增量为0.50mm。见图6-15
。
当开发焊盘图形和散热焊盘形状尺寸时，图6-15
中所示的外形细节标明了所用的主要封装外形
尺寸。外露在封装底部的金属端子的宽度(包括
引线表面处理)在表6-4中有详细说明。
通常在封装外形图纸中所示的元器件公差和外
形公差转化为基于公差的最大材料条件(MMC)
和最小材料条件(LMC)。
6.1.4.1 电路布线、散热焊盘和导通孔设计 为
了达到最好的性能，所有电路线路应该要尽可
能的短。为更有效，输入
和输出电容应该靠近
BTC元器件放置，以使线路寄生电感最小化。
使用宽导体作为V-I、V-OUT和GD将有助于
寄生电气影响最小化，同时加强外壳和周边环
境间的热转移。
另外好的做法有：
• 专 门 的内部电源平面，传播热量和优化热耗
散。
• 使电路板内部中有尽可能大的散热平面，让板
子和芯片的温度最小化。
• 运用传导的铜镀通孔使电气和热量传导到散热
平面。
如上所述，SO和QF封装的设计能提供优秀
散热性能。这部分归功于在封装底部配置有外
露芯片外接盘。然而，为了充分利用这一特性，
PCB必须具备将热量有效传递出封装的特点。
这可以通过配置散热外接焊盘和PCB上的散热
导通孔来达到。
在PCB正面的散热焊盘需提供可焊性表面(焊接
封装芯片外接盘到板子)的同时，散热导通孔也
需要连接PCB内层/底部的散热通道以带走热
量。
一般而言，PCB散热焊盘大小应该和元器件上
的外露芯片连接盘特征相匹配。然而
根据芯片
表6-3 基本机械属性的符号说明
PCB的A、B、C、D、E和封装的尺⼨⽐例为1:1，
对于具体的封装尺⼨，参考相应的产品⽬录。
端子间距 A
端子宽度 B
端子长度 C
外露DAP宽度 D
外露DAP长度 E
散热导通孔直径。推荐0.2-0.33mm。 V1
散热导通孔间距。推荐1.27mm。 V2
资料来源：美国国家半导体
IPC-7093-6-10-cn
图6-10 SO 0.5mm间距，6端⼦，带散热焊盘
W
P
B
W1
T1
T
H
A
1
2
3
6
5
4
IPC-7093-6-11-cn
图6-11 DAP与PCB配合界⾯举例
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2011年3月 IPC-7093-C
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连接盘的尺寸，有些情况下需要对此尺寸修改
来避免散热焊盘和周边焊盘的桥接。这一要求
已通过散热焊盘外缘和周边盘内缘间的空隙的
定义来达成。应该注意的是D2'TH尺寸给出了
理论最大值。因为在元器件上的外露芯片盘大
小实际上可能比此限值小得多，实际D2'尺寸应
该根据元器件D2≤D2'≤D2'THmax的规则修
改。注：带有向下键合环形设计的QF不要求
将环焊接到板子上。板子上的散热焊盘设计应
该基于外露盘区域，不包括环
形区域。
为了有效地将热量从PCB正面金属层转移至PCB
内层 或 底层 ，散热导通孔需要整合到散热焊盘
的设计中。散热导通孔的数量取决于具体应用，
IPC-7093-6-12-cn
图6-12 θ
JA
vs. 数量的影响, 散热导通孔直径和分布，带有9x9mm本体和7x7mm散热焊盘的36 I/O QF的芯⽚尺⼨
40
36
32
28
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IPC-7093-6-13-cn
图6-13 可选阻焊膜变化⽐较
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IPC-7093-6-14-cn
图6-14 (A)0.5mm和更⼤间距元器件，(B)0.4mm间距
元器件周边连接盘的阻焊膜
阻焊膜
(A)
(B)
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功耗和电气要求。尽管较多的散热导通孔会改
善封装的散热性能，但有一个临界点，当再增加
散热导通孔的数量也不会显著提高散热性能。
在图6-16中所示，对7mm×7mm，48引线封装，
画出了散热导通孔的数量的效果。直径0.3mm的
导通孔用于这一模拟。当导通孔间距减少时，
相同尺寸的散热焊盘可聚集更多导通孔；然而
性能改善的增加量减少。
根据这一限制，
散热焊盘的最大尺寸通过以下关
系计算出，并将 各 种封装尺寸列出在图6-16下
面。据于此和类似的散热模拟，推荐散热导通
孔排间距应该按1.0mm到1.2mm布置，导通孔直
径为0.3mm到0.33mm。对7×7mm，48引线和10
×10mm，68引线封装来说，代表性的排列如图
6-17所示。
6.1.4.2 标准⽹格 标准网格提供了大大改善布
线的潜力，BTC元器件是关键。因为有早期的既
定
先例，业界目前不得不需要处理老元器件引
线间距问题。现登记并接受的间距选项包括：
间距0.100in[2.54mm]，事实上作为IC元器件原
始单一标准，它让设计者用此基本间距值来布
局整个设计。从建立第一个1.0mm公制间距起，
“80%规则” 一直在生效。根据新约定，IC封装
的元器件间距是0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm
和0.3mm。
关键是“80%规则”一直在应用，不
管元器件引
线布局的情况是双边或四边或成面的阵列，其
效果说明如图6-18。如左图可以看到，执行事实
上的80%规则导致线路复杂度大大增加。因为按
此概念，5个网格间距中的只有2个有能力符合
通用网格，基于元器件I/O定义的最小引线间距
(在这种情况下，0.5mm是有效焊接可接受的下
限)。虽然这似乎无关紧要，但这对设计影响深
远。
如果变化
网格间距的元器件被应用于组件，如
左图所见，线路互连会更复杂，要求更专业的
互连工具，而且层数越多越重要。与此相反，
右图使用相同的网格间距，可以看到放置相同
数量的元器件，每个元器件引线落到网格上。
“Manhattan 布线”是经常用于采用基础网格、
街道布线原理的电子线路的术语。它有许多突
出的优点。
例如，大大改善布线能力是很有潜力的，因为
用于布线通道的网格已有完美
的定义，使得布
线更容易和更快速。同等重要的是，当需重装
元器件时，电路板上所有的焊盘能再次焊接。
显然，各种间距的周边和区域阵列的引线混合
导致了复杂得多的电路布线方面的挑战。这有
必要将元器件分开，同时比通常重新布线，需
要增加更多的电路层数。可能增加额外的层数来
实现所有要求的连接实际上降低了电路性能。
见图6-18。
IPC-7093-6-15-cn
图6-15 典型的BTC外形细节
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1
48
12
13
37
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表6-4 触点间距和宽度变化
触点间距
端⼦尺⼨
最⼩标称最⼤
0.65 0.25 0.30 0.35
0.50 0.18 0.25 0.30
0.40 0.15 0.20 0.25
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