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IPC7351B 的变化 在 IPC-7351B 标准中，对于尺寸小于 1.6mmx0.8mm 的片式封装，有 7 项规则发生了变化。每位 PCB 设计者或者 CAD 库管理者都必须了解： 1. 焊盘黏着网格从 0.1mm 变成 0.02mm 2. 焊盘尺寸单位从 0.05mm 变成 0.01mm 3. 趾部爬锡高度（ Toe Goal ）从 0.35mm 变成 0.2mm 4. 圆角半径从 0.2mm 变成 0.15mm 5. 放置区偏差量从 0.25mm 变成 0.15mm 6. 布局网格（ Placement Grid ）从 0.5mm 变成 0.1mm 基本准则和绘图建议 下面归纳一组片式封装和模制本体封装的基本准则和绘图建议。 1. 调整焊盘间距时，进行 DRC 检查和焊盘微调。 a) 盘到盘（内侧相对边之间）间隙，默认 0.2mm b) 丝印到盘的间隙，默认 0.25mm 2. 四个图层 a) 丝印层 i. 丝印到裸铜部位的间隙，默认 0.25mm ii. 启用 ” 自动切除 “ （ Auto-trim ）功能，避让裸铜区域 iii. 轮廓采用元器件的标称尺寸或者最大尺寸 iv. 线宽，默认 0.2mm v. 黏着网格 0.1mm b) 装配层 i. 轮廓采用元器件的标称尺寸或者最大尺寸 ii. 线宽，默认 0.1mm iii. 黏着网格 0.1mm c) 放置区的大小可以按 3 个密度等级调整 i. 默认采用元器件的最大尺寸 ii. 线宽，默认 0.05mm iii. 黏着网格 0.1mm d) 3D 模型轮廓 i. 默认采用元器件的最大尺寸 ii. 线宽，默认 0.001mm iii. 黏着到元器件最大尺寸处（不考虑网格） 3. 极性标记 a) 丝印层 i. 默认尺寸 0.5mm b) 装配层 i. 默认尺寸 1mm 4. 位号应放在连接盘图形原点处，中心对齐，正读。字符高度 1.5mm ，线宽为高度的 10% 。 a) 丝印层 b) 装配层，允许对微型元件自动调整字符大小（例如 1005 ， 0603 ） 5. 0 度朝向 a) 两个引脚的元器件，左侧为 1 脚

图 10 完整地显示了在设计 QFN 封装的连接盘图案时需要考虑的要点。 图10 QFN封装设计注意事项 QFN 系列封装的脚距多以 0.1mm 为单位，例如 0.8mm 、 0.5mm 和 0.4mm 。 0.65mm 脚距的封装不能匹配 0.05mm 网格系统。下面从优化布线角度，分别展示各种脚距 QFN 封装的过孔扇出方案。所有方案都统一使用相同的过孔直径（盘径 0.5mm ，反盘径 0.7mm ，孔径 0.25mm ），线径 0.1mm ，线间距 0.1mm 。 0.8mm 脚距 过孔之间放 1 根线。图 15 中，红色线位于底层，绿色线位于中间层，黄色环形是反盘。引脚通过过孔扇出，使用 0.1mm 网格，走线也按 0.1mm 网格排布。 图11 0.8 mm脚距 QFN 封装的扇出方案 0.65mm 脚距 如前文所述， 0.65mm 脚距不适用于 0.05mm 网格，在引脚过孔扇出时必须用 0.05mm 网格，过孔之间放置 3 根线。当封装每条边的引脚数是偶数时，器件总是位于在 0.1mm 网格上，器件几何中心到连接盘中心的距离是 0.65 除以 2 即 0.325mm ，这意味着布线时最好用 0.025mm 网格。（为什么）。 图12 0.65 mm脚距 QFN 封装的扇出方案 0.5mm 脚距 过孔之间放 2 根线。引脚通过过孔扇出，使用 0.1mm 网格，走线也按 0.1mm 网格排布。 （原图错误） 0.4mm 脚距 过孔之间放 1 根线。引脚通过过孔扇出，使用 0.1mm 网格，走线也按 0.1mm 网格排布。 （原图错误）

散热片（Exposed Pad）主要用来导热，传导器件内部芯片工作中产生的热。在散热片下方放置接地的散热过孔可以使散热效果最大化。散热过孔的推荐孔径为 0.25mm ，镀通孔，塞孔并且做表面覆盖以防止锡膏 液化后涌 入。 不要用干膜阻焊材料（ Dry-film Solder mask ）覆盖散热过孔。散热过孔的盘栈（ Padstack ）是 0.5mm 连接盘， 0.7mm 反盘（层安全间距）， 0.25mm 孔径，无散热格栅（ Thermal Relief ）。散热过孔应放置在 1.0mm 网格上，这样做的好处是，在所有的内层和背面，都可以在散热过孔之间按线宽 0.1mm 和线间距 0.1mm 放两根线（例如差分信号线）。为了实现 1mm 黏着网格， QFN 的中心必须放置在 0.5mm 的布局网格（ Placement Grid ）上。散热过孔设计例子见图 8 。 图8 散热过孔之间内层走线示例 有的 QFN 封装使用不同形状的引脚，以及分散的多个散热片。如图 9 ，封装的引脚长度不一，有若干个相互不连接的散热片（引脚），有的位置没有引脚。 图9 其它形式的QFN封装

为了指示 1 脚位置，封装底部的散热片在靠近 1 脚那里有一个斜角。散热片对应的焊盘，其“连接盘尺寸“（ Land Size ）等于散热片尺寸加上公差上限，阻焊层开窗尺寸和连接盘尺寸的比例是 1 ： 1 。散热片的四个角有时是圆弧形。图 5 是一个例子。 图5 封装散热焊盘的形状 基于连接盘尺寸，钢网层的开窗面积比例是 40~60% 。在 Land Pattern Calculator 中，开窗面积比例默认是 40% ，但允许调整。 钢网开窗一般采用网孔形式。因为网孔边长最小值 1mm ，所以只有那些边长不小于 4.5mm 的散热焊盘才选用。图 8 是一个例子，开窗面积比例是 40% 。 图6 钢网设计 如果不减少钢网开窗面积，那么器件会被锡膏顶起来（高度大约 0.15mm ，即钢网厚度）。在回流焊条件下，可以观察到液化的锡膏推高器件，在器件内部的芯片固定盘（ DAP ， Die Attach Pad ）的中心位置附近形成一个凸点，在焊锡逐渐冷却期间，器件会向某个方向旋转，后果是某些引脚被短路，而另一些引脚开路。 把钢网开窗面积减少到焊盘面积的 40% ，器件可以平稳地固定。图 9 是不同焊锡量情况的焊接效果示意。 图7 底部焊锡量需要通过钢网开窗进行控制

QFN 封装 QFN 封装是一种方兴未艾的新结构。如图 1 所示， QFN 封装的 本体形状是正方形或者长方形， 引脚位于本体底面，沿四边排列，引脚布局既可以是对称的，也可以是非对称的。标准化方面， JEDEC 发布了 MO-220I ，定义了脚距 0.8 、 0.65 、 0.5 和 0.4mm 且引脚对称布局的 QFN 封装。 图1 QFN封装外观 QFN将 替代 QFP 。 QFN 的引脚嵌在塑封体内，不会发生弯折，在装配时有更好的可靠性。这种内嵌式引脚的内部键合线较短， PCB 焊点尺寸小，适合高速电路使用。 QFN 封装常用于高速芯片，发热量较大，大部分 QFN 封装都有一个底部散热盘（ thermal tab ），需要通过热过孔连到 PCB 的接地平面，辅助散热。 QFN 封装采用铜引线框架，属于塑封 CSP 类型的封装。 QFN 被归入无引脚封装类型，封装和 PCB 的电气连接不是用传统的鸥翼型引脚，而是把本体底部引脚焊接在 PCB 上。 QFN 封装的电气性能更好，以工作频率为例，设计良好的情况下可以从 QFP 的 2GHz 提高到 10GHz 。 QFN 的引脚经过表面处理，既有耐环境能力，也有良好的可焊性。图 2 是 QFN 封装的结构剖面示意图。 图2 典型QFN封装的内部结构 从底部看， QFN 的引脚的边沿有两种样式， D 形和矩形，如图 3 。 图3 QFN封装引脚边沿有2种形式 图 5 显示 QFN 引脚的纵剖面，这种引脚的形状是所谓 “ 平面无引脚边缘 ” （ Flat No-lead Edge ）。引脚本身嵌入在塑料本体内，底部凸出 0.05mm ，和本体重合部分的高度是 0.2mm 。 有两种 QFN 封装样式 —— 标准型和平面伸展型。标准型封装也叫做 “ 锯齿切割 “ （ Saw Cut ），平面伸展型则称为 ” 模制本体 “ （ Molded Body ）。 图4 QFN封装的引脚形状有2种 根据引脚是不是在本体侧面露出，从焊点或者PCB封装设计角度，可以把QFN封装分成侧面爬锡型和底面焊接型两类。有的厂商会给不同的名字，侧面爬锡的叫DFN，底面焊接的叫PDFN，P代表 Pull-back，意为后撤。 侧面爬锡型的优点是焊接面积大，缺点是放置区占板面积增加。底面焊接型的优点和SON、xGA是一样的，缺点是附着强度较低。 设计PCB封装时，对于Pull-back型，推荐阻焊定义焊盘，阻焊开窗和引脚长宽为1:1，这样可以避免锡膏过量引发锡珠问题。