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采用TI X2SON设计制造封装

（2024年11月22日更新）

摘要

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大多数德州仪器(TI)超小外形无引脚(X2SON)该装置的电路板布局和钢网信息均在其数据表中提供。本文件有助于打印电路板(PCB)设计师理解并更好地利用这些信息来优化设计。

由于采用X2SON使用小包装尺寸X2SON包装使用户能够压缩PCB布局并实现极小空间的设计。在使用这种节省空间的包装时，了解一些关键点PCB制造和组装的限制可以降低最终产品的复杂性。本应用报告将讨论制造和组装X2SON封装的PCB一些限制。影响制造和印刷电路板的主要因素有三个(PCB)包装尺寸及间距。它们是：PCB制造、焊料应用及元件布局。

1 引言

图1.X2SON-5(DPW)封装图2.X2SON-6(DTB)封装

大多数德州仪器(TI)超小外形无引脚(X2SON)器件的电路板布局和钢网信息均在其数据表中提供。本文档帮助印刷电路板(PCB)设计师理解并更好地利用这些信息来优化设计。

由于采用X2SON使用小包装尺寸X2SON包装使用户能够压缩PCB布局并实现极小空间的设计。在使用这种节省空间的封装时，了解一些关键的PCB制造和组装限制可以降低最终产品的复杂性。本应用报告将讨论制造和组装X2SON封装的PCB一些限制。影响制造和印刷电路板的主要因素有三个(PCB)的封装尺寸和间距。它们是：PCB制造、焊料应用和元件布局。

2 PCB制造

PCB必须符合设计要求PCB制造商的制造规格。PCB可制造性取决于所需的间隙规格。更紧密的间隙规格会增加复杂性，限制可用性TI中国代理商使用制造商的数量。

大多数成熟的印刷电路板制造商可以生产0的间距和布线.1 mm(?4 mil)铜层可钻出小到0.1 mm(?4 mil)的孔。X2SON系列包装的基础PCB尺寸仅需0.208 mm(8.2 mil)间距-这完全在制造范围内。

这些封装制造的主要问题来自于连接中心引脚的方法。PCB其可制造性将受到布线间距、布线宽度、钻孔直径和孔环直径四大间隙规格的影响。图3显示了每个规格。

图3.间隙规格

图4显示了连接中心引脚的第一个选项。此选项用于X2SON-5(DPW)在同一层的两个引脚之间布线。这将引入布线间距和布线宽度的限制。角焊盘之间的最大间距为0.26 mm(10.2 mil)，假设允许在不增加复杂性的情况下制造的最小布线宽度为0.1 mm(?4 mil)，布线最小间距为0.08 mm(3.15 mil)。布线间距要求小于0.1 mm(?4 mil)会增加制造的复杂性，一些PCB制造厂家可能无法制造。主要是写这篇文章PCB制造商可以实现0.05 mm(?2 mil)细节精度。

图5显示了从布线到中心引脚的第二个选项。此选项在X2SON-5(DPW)在单独的信号层上布线，并用通孔连接到中心引脚。在底层布线，可避免顶层布线间距和宽度紧密。这种布局方法会导致其他与钻孔尺寸和孔环有关的限制。为孔直径必须大于0，以避免增加复杂性和可能的制造问题.1 mm(?4 mil)。此外，通孔直径必须小于0.35 mm(13.78 mil)，使通孔小于中心引脚。这需要0.125 mm(?5 mil)最小孔环规格。因为大多数PCB制造商很容易实现0.125 mm该选项提供了最有效的解决方案。

图4.X2SON-5(DPW)封装中心引脚布置选项1 图5.X2SON-5(DPW)封装中心引脚布置选项2

在中心焊盘上设置通孔时，必须考虑钻孔尺寸的限制。使用直径为0.1 mm(?4 mil)或更小的钻孔将通孔直接设置在中心焊盘中。图7显示0.1 mm在中心焊盘上收缩通孔。请注意，如果使用此方法，建议在焊接钢网上使用稍大的焊料孔径，因为有些焊料会吸入通孔。即使焊料稍微放在焊盘外，只要焊盘不接触其他焊盘或焊料，也会被拉到焊盘上。

图6和图7显示了覆盖有适当器件的布局示例。请注意，阻焊层窗孔大于外部焊盘，这允许对这些焊盘进行视觉焊接检查。此外，焊盘金属在阻焊层下方延伸，以特别增加焊盘的物理强度。准确的测量值在每个器件数据表的机械制图部分提供。

图 6.X2SON-5(DPW)封装PCB旁路电容器显示完整的封装示例图 7.X2SON-6(DTB)封装PCB旁路电容器不显示封装示例

3 焊锡膏应用

焊锡膏的应用是微小部件最关注的领域，因为涉及的问题很多。正确数量的焊料需要放置在焊盘上。焊料量受钢网厚度、焊料类型、孔径和形状的影响。间距小于0.4 mm(15.7 mil)封装变得更加困难。TI的X2SON封装保持了0.4 mm(15.7 mil)间距同时减小了整体包装尺寸，使组装过程中出现更多误差，不会对产量产生显著影响。

TI建议使用0.1 mm(?4 mil)厚焊料钢网的孔径尺寸在焊盘尺寸的92%至100%之间，用于适当的焊料沉积。使用盘中孔时，应增加10%。图8和图9分别显示TI的X2SON-5(DPW)和X2SON-6(DTB)建议封装焊锡膏。

焊料钢网的孔径与焊料膏的选择有关。今天，用于SMT焊接锡膏主要有两种类型：III型和IV型。III当需要更一致、更精细的颗粒时，型焊锡膏已成为标准。IV型锡膏。III直径为25-45的锡膏μm(0.98-1.77 mil)的颗粒，IV直径为20-38的型焊料μm(0.79-1.50 mil)的颗粒。孔径宽度应至少是焊球尺寸的5倍。考虑图8所示的0.24 mm(9.45 mil)焊锡球的直径必须小于0.048 mm(1.89 mil)，这意味着可以使用III型焊锡膏。

图8.X2SON-5(DPW)包装焊料钢网示例图9.X2SON-6(DTB)包装焊料钢网示例

4 元件布局

贴片机的部件布局通常非常准确，精度约为±30μm。图10和图11显示X2SON三分之一的包装焊盘布局错误。为正确安装部件，X2SON-5封装需要±83μm(3.28 mil)或更高的精度，而X2SON-6封装需要±72μm(2.94 mil)的精度。这样可以很好地接触到所有的引脚和焊锡膏，防止它们与焊盘对齐超过三分之一。焊接过程中，熔化焊料的表面张力会使零件对齐。由于许多贴片机比所需的精度值更好，这个问题不应该成为主要问题PCB组装公司的问题。