关于采用TI X2SON封装进行设计和制造
摘要
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）设计人员理解并更好地使用这些信息来优化设计。
由于采用x2son的小封装尺寸，使用x2son封装让用户能够压缩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制造与组装限制可以降低终产品的复杂性。本应用将讨论制造和组装包含x2son封装的pcb时的一些限制。有三个主要因素影响制造印制电路板（pcb）的封装尺寸和间距。它们是：pcb制造、焊料应用和元件布局。
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）设计人员理解并更好地使用这些信息来优化设计。
由于采用x2son的小封装尺寸，使用x2son封装让用户能够压缩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终产品的复杂性。本应用将讨论制造和组装包含x2son封装的pcb时的一些限制。有三个主要因素影响制造印制电路板（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的设计必须符合pcb制造商的制造规格。pcb的可制造性取决于所需的间隙规格。更紧密的间隙规格会导致复杂性增加，限制可用制造商的数量。
大多数成熟的印刷电路板制造商可以生产间距和布线为0.1 mm（？4 mil）的铜层，并可钻出小至0.1 mm（？4 mil）的孔。x2son系列封装的基础pcb尺寸仅需0.208 mm（8.2 mil）间距——这完全在制造范围内。
用这些封装制造的主要问题来自用于连接中心引脚的方法。pcb的可制造性将受到四个主要间隙规格的影响：布线间距、布线宽度、钻孔直径和孔环直径。可视化呈现了每个规格。
显示了连接中心引脚的个选项。此选项用于x2son-5（dpw）封装的同一层的两个引脚之间进行布线。这将引入布线间距和布线宽度限制。角焊盘之间的间距为0.26 mm（10.2 mil），并假设在不增加复杂性的情况下允许制造的布线宽度为0.1 mm（？4 mil），布线间距为0.08 mm（3.15 mil）。布线间距要求小于0.1 mm（？4 mil）将增加制造的复杂性，某些pcb制造厂家可能无法制造。在撰写本文时，主要pcb制造商可以实现0.05 mm（？2 mil）的细节。
显示了布线到中心引脚的第二个选项。此选项在x2son-5（dpw）封装焊盘的单独信号层上布线，并使用通孔连接到中心引脚。通过在底层上布线，可以避免在顶层上紧密的布线间距和布线宽度。这种布局方法将导致与钻孔尺寸和孔环相关的其他限制。为了避免增加复杂性和可能的制造问题，钻孔直径必须保持大于0.1 mm（4 mil）。此外，通孔直径必须小于0.35 mm（13.78 mil），以便通孔小于中心引脚。这需要0.125 mm（5 mil）的孔环规格。因为大多数pcb制造厂可轻易实现0.125 mm的孔环规格，此选项提供了有效的解决方案。
在中心焊盘上设置通孔时，必须考虑钻孔尺寸限制。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显示了一个0.1 mm的通孔，用于在中心焊盘上缩放。请注意，如果使用这种方法，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。即使焊料稍微放置在焊盘外面，只要焊盘不与任何其他焊盘或焊料接触，它就会被拉到焊盘上。
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。
3 焊锡膏应用
由于涉及的问题很多，焊锡膏应用是微小部件关注的领域。需要在焊盘上放置正确数量的焊料。焊料量受钢网厚度、焊料类型以及孔径大小和形状的影响。这对于间距小于0.4 mm（15.7 mil）的封装来说变得更加困难。ti的x2son封装保持了0.4 mm（15.7 mil）的间距，同时减小了整体封装尺寸，从而使得在组装过程中出现更多误差也不会对产量产生显著影响。
ti建议使用0.1 mm（？4 mil）厚的焊料钢网，孔径尺寸在焊盘尺寸的92%至100%之间，以进行适当的焊料沉积。当使用盘中孔方法时，这应该增加10%。图8和图9分别展示了ti的x2son-5（dpw）和x2son-6（dtb）封装的焊锡膏建议。
焊料钢网孔径尺寸与焊锡膏选择有关。今天，用于smt焊接的锡膏主要有两种类型：iii型和iv型。iii型焊锡膏现在已经成为标准，当需要更一致和更精细的颗粒时，使用iv型锡膏。iii型锡膏含有直径为25-45μm（0.98-1.77 mil）的颗粒，iv型焊料含有直径为20-38μm（0.79-1.50 mil）的颗粒。典型的经验法则是孔径宽度应该至少是焊球尺寸的5倍。考虑到图8所示的0.24 mm（9.45 mil）孔径，焊锡球直径必须小于0.048 mm（1.89 mil），这意味着可以使用iii型焊锡膏。
4 元件布局
贴片机的元件布局通常非常准确，约为±30μm。图10和图11显示了x2son封装的三分之一焊盘布局错误。为了正确安装部件，x2son-5封装需要±83μm（3.28 mil）或更高的，而x2son-6封装需要±72μm（2.94 mil）的。这样可以使所有引脚与焊锡膏良好接触，并防止它们与焊盘对齐超过三分之一。在焊接过程中，来自熔化焊料的表面张力将使部件对齐。由于很多贴片机都比所需的值要好，所以这个问题不应成为主要pcb组装公司的问题。
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由于采用x2son的小封装尺寸，使用x2son封装让用户能够压缩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制造与组装限制可以降低终产品的复杂性。本应用将讨论制造和组装包含x2son封装的pcb时的一些限制。有三个主要因素影响制造印制电路板（pcb）的封装尺寸和间距。它们是：pcb制造、焊料应用和元件布局。
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）设计人员理解并更好地使用这些信息来优化设计。
由于采用x2son的小封装尺寸，使用x2son封装让用户能够压缩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终产品的复杂性。本应用将讨论制造和组装包含x2son封装的pcb时的一些限制。有三个主要因素影响制造印制电路板（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的设计必须符合pcb制造商的制造规格。pcb的可制造性取决于所需的间隙规格。更紧密的间隙规格会导致复杂性增加，限制可用制造商的数量。
大多数成熟的印刷电路板制造商可以生产间距和布线为0.1 mm（？4 mil）的铜层，并可钻出小至0.1 mm（？4 mil）的孔。x2son系列封装的基础pcb尺寸仅需0.208 mm（8.2 mil）间距——这完全在制造范围内。
用这些封装制造的主要问题来自用于连接中心引脚的方法。pcb的可制造性将受到四个主要间隙规格的影响：布线间距、布线宽度、钻孔直径和孔环直径。可视化呈现了每个规格。
显示了连接中心引脚的个选项。此选项用于x2son-5（dpw）封装的同一层的两个引脚之间进行布线。这将引入布线间距和布线宽度限制。角焊盘之间的间距为0.26 mm（10.2 mil），并假设在不增加复杂性的情况下允许制造的布线宽度为0.1 mm（？4 mil），布线间距为0.08 mm（3.15 mil）。布线间距要求小于0.1 mm（？4 mil）将增加制造的复杂性，某些pcb制造厂家可能无法制造。在撰写本文时，主要pcb制造商可以实现0.05 mm（？2 mil）的细节。
显示了布线到中心引脚的第二个选项。此选项在x2son-5（dpw）封装焊盘的单独信号层上布线，并使用通孔连接到中心引脚。通过在底层上布线，可以避免在顶层上紧密的布线间距和布线宽度。这种布局方法将导致与钻孔尺寸和孔环相关的其他限制。为了避免增加复杂性和可能的制造问题，钻孔直径必须保持大于0.1 mm（4 mil）。此外，通孔直径必须小于0.35 mm（13.78 mil），以便通孔小于中心引脚。这需要0.125 mm（5 mil）的孔环规格。因为大多数pcb制造厂可轻易实现0.125 mm的孔环规格，此选项提供了有效的解决方案。
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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。
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ti建议使用0.1 mm（？4 mil）厚的焊料钢网，孔径尺寸在焊盘尺寸的92%至100%之间，以进行适当的焊料沉积。当使用盘中孔方法时，这应该增加10%。图8和图9分别展示了ti的x2son-5（dpw）和x2son-6（dtb）封装的焊锡膏建议。
焊料钢网孔径尺寸与焊锡膏选择有关。今天，用于smt焊接的锡膏主要有两种类型：iii型和iv型。iii型焊锡膏现在已经成为标准，当需要更一致和更精细的颗粒时，使用iv型锡膏。iii型锡膏含有直径为25-45μm（0.98-1.77 mil）的颗粒，iv型焊料含有直径为20-38μm（0.79-1.50 mil）的颗粒。典型的经验法则是孔径宽度应该至少是焊球尺寸的5倍。考虑到图8所示的0.24 mm（9.45 mil）孔径，焊锡球直径必须小于0.048 mm（1.89 mil），这意味着可以使用iii型焊锡膏。
4 元件布局
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