4.3 焊盘设计
焊盘尺寸对SMT产品的可制造性和寿命有着很大的影响，是PCB线路设计的极其关键部分，对焊点的可靠性、焊接过程中可能出现的缺陷、可测试性和检修量等都起着显著作用。元器件制作要求不一样，焊盘设计应根据元器件规格进行制作，方能保证线路的可靠性和防止工艺缺陷（如竖碑及偏斜），显示SMT的优越性。在进行具体设计时，还必须根据具体产品的组装密度、不同工艺、不同的设备以及特殊元器件的要求进行设计。
目前表面组装元器件还没有统一标准，不同的国家，不同的厂商所生产的元器件外形封装都有差异，所以在设计焊盘尺寸时，应与自己所选用的元器件的封装外形、引脚等相适应，确定焊盘长度和宽度。常用的元件焊盘设计可以参考一些标准，如IPC-SM-782、IPC-7095、IPC-7525、IEC-TC52 WG6、JIS C-5010和电子行业工艺标准汇编。
焊盘设计时应遵循以下几点：
(1) 对于同一个器件，凡是对称使用的焊盘，设计时应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致；
(2) 对同一种器件，焊盘设计采用封装尺寸最大值和最小值为参数，计算焊盘尺寸，保证设计结果适用范围宽；
(3) 焊盘设计时，焊点可靠性主要取决于长度而不是宽度；
(4) 焊盘设计要适当：太大则焊料铺展面较大，形成的焊点较薄；较小则焊盘铜箔对熔融焊料的表面张力太小，当铜箔的表面张力小于熔融焊料表面张力时，形成的焊点为不浸润焊点；
(5) 焊盘与较大面积的导电区（如地、电源等平面）相连时，应通过一较细导线进行热隔离，一般宽度为0.2～0.4，长度约为0.6mm。
(6) 波峰焊时焊盘设计一般比再流焊时大，因为波峰焊中元件有胶水固定，焊盘稍大，不会危及元件的移位和直立，相反却能减少波烽焊“遮蔽效应”。
4.4矩形元件（L×W）
焊盘宽度C与元件焊端宽度W之间的关系为：C=W×（0.7～1.3）mm。对于0805以下的阻容元器件，C≤W；对于0805以上的阻容元器件，C＝W＋0.1~0.25mm。长度为约0.9mm左右，焊盘间距为A=L－0.7mm。
厚度相差很大，如电阻器仅为电容器的一半左右，在焊盘设计时应加以注意，尤其是小尺寸阻容元件，应考虑端头侧面良好的浸润焊接。另外，元源二端片元件端头焊区上，下并不完全一致，为了可靠焊接，也需要端侧浸润焊接。所以，要求焊盘比元件的焊区大。
4.5圆柱形元件（φD×L）
MELF元件焊盘图形设计公式：焊盘的宽度为C=D×（0.7～1.0）mm=φmax，长度S=Lmax-(Lmin-2I)，约为1mm左右，两焊盘间距为A=Lmax-2S=Lmin-2I，约为L-1mm。（仅考虑元件公差的理想设计，未考虑帖放误差）
具体制作时，考虑到元件贴装误差，尺寸要稍微放大。再流焊时，宽度增加0.05~0.1mm，长度增加0.2~0.3mm；波峰焊时，宽度增加0.1mm，长度增加0.2~0.6mm。另外再流焊工艺时，希望在焊盘设计时开一个缺口，以便元件在再流焊过程中定位。缺口深度尺寸F=(Lmax-A)/2，缺口深度E取0.3mm（对小尺寸元件，如1/8W电阻）和0.4mm（对尺寸较大的元件，如1/4W电阻）。由于一般焊盘铜层厚度（包括镀层和阻焊层）不会超过0.2mm，缺口E不宜取得过大。
图1 MELF元件焊盘图形及缺口设计示图
4.6 SOP（翼型引脚）、QFP封装器件
这类器件焊盘设计没有标准的计算公式，相对困难。焊盘宽度C应等于（或稍大/小）焊端（或引脚）的宽度，一般为C=W+0.1mm。焊盘长度常取2.0±0.5mm，一般为B=T+b1+b2，其中b1=0.45～0.6mm，有利于焊料熔融时能形成良好的弯月形轮廓的焊点，还能有效避免钎料产生桥连缺陷及兼顾元器件的贴装偏差为宜；b2=0.25～1.5mm，主要以保证能形成最佳的弯月形轮廓的焊点为宜，（对于SOIC、QFP等器件还应兼顾其焊盘抗剥离的能力），如图2所示。
图2 翼形引脚焊点形状及其焊盘
对于SOIC、QFP器件，焊盘长度B=T+（0.6～0.8）mm，焊盘中心之间的间距与芯片本身的间距相等，焊盘的空隙等于（或稍小于）引线间的空隙。
脚间距在1.27mm以上的SO、SOJ等IC芯片，焊盘宽度C≤1.2W，脚间距在0.65～1.27之间，焊盘宽度C≥W，一般为C=W+0.1~0.25mm；而对于0.65mm包括0.65mm引脚间距以下的IC芯片，焊盘宽度应等于引脚的宽度。
QFP焊盘宽度应等于引脚的宽度，C=W+0.1mm；为对于细间距的QFP，有时候焊盘宽度要适当减小，如在两焊盘之间有引线穿过时。焊盘长度B=L+（0.6~1.0）mm，焊盘间距A＝F－0.25mm。
同时较长的焊盘，增大了焊膏与焊盘之间的表面张力利于焊膏释放，给印制焊膏工艺带来方便。实际应用中还证明焊盘上引脚前后有过盈区非常有利于过量的焊料储料以较少焊后桥连危险。
4.7 晶体管（SOT）
焊盘宽度C与元件引线宽度W之间的关系为：C≥W；焊盘长度＝元件引脚长度＋b1+b2，其中b1＝b2＝0.3～0.5mm；焊盘间距在保证等于引线中心距的基础上，将每个焊盘四边的尺寸向外延伸至少0.35mm。
4.8 SOJ、PLCC器件（J形引脚）
焊盘设计原则：（0.5～0.8mm）×（1.85～2.15mm）；引脚中心应在焊盘图形内侧1/3至焊盘中心之间；SOJ相对两排焊盘间距一般为4.9mm。
4.9 BGA焊盘设计及假焊盘
BGA焊盘形状为圆形，直径为焊球直径的80％，设计时最好采用公制尺寸，因为元件是按公制生产的，按英制设计会造成贴装偏差。
从组装工艺因素考虑，有时在二端片式元件下面设计一个假焊盘，它并不作焊接用，而是为波峰焊点胶之用，故称傀儡图形。该图形使胶与元件粘连容易，不致因胶面过低而粘不上元件。
5.基准点标记制作要求
(1) 基准标志常用图形有正方形、圆形、三角形和十字形，基准点标记最小的直径为0.5mm，最大为3mm。一般置2~3个直径为1mm的实心圆于板对角线上作为基准标志。如是拼板，则每块拼板应设计有基准标志；
(2) 同一块板上的标记尺寸力求相同，变化不许超过25μm；
(3) 基准点可以是裸铜，或在上面镀镍、镀锡、镀焊料(HASL，厚度7～10μm)。镀层厚度首选5～10μm，最大不超过25μm，基准点表面平整度应该在15μm内；
(4) 基准点离印制板边缘至少5mm，形状不规则的板应该另外加5mm的板边。放置位于板和元器件的对角线，基准点标记周围不能有其它电路特征，其空旷区尺寸最好等于标记直径；
(5) 拼板可采用邮票板或双面对刻V型槽的分离技术，V型槽深度控制在板厚的1/6～1/8，长度控制在所在边的1/3内；双面贴装不进行波峰焊的PCB，可采用双数拼板正反面各半，两面图形按相同的排列方式可以提高设备利用率；
(6) 引脚间距在0.65mm以下的细间距贴装IC，应在其焊盘图形附近增设基准标志，一般在对角线上设置两个对称基准点作为贴片机光学定位和校准用。
6.测试点制作要求
关键性元件需要在PCB上设计测试点。用于焊接表面组装元件的焊盘不允许兼作检测点，必须另外设计专用的测试焊盘，以保证焊点检测和生产调试的正常进行。用于测试的焊盘尽可能的安排于PCB的同一侧面上，即便于检测，又利于降低检测所花的费用。
6.1工艺设计要求
(1) 测试点距离PCB边缘需大于5mm；
(2) 测试点不可被阻焊剂或文字油墨覆盖；
(3) 测试点最好镀焊料或选用质地较软、易贯穿、不易氧化的金属，以保证可靠接地，延长探针使用寿命
(4) 测试点需放置在元件周围1mm以外，避免探针和元件撞击；
(5) 测试点需放置在定位孔（配合测试点用来精确定位，最佳用非金属化孔，定位孔误差应在±0.05mm内）环状周围3.2mm以外；
(6) 测试点的直径不小于0.4mm，相邻测试点的间距最好在2.54mm以上，但不要小于1.27mm；
(7) 测试面不能放置高度超过6.4mm的元器件，过高的元器件将引起在线测试夹具探针对测试点的接触不良；
(8) 测试点中心至片式元件端边的距离C与SMD高度H有如下关系：SMD高度H≤3mm，C≥2mm；SMD高度H≥3mm，C≥4mm。
(9) 测试点焊盘的大小、间距及其布局还应与所采用的测试设备有关要求相匹配。
6.2电气设计要求
(1) 尽量将元件面的SMC/SMD测试点通过过孔引到焊接面，过孔直径大于1mm，可用单面针床来测试，降低测试成本；
(2) 每个电气接点都需有一个测试点，每个IC需有电源和接地测试点，且尽可能接近元件，最好在2.54mm以内；
(3) 电路走线上设置测试点时，可将其宽度放大到1mm；
(4) 测试点应均匀分布在PCB上，减少探针压应力集中；
(5) PCB上供电线路应分区域设置测试断点，以便电源去耦合或故障点查询。设置断点时应考虑恢复测试断点后的功率承载能力。
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