0201元件的應(yīng)用對印制電路板的設(shè)計與制造有著很大的影響。其主要影響方面是
PCB設(shè)計的方面,主要包括焊盤設(shè)計、元件間距和布線設(shè)計。0201元件要求更小的焊盤,更細(xì)更密的布線,以及更小的元件間距。對于這些方面的改變,從技術(shù)上都是可行的,但是直接影響到了PCB的生產(chǎn)成本,是成本大幅提升。下面我們詳細(xì)的討論一下0201對PCB元件間距和布線設(shè)計的影響。
一、元件間距與布線設(shè)計
使用0201元件的最主要原因就是節(jié)省PCB上的空間。這樣可以將更多的元件設(shè)計到PCB上,以增加產(chǎn)品的功能和減小產(chǎn)品的體積。 0201元件帶來的好處除了本身體積減小之外,還包括元件間距的減少。這樣進(jìn)一步節(jié)省了空間。一些制造商和研究機(jī)構(gòu)做過這方面的研究,結(jié)果顯示,使用0201元件的PCB和使用0402的PCB相比節(jié)省了60%以上的空間。研究結(jié)果還顯示,元件的間距最小可以小到6mil。
當(dāng)前,針對0201元件的應(yīng)用,對合同制造商的元件間距的要求是16mil。我們可以見到的經(jīng)常使用的間距是8mil、12mil、16mil、20mil。當(dāng)然,元件的間距越小,所節(jié)省的空間就越多。但是更小的間距對貼片設(shè)備的精度,模板的精度以及PCB布線的設(shè)計都有很大影響。元件間距越小,貼片機(jī)的精度應(yīng)該越高,模板上的開口的間距也越小,模板就越難制作。如果要實(shí)現(xiàn)8mil的間距,則需要在PCB的布線方面作一些改進(jìn)。
首先先看一下PCB布線的線寬和線距的標(biāo)準(zhǔn),參見表1.1-1.3
表1.1線寬和線距 |
線寬/英寸 |
線間距/英寸 |
備注 |
線寬/英寸 |
線間距/英寸 |
備注 |
0.1 |
0.01 |
簡便 |
0.005 |
0.005 |
困難 |
0.007 |
0.008 |
標(biāo)準(zhǔn) |
0.002 |
0.002 |
極困難 |
表1.2外層線寬和線距 |
功能 |
0.012/0.10 |
0.008/0.008 |
0.006/0.006 |
0.005/0.005 |
線寬/英寸 |
0.012 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
焊盤間距/英寸 |
0.008 |
0.008 |
0.008 |
0.008 |
線間距/英寸 |
0.008 |
0.008 |
0.006 |
0.006 |
線-焊盤間距/英寸 |
0.006 |
0.006 |
0.007 |
0.005 |
環(huán)形圖*/英寸 |
0.005 |
0.005 |
0.005 |
0.006 |
*為孔邊緣到焊盤邊緣的距離 |
表1.3內(nèi)層線路線寬和線距 |
功能 |
0.012/0.10 |
0.008/0.008 |
0.006/0.006 |
0.005/0.005 |
線寬/英寸 |
0.012 |
0.008 |
0.006 |
0.005 |
焊盤間距/英寸 |
0.01 |
0.008 |
0.006 |
0.005 |
線間距/英寸 |
0.01 |
0.008 |
0.006 |
0.005 |
線-焊盤間距/英寸 |
0.01 |
0.006 |
0.006 |
0.005 |
環(huán)形圖/英寸 |
0.008 |
0.008 |
0.007 |
0.006 |
線-孔邊緣/英寸 |
0.018 |
0.016 |
0.013 |
0.016 |
板-孔邊緣/英寸 |
0.018 |
0.016 |
0.013 |
0.016 |
我們這里一般討論的是外層線路,所以可以看到線寬和線間距都有一個范圍。一般將線寬和線距為:X/X。比如,線寬為7mil,線間距為8mil,則記:7/8。當(dāng)前PCB布線的最小標(biāo)準(zhǔn)為5/5,即5mil的線寬和5mil的線間距。由于使用了0201元件,以在一定范圍內(nèi)可以適當(dāng)?shù)氖褂?/3,4/4的布線設(shè)計。另外,當(dāng)有BGA元件時,可以在一定的范圍內(nèi)使用4/4的布線設(shè)計。不過如果較大規(guī)模的使用3/3,4/4的布線設(shè)計將會帶來負(fù)面影響,也就是PCB成本的增加。如果使用的是3/3的布線設(shè)計,其成本的增加幅度大概為15%-25%。
另外還有一個要考慮的方面就是布線寬度、間距和元件/焊盤間距之間的相互影響。比如如果使用8mil的焊盤間距,即使3/3的布線設(shè)計方案也不能夠使用。因?yàn)樵g沒有足夠的空間。最低的要求為9mil。
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