一种CQFP芯片自带非金属化通孔的PCB封装方法与流程

一种cqfp芯片自带非金属化通孔的pcb封装方法
技术领域
1.本发明涉及pcb封装技术领域，尤其涉及一种cqfp芯片自带非金属化通孔的pcb封装方法。


背景技术：

2.随着电子技术的不断发展，印制电路板的使用也越来越频繁和复杂。元器件的pcb封装，是印制电路板的核心，也是其重要的组成部分。pcb封装技术的改进和完善，是显示印制电路板成熟和稳定的一个重要标志。目前，pcb封装技术已经经历了长达数十年的补充和完善，甚至在很多中大规模企业中都设有pcb封装库和原理图符号库的专职岗位，以应对不断变化和日益复杂的封装需求，可见pcb封装在电子设计领域占据着举足轻重的地位。cqfp(cearmci quad flpaack)封装是一种密封的表面安装封装形式，cqfp是一种先进的器件封装形式，采用了陶瓷基板和镀金引线，具有体积小、重量轻、封装密度高、热电性能好、适合表面安装、可靠性高等特点，广泛应用于军事、航天和航空领域。
3.但是，对于某些特殊的元器件，pcb封装不仅仅需要满足一般的电器连接特性的需求，还需要满足机械特性或热特性的需求。而往往，这些机械特性或热特性是造成产品成功与否的关键因素。目前，不管是在普通的商业市场上还是民用、航天等领域，对pcb封装的重视程度还没有那么的严格，导致在设计过程中还是由于封装的不合理而出现种种技术问题，无法满足航天领域需要的技术指标和要求。
4.目前在在pcb的封装领域，包括封装设计和分析等方面主要有以下几种方法：
5.专利申请号201710628841.0，名称“一种qfn芯片pcb封装方法及pcb板”，公开了一种qfn芯片的pcb封装方法，确定需要与中间焊盘电连接的引脚焊盘，将该引脚焊盘与中间焊盘通过布线层电连接；调整与中间焊盘电连接的引脚焊盘的阻焊层尺寸或/和中间盘的阻焊层尺寸，使得该引脚焊盘的阻焊层与中间焊盘的阻焊层的间距≥设定距离。
[0006]“pcb封装库的基础学习与运用”，电脑知识技术，2018年第14卷第11期，公开了一种在dxp软件的基础上，手动绘制pcb封装模型的方法，并利用软件系统自带的模型设计向导，定制符合自己设计要求的pcb封装。
[0007]“高速bga封装与pcb差分互连结构的设计与优化”，现代电子技术，2017年第40卷第22期，公开了封装与pcb互连区域差分布线方式，信号布局方式，信号孔/地孔比，布线层与过孔残桩这四个方面对高速差分信号传输性能和串扰的具体影响。
[0008]“同一pcb板上不同封装结构的热应力分析”，电子元件与材料，2013年32卷第2期，对同一pcb板上qfp和pbga两种不同封装结构，在温度循环载荷下的应力场进行了研究，并对不同封装结构的性能进行了比较分析。结果表明：在温度循环载荷下，无论何种封装组件，越靠近pcb板的边缘，器件的应力值越大；在同等条件下，pbga封装器件的应力值高于qfp封装器件。
[0009]
专利申请号201710617180.1，名称“pcb封装设计方法和装置”，公开了一种自带禁布区的pcb封装库。它提供的pcb封装设计方法和装置，对器件封装库中的禁布区进行绑定
操作，当调用该器件封装库进行pcb设计时，禁布区就绑定在所调用器件的图形符号内。器件自带的禁布区无法单独删除，只能将器件整体删除。
[0010]
综上所述，现有技术没有给出一种cqfp芯片自带非金属化通孔的pcb封装，可以有效避免某些元器件的漏开通孔或错开通孔的问题以及开孔后造成的信号完整性问题。


技术实现要素：

[0011]
本发明的目的是提供一种cqfp芯片自带非金属化通孔的pcb封装方法。
[0012]
为实现上述目的，本发明提供了一种cqfp芯片自带非金属化通孔的pcb封装方法，包括如下步骤：
[0013]
步骤s1，建立pcb封装；
[0014]
步骤s2，判断是否进行非金属通孔设置；
[0015]
步骤s3，在进行所述非金属通孔的情况下，确定非金属化通孔的数量和位置；
[0016]
其中，pcb封装的尺寸与非金属化通孔的数量之间的关系由下式确定：
[0017][0018]
其中：n:非金属化通孔数量，单位为个；l
max
：最长边的边长，单位为cm.k:常数，k＝1cm；
[0019]
步骤s4，确定非金属化通孔的孔径与非金属化穿孔物料之间的关系；
[0020]
步骤s5，根据非金属化通孔的穿孔物料生成自带非金属化通孔的pcb封装。
[0021]
优选地，所述步骤s2中，元器件引脚焊接的粘合力不足以应对高强度的力学冲击时，进行非金属化通孔设置，和/或；带大尺寸封装底座的元器件进行非金属化通孔设置，和/或；元器件的高度尺寸超过芯片引脚距离印制电路板2倍时，进行非金属化通孔固定，和/或；元器件的总重量超过芯片引出管脚重量的2倍时，进行非金属化通孔固定。
[0022]
优选地，所述步骤s3中，所述非金属化通孔位置分别设置在元器件两边。
[0023]
优选地，所述非金属化通孔位置设置在元器件的最长两边的1/2点、1/3点、1/4点处。
[0024]
优选地，所述步骤s3中，非金属化通孔的位置根据pcb封装的形状和尺寸设定。
[0025]
优选地，所述步骤s4中，非金属化通孔的数量根据pcb封装的形状和尺寸设定。
[0026]
优选地，所述步骤s5中，所述非金属化通孔的孔径大于等于2倍的穿孔物料的直径。
[0027]
优选地，所述步骤s5中，根据非金属化通孔的孔径确定穿孔物料直径；或根据穿孔物料直径确定非金属化通孔的孔径。
[0028]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0029]
第一，通过采用元器件封装自带非金属化通孔的方法，缓解了工程师误操作非金属化通孔而带来的非金属化通孔数量减少或增加导致的问题，降低了pcb工艺师的出错概率和工作量。
[0030]
第二，通过采用元器件封装自带非金属化通孔的方法，一定程度上规避了后期由于需要避开非金属化通孔而带来的大量走线的情况，规避了可能带来的信号不完整的问题，达到高可靠性和高稳定性的目的。
附图说明
[0031]
图1为本发明所述的一种cqfp芯片自带非金属化通孔的pcb封装方法步骤示意图；
[0032]
图2为本发明所述的自带非金属化通孔的pcb封装示意图；
[0033]
图3为本发明实施例中相关非金属化通孔示例图。
具体实施方式
[0034]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
如图1所示，本发明提供了一种cqfp芯片自带非金属化通孔的pcb封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0036]
步骤s1，建立pcb封装；
[0037]
步骤s2，判断是否进行非金属通孔；
[0038]
步骤s3，在进行所述非金属通孔的情况下，确定非金属化通孔的数量和位置；其位置的摆放不能影响正常元器件的功能性能等特性。
[0039]
其中，pcb封装的尺寸与非金属化通孔的数量之间的关系由下式确定：
[0040][0041]
其中：n:非金属化通孔数量，单位为个；l
max
：最长边的边长，单位为cm.k:常数，k＝1cm；
[0042]
步骤s4，确定非金属化通孔的孔径与非金属化穿孔物料之间的关系；要求非金属化通孔不得与印制电路板有任何形式的电气连接点。
[0043]
步骤s5，根据非金属化通孔的穿孔物料生成自带非金属化通孔的pcb封装。根据非金属化孔的穿孔物料基本要求及其规范，对于使用的具体环境而言，其非金属化线一般应具有不导电、耐折、耐磨、耐高温、耐高湿、不易引入多余物等特点。
[0044]
本领域技术人员可以理解，在元器件的pcb封装库建立之初，就确定好是否需要对此种类型的元器件封装进行非金属化开孔操作。如果需要对元器件封装进行开孔，则根据相应的非金属化通孔安放规则对元器件的pcb封装进行补加非金属化通孔的操作。并再根据非金属化通孔的位置，选择适合的非金属化方法和步骤。
[0045]
进一步，所述步骤s2中，元器件引脚焊接的粘合力不足以应对高强度的力学冲击时，进行非金属化通孔设置；和/或；带大尺寸封装底座的元器件进行非金属化通孔设置，如电池组、高稳晶振、大电容、cqfp,dip,lcc封装的元器件；和/或；元器件的高度尺寸超过芯片引脚距离印制电路板2倍时，进行非金属化通孔固定；和/或；元器件的总重量超过芯片引出管脚重量的2倍时，进行非金属化通孔固定。
[0046]
进一步，所述步骤s3中，非金属化通孔位置分别设置在元器件两边。
[0047]
进一步，非金属化通孔位置设置在元器件的最长两边的1/2点、1/3点、1/4点处。
[0048]
进一步，所述步骤s3中，非金属化通孔的位置根据pcb封装的形状和尺寸设定。
[0049]
进一步，所述步骤s4中，非金属化通孔的数量根据pcb封装的形状和尺寸设定。
[0050]
进一步，所述步骤s5中，根据非金属化通孔的孔径确定穿孔物料直径；或根据穿孔物料直径确定非金属化通孔的孔径。
[0051]
进一步，所述步骤s5中，非金属化通孔的孔径大于等于2倍的穿孔物料的直径。
[0052]
如图2、3所示，基于上述方法，本发明在pcb的布局布线过程中，通过自带非金属化通孔的pcb封装结构，能够确保每一个需要开孔的元器件都能够正常开孔，并且在设计之初就已经考虑好非金属化通孔的位置，从而避免了可能造成的信号完整性问题。通过在pcb封装中加入非金属化通孔，不仅可以提高电子工艺师的检查效率和也降低了布局布线设计师的出错概率和设计难度，同时还可以有效避免因设计完成之后再开孔而造成的一系列信号完整性问题，从而提高产品的抗干扰能力与可靠性。
[0053]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。