データシート内の「すべてに1つ」の標準化されたランドパターンと指定されたランドパターン

私は趣味や概念実証の目的で多くの「シンプルな」PCBを設計しましたが、（大量の）製造用には設計していません。将来的にそうするために、そして私の設計スキルと知識をさらに拡大するために、私はさまざまなパッケージのアウトライン標準を調査しています。

今では、「すべてのパッケージに1つの主要な標準」というものはないことを学びました。代わりに、複数の組織によって設定された、複数のパッケージに対する複数の標準があります。「最も認識されている」とは、IPCおよびJEDEC規格です。

しかし、IPC内でも複数のバージョンがあります。IPC-7351Bは（執筆時点で）IPCからの最新のものです。

たとえば、「標準」の0603（1608メトリック）パッケージのアウトラインなどはないことを学びました*。代わりに、0603フットプリント（別名「ランドパターン」）は、必要なボード密度と製造で使用されるはんだ付け技術（ウェーブまたはリフロー）に依存します。

*標準自体とこれらの興味深いスレッドを読むことによって： ここ、 ここ と ここ。

これらの汎用パッケージはある方法で標準化されていると思っていたので（これは非常に一般的であるため）、これは私にとって非常に驚きでした。

とにかく、私はこの混沌とし​​た基準の現実を受け入れました。私は自分で作業するために1つの基準を選択する必要があることを理解しています。IPCを選択したのは、業界で最も使用されているためです。

私のCADソフトウェア（Autodesk Eagle）は、IPC基準を満たす非常に実用的なパッケージジェネレーターを提供しています。IPCに準拠した目的のパッケージの-および3Dモデル-のランドパターンを生成します。

しかし今、私はジレンマに直面しています。「標準0603」が存在しない（1つの標準に固執することで解決する）だけでなく、たとえば「標準LQFP48」も存在しないことを発見しました。

例：Microchip から、TI から、STMから以下のコンポーネントを取得します 。それらはすべて、同じケースサイズとパッドピッチのLQFP48パッケージを備えています。

ただし、3つすべてのデータシートでは、まったく同じLQFP48だと思ったものに対して、わずかに異なるランドパターンを指定しています。違いは微妙で、パッドの拡張（長さ）とパッドの幅（それぞれ0、25-0、27-0、30）にのみ影響しますが、それだけです！

それで、今の経験則は何ですか？これらのコンポーネントが同じ設計である場合、経験豊富なPCB設計者は何を選択しますか？

オプション1：同じパッケージアウトラインとして実際に記述されているものに対して、3倍の異なるランドパターンを使用します。

オプション2：IPC-7351準拠のLQFP48 *を3つすべてに使用します。

* IPC用語では、QFP50P900X900X160-48になります。

違いは微妙なので、おそらく両方のオプションがうまくいくと思いますが、ここでは一般的なルールは何ですか？「良い習慣」とは何ですか？

どうもありがとう！

私の経験では、IPC標準に安全に固執することができます。IPC標準は、各部分に3つの異なるフットプリント（最小、最大、および公称）も提案しています。主に製造プロセスに応じて、どちらを選択するかはあなた次第です。ほとんどの場合、公称パッドサイズを使用します。

一般的に、データシートでメーカーが提案するフットプリントは、評価キットを設計するために使用したものであり、使用したプロセスに対してうまく機能しました。これは、私がかつて大きな半導体企業の1つで働いていたからです。これが起こったことです。フットプリントは通常、IPC標準から導出されたものであり、完全に非標準のパーツでない限り、常に参照する必要があります。

大量生産に関しては、フットプリントを最適化するために十分なPCB改訂を行い、その時点でPCB製造業者/組立工場がランドパターンを引き継ぎ、製造プロセスに合わせてランドパターンを変更し、良好な歩留まりを確保します。

コンポーネントランドに使用する正しいフットプリントは「機能するもの」です。

これは聞こえるほどフリップではありません。

ランドパターンが「機能」するために何をしなければならないのですか？

a）各コンポーネントの脚をパッドに
接続する必要がありますb）隣接するパッドに接続しないでください
c）はんだが液体のときにコンポーネントを正しい位置に引っ張る
必要がありますd）視覚的に検査可能でなければなりません

これらをまとめると、土地は少なくともリードと同じ大きさでなければならないが、近すぎてはいけません。土地をどれだけ大きくできるかにかなりの幅があります。複数のデザインが存在できるのはこの広い緯度です。

より大きなランドは（a）と（d）を満たしますが、ランド間にはんだが付着する可能性があるため、（b）のファウルになります。

特定のフットプリントがランド間の接続を取得せずにはんだ付け可能かどうかは、ボードアセンブラが使用するプロセスに大きく依存し、コンポーネントの熱容量とリードの位置決め精度にもある程度依存します。異なる製造元が異なるアセンブラプロセスを使用してフットプリントを調整する場合、最終的にわずかに異なるパッドサイズになる可能性があります。

何で驚くべきことは、プロセスをできるだけ頻繁にそれがないようにもして動作することです。

その好例。私はかつて0402パッケージのダイオードを使用していましたが、メーカーはそれを非常に小さく、非常に高い実装密度のボードを目指していました。その結果、コンポーネントパッドと正確に同じサイズの銅エリアを持つランドパターンを指定しました。これにより、はんだの量が少なくなり、サイドフィレットやつま先フィレットがないため、社内の特定のリフロープロセスでは、適切に組み立てられないことがよくありました。私は反動生産マネージャーと戦わなければならず、彼の「常にメーカーの推奨を使用する」フットプリントポリシーは、より大きく、はんだプロセスに適したランドを使用するために必要でした。はんだとフィレットが増えると、歩留まりは100％に戻りました。より厚いはんだペーストのステンシルを使用した場合、はんだ付けは問題なく行われた可能性がありますが、ランドが広い他のコンポーネントには不適切でした。