background image

Ceramic Surface Mount 

Mounting Pad 

Dimensions and Considerations 

The objective of this document is to introduce the IPC-SM-782 methodology for 

solder reflow land patterns.  The methodology will be extended to all NOVACAP 

standard and non-standard part sizes including assumptions for pick & place 

accuracy along with desired solder fillets.  NOVACAP strongly recommends the 

user review the IPC-SM-782 document and visit their web site at 

www.ipc.org

.

We remind the user they are responsible for all additional modifications needed 

for solder fillet visual requirements and level of robustness. 

The amount of solder applied to the chip capacitor will influence the reliability of 

the device. Excessive solder can create thermal and tensile stresses on the 

component that could lead to fracturing of the chip or the solder joint itself. 

Insufficient or uneven solder application can result in weak bonds, rotation of the 

device off line or lifting of one terminal off the pad (tombstoning). 

The volume of solder is process and board pad size dependent. The following 

pad sizes are represented for solder reflow and vapor phase processes. WAVE 

SOLDERING exposes the devices to a large solder volume, hence the pad size 

area must be restricted to accept an amount of solder that is not detrimental to 

the chip size utilized. Typically the pad width is 66% of the component width, and 

the length is .030 (.760 mm) longer than the termination band on the chip. A 

0805 chip, which is .050 wide and has a .020 termination band, therefore 

requires a pad .033 wide by .050 in length. Opposing pads should be identical in 

size to preclude uneven solder fillets and mismatched surface tension forces, 

which can misalign the device. It is preferred that the pad layout results in 

alignment of the long axis of the chips at right angles to the solder wave, to 

promote even wetting of all terminals. Orientation of components in line with the 

board travel direction may require dual waves with solder turbulence to preclude 

cold solder  

 

 

 

 

 

25111

solder-html.html
background image

joints on the trailing terminals of the devices, as these are blocked from full 

exposure to the solder by the body of the capacitor. Restrictions in chip 

alignment do not apply to SOLDER REFLOW or VAPOR PHASE processes, 

where the solder volume is controlled by the solder paste deposition on the 

circuit pads. Pads are designed to match or slightly exceed the width of the 

capacitor, with length .030 (.760 mm) greater than the chip terminal band width, 

to provide a wetting area for a full solder fillet. 

Most of the ceramic surface mount capacitors may not be wave soldered.  The 

0402 size capacitors will likely experience solder bridging due to the close 

proximity of the terminations.  The 0603 can be wave soldered however the glue 

dots must be accurately placed and the wave controlled to prevent bridging.  

Ceramic capacitors larger than 1210 should not be wave soldered.  Large 

thermal gradients are present as well as robustness issues due to board flex 

problems.  Some design layouts have required wave soldering of the 1812 size.  

This should be done with extreme caution. 

There are practical limitations on capacitor sizes that prohibit reliable direct 

mounting of chip capacitors larger than 2225 to a substrate.  Without mechanical 

restriction, thermally induced stresses are released once the capacitor attains a 

steady state condition, at any given temperature.  Capacitors bonded to 

substrates, however, will retain some stress, due primarily to the mismatch of 

expansion of the component to the substrate; the residual stress on the chip is 

also influenced by the ductility and hence the ability of the bonding medium to 

relieve the stress.  Unfortunately, the thermal expansions of chip capacitors differ 

significantly from those of substrate materials. At 25°C to 300°C, capacitors 

typically range in expansion coefficient from 8.3 x 10

-6

 to 12.2 x 10

-6

 in/in/°C, 

while 99% Alumina is approximately 6.0 x 10

-6

 in/in/°C and P.C. board is typically 

16.0 x 10

-6

 in/in/°C.

The IPC-SM-782 formulas and calculation were adopted to determine the pad 

sizes for the “J” and “L” leaded configurations.  An industry standard does not 

exist for these leaded configurations.  The tab dimension and tolerances 

replacing the endband numbers determined the dimensions.  The capacitor 

thickness range was remained constant at .010”-.070” for the toe, heel, and side 

solder fillet calculations. 

All statements, information and data given within this document are believed to 

be accurate and reliable, but are presented without guarantee, warranty, or 

responsibility of any kind, expressed or implied. Specifications are typical and 

may not apply to all applications. 

 

 

solder-html.html
background image

Footprint Design For Surface Mount Capacitors

                                                      D 

               A 

                                               

                                                      C 

                                  B                                      B 

SIZE 

A

B

C

D

Width

Pad 

Spacing 

Length 

0402

0.028 

0.035 

0.018 

0.088 

0403

0.038 

0.035 

0.018 

0.088 

0504

0.048 

0.036 

0.026 

0.098 

0603

0.038 

0.040 

0.030 

0.110 

0805

0.060 

0.045 

0.035 

0.125 

1005

0.060 

0.055 

0.040 

0.150 

1206

0.068 

0.065 

0.045 

0.175 

1209

0.100 

0.065 

0.045 

0.175 

1210

0.110 

0.065 

0.045 

0.175 

1515

0.165 

0.070 

0.060 

0.200 

1808

0.090 

0.075 

0.080 

0.230 

1812

0.135 

0.075 

0.080 

0.230 

1825

0.265 

0.075 

0.080 

0.230 

2020

0.215 

0.075 

0.100 

0.250 

2211

0.120 

0.085 

0.105 

0.275 

2215

0.160 

0.085 

0.105 

0.275 

2221

0.225 

0.085 

0.105 

0.275 

2225

0.265 

0.085 

0.105 

0.275 

 

 

solder-html.html
background image

Footprint Design For Large Surface Mount Capacitors 

 

(NOVACAP does not recommend direct mounting of chip capacitors larger 

than 2225 to a substrate.  Pad sizes are presented to satisfy requests.  Care 

must be taken in use for differences of thermal expansion.) 

 

                                                      D 
 
 
 
 
               A 
 
                                            
                                                       
                                               
                                                      C 
                                  B                                      B 
 

SIZE 

 

Width 

Pad 

Spacing 

Length 

2520 

0.215 0.085 0.130 0.300 

3030 

0.315 0.085 0.180 0.350 

3040 

0.420 0.085 0.180 0.350 

3333 

0.350 0.090 0.210 0.390 

3520 

0.215 0.090 0.230 0.410 

3530 

0.315 0.090 0.230 0.410 

3540 

0.420 0.090 0.230 0.410 

3545 

0.475 0.090 0.230 0.410 

3640 

0.420 0.090 0.240 0.420 

4020 

0.215 0.105 0.250 0.460 

4040 

0.420 0.105 0.250 0.460 

4540 

0.420 0.105 0.300 0.510 

5040 

0.420 0.110 0.345 0.565 

5440 

0.420 0.110 0.390 0.610 

5550 

0.525 0.110 0.400 0.620 

6560 

0.630 0.115 0.490 0.720 

7565 

0.685 0.120 0.590 0.830 

solder-html.html
background image

Footprint Design for “J” leaded Capacitors 

.100” Typ.                                                        .040” Typ 

                  B 

                                                                     C      D 

                                                               B 

Size 

# Leads 

1812

0.100 

0.050 

0.250 

1825

0.100 

0.050 

0.250 

2020

0.100 

0.070 

0.270 

2221

0.105 

0.085 

0.295 

2225

0.105 

0.085 

0.295 

2520

0.105 

0.115 

0.325 

3030

0.105 

0.165 

0.375 

3040

0.105 

0.165 

0.375 

3333

0.110 

0.185 

0.405 

3520

0.110 

0.205 

0.425 

3530

0.110 

0.205 

0.425 

3540

0.110 

0.205 

0.425 

3545

0.110 

0.205 

0.425 

3640

0.110 

0.215 

0.435 

4020

0.110 

0.260 

0.480 

4040

0.110 

0.260 

0.480 

4540

0.115 

0.300 

0.530 

5040

0.115 

0.355 

0.585 

5440

0.115 

0.395 

0.625 

5550

0.120 

0.395 

0.635 

6560

0.120 

0.500 

0.740 

7565

0.125 

0.595 

0.845 

 

 

solder-html.html
background image

Footprint Design for “L” leaded Capacitors 

.100” Typ.                                                        .040” Typ 

                  B 

                                                                     C      D 

                                                               B 

Size 

# Leads 

1812

0.100 

0.150 

0.350 

1825

0.100 

0.150 

0.350 

2020

0.100 

0.170 

0.370 

2221

0.105 

0.185 

0.395 

2225

0.105 

0.185 

0.395 

2520

0.105 

0.215 

0.425 

3030

0.105 

0.265 

0.475 

3040

0.105 

0.265 

0.475 

3333

0.110 

0.285 

0.505 

3520

0.110 

0.305 

0.525 

3530

0.110 

0.305 

0.525 

3540

0.110 

0.305 

0.525 

3545

0.110 

0.305 

0.525 

3640

0.110 

0.315 

0.535 

4020

0.110 

0.360 

0.580 

4040

0.110 

0.360 

0.580 

4540

0.115 

0.400 

0.630 

5040

0.115 

0.455 

0.685 

5440

0.115 

0.495 

0.725 

5550

0.120 

0.495 

0.735 

6560

0.120 

0.600 

0.840 

7565

0.125 

0.695 

0.945