La qualitat del muntatge de la SMT (Tecnologia de Muntatge Superficial) està directament relacionada amb el disseny del pad de la PCB, i la relació de mida dels pads és crucial. Si el disseny del pad de la PCB és correcte, es pot corregir una desalineació menor durant la col·locació durant el procés de soldadura per refusió (conegut com a efecte d'autoalineació o autocorrecció). D'altra banda, si el disseny del pad de la PCB és incorrecte, fins i tot una col·locació precisa pot provocar una desalineació dels components, ponts de soldadura i altres defectes de soldadura després de la soldadura per refusió.
Principis bàsics del disseny de pads de PCB
Basant-nos en l'anàlisi de diverses estructures de soldadura de components, per garantir la fiabilitat de les soldadures, el disseny del pad de la PCB s'ha de centrar en els factors clau següents:
- SimetriaEls coixinets dels dos extrems han de ser simètrics per garantir l'equilibri de la tensió superficial de la soldadura fosa.
- Espaiat de coixinetsAssegureu-vos que hi hagi una superposició adequada entre els cables o pins dels components i els coixinets. Els coixinets que estan massa separats o massa junts poden causar defectes de soldadura.
- Mida restant del coixinetLa mida restant després que el cable o el pin del component se superposi amb el pad ha de ser suficient per permetre la formació d'una unió de soldadura fiable.
- Amplada del coixinetL'amplada del coixinet generalment ha de coincidir amb l'amplada del cable o pin del component.
Defectes de soldadura causats per la mida del coixinet
Mides de coixinet inconsistents
Les mides dels coixinets han de ser consistents i la seva longitud ha d'estar dins d'un rang adequat. Els coixinets massa curts o massa llargs poden provocar el fenomen de "tombstoning" (aixecament). Les mides inconsistents dels coixinets o les forces de tracció desiguals també poden provocar el tombstoning dels components.
Amplada del coixinet massa ampla en comparació amb els cables dels components
El disseny del pad no ha de ser excessivament ample en comparació amb el component. N'hi ha prou amb una amplada de pad de dues mil·límetres més ampla que el cable del component. Si l'amplada del pad és massa ampla, pot provocar el desplaçament del component, unions de soldadura fredes o una cobertura insuficient de la soldadura al pad.
Amplada del coixinet massa estreta en comparació amb els cables dels components
Si l'amplada del pad és més estreta que el cable del component, no hi haurà prou àrea de contacte entre el cable del component i el pad durant la col·locació de l'SMT. Això pot fer que el component s'inclini o es bolqui durant el procés de soldadura.
Longitud del coixinet massa llarga en comparació amb els cables dels components
Els pads no han de ser excessivament llargs en comparació amb els cables del component. Si el pad s'estén massa, un flux excessiu de pasta de soldadura durant la soldadura per refusió pot estirar el component cap a un costat, provocant una desalineació.
Espai de les coixinets massa estret
El problema de curtcircuit a causa d'un espaiament insuficient entre els coixinets sol produir-se en els coixinets dels circuits integrats. Tanmateix, l'espaiat interior dels coixinets per a altres components no hauria de ser significativament més curt que l'espaiat dels cables del component. Si l'espaiat és massa estret, també pot provocar un curtcircuit.
(Disseny de coixinet pic-PCB-4)
Amplada del pin del coixinet massa petita
En la col·locació SMT, si l'amplada d'un pad és massa petita, pot provocar una desalineació. Per exemple, si un pad en particular és massa petit o alguns pads són més petits que d'altres, pot resultar en una soldadura insuficient o nul·la en aquest pad, causant una tensió desigual i desplaçament del component.
Cas real d'una petita coixinet que causa una desalineació de components
La mida del coixinet de material no coincideix amb la mida de l'embalatge de la PCB
Descripció del problemaDurant la producció de SMT, després de la soldadura per refusió, es va descobrir que un inductor havia canviat de posició. Després d'investigar-ho, es va descobrir que la mida del coixinet de material (3.31 mm) no coincidia amb la mida del pad de la PCB (2.51.6 mm), fent que el material es torci després de la soldadura.
impacteLa discrepància va provocar una mala connectivitat elèctrica, cosa que va afectar el rendiment del producte. En casos greus, va provocar que el producte no s'arrenqués.
Risc addicionalSi no és possible obtenir components amb mides de pad coincidents que també compleixin la inductància i la tolerància de corrent requerides per al circuit, hi ha el risc de necessitar modificar el disseny de la PCB.
Inspecció de coixinets de paquet estàndard de xips
Per a les comprovacions de fiabilitat de la soldadura en paquets estàndard de xips, cal tenir en compte tres aspectes clau:
- Longitud del coixinet
- Amplada del coixinet
- Espaiat entre coixinets
Aquests tres factors són essencials per garantir que el xip es pugui muntar i soldar correctament durant el procés SMT.
