Samlingskvaliteten af SMT (Surface Mount Technology) er direkte relateret til printpladens design, og størrelsesforholdet mellem pladerne er afgørende. Hvis printpladens design er korrekt, kan mindre fejljustering under placeringen korrigeres under reflow-lodningsprocessen (kendt som selvjustering eller selvkorrektionseffekt). Hvis printpladens design derimod er forkert, kan selv præcis placering resultere i fejljustering af komponenter, loddebroer og andre loddefejl efter reflow-lodning.
Grundlæggende principper for PCB-pudedesign
Baseret på analysen af forskellige komponentloddeforbindelsesstrukturer, bør PCB-pudedesignet fokusere på følgende nøglefaktorer for at sikre loddeforbindelsernes pålidelighed:
- SymmetriPuderne i begge ender skal være symmetriske for at sikre balancen i den smeltede lodnings overfladespænding.
- PudeafstandSørg for korrekt overlapning mellem komponentledningerne eller -benene og elektroderne. Elektroder, der er for langt fra hinanden eller for tæt på hinanden, kan forårsage loddefejl.
- Resterende pudestørrelseDen resterende størrelse efter komponentens ledning eller stikkontakt overlapper med puden, skal være tilstrækkelig til at muliggøre dannelsen af en pålidelig loddeforbindelse.
- Pad BreddePudens bredde skal generelt svare til bredden af komponentledningen eller -stiften.
Loddeevnefejl forårsaget af pudestørrelse
Inkonsistente pudestørrelser
Pudestørrelser skal være ensartede, og deres længde skal være inden for et passende interval. Puder, der er for korte eller for lange, kan forårsage "tombstoning"-fænomenet (at de står op). Uensartede pudestørrelser eller ujævne trækkræfter kan også føre til tombstoning af komponenter.
Padbredde for bred sammenlignet med komponentledninger
Pudens design bør ikke være for bredt i forhold til komponenten. En pudebredde, der er to mil bredere end komponentens ledning, er tilstrækkelig. Hvis pudens bredde er for bred, kan det føre til komponentforskydning, kolde loddeforbindelser eller utilstrækkelig loddedækning på puden.
Padbredde for smal sammenlignet med komponentledninger
Hvis pudens bredde er smallere end komponentledningen, vil der være utilstrækkeligt kontaktareal mellem komponentledningen og puden under SMT-placering. Dette kan få komponenten til at vippe eller vende under lodningsprocessen.
Pad-længden er for lang sammenlignet med komponentledningerne
Puderne bør ikke være for lange i forhold til komponentens ledninger. Hvis puden strækker sig for langt, kan for meget loddepasta under reflow-lodning trække komponenten til den ene side og forårsage forkert justering.
Pudeafstand for tæt
Problemet med kortslutning på grund af utilstrækkelig afstand mellem pads opstår typisk i IC-pads. Den indvendige afstand mellem pads til andre komponenter bør dog ikke være væsentligt kortere end komponentens ledningsafstand. Hvis afstanden er for smal, kan det også resultere i en kortslutning.
(pic-PCB-pudedesign-4)
Bredden på pudepinden er for lille
Ved SMT-placering kan en for lille bredde på en pude føre til forkert justering. Hvis en bestemt pude f.eks. er for lille, eller nogle puder er mindre end andre, kan det resultere i utilstrækkelig eller ingen lodning på den pude, hvilket forårsager ujævn spænding og forskydning af komponenten.
Et reelt tilfælde af små puder, der forårsager komponentforskydning
Materialepudestørrelsen matcher ikke printpladens emballagestørrelse
Problem BeskrivelseUnder SMT-produktion, efter reflow-lodning, blev det konstateret, at en induktor havde ændret position. Ved undersøgelse blev det opdaget, at materialepudens størrelse (3.31 mm) matchede ikke printpladens størrelse (2.51.6 mm), hvilket får materialet til at vride sig efter lodning.
ImpactUoverensstemmelsen førte til dårlig elektrisk forbindelse, hvilket påvirkede produktets ydeevne. I alvorlige tilfælde resulterede det i, at produktet ikke kunne starte.
Yderligere risikoHvis det ikke er muligt at anskaffe komponenter med matchende pad-størrelser, der også opfylder den krævede induktans og strømtolerance for kredsløbet, er der risiko for, at det er nødvendigt at ændre printkortets design.
Inspektion af standardpakkepude til chip
Ved pålidelighedskontrol af lodning af standardchippakker bør tre nøgleaspekter overvejes:
- Padlængde
- Pad Bredde
- Afstand mellem puder
Disse tre faktorer er afgørende for at sikre, at chippen kan monteres og loddes korrekt under SMT-processen.
