Kualitas perakitan SMT (Surface Mount Technology) berhubungan langsung dengan desain bantalan PCB, dan rasio ukuran bantalan sangat penting. Jika desain bantalan PCB benar, ketidaksejajaran kecil selama penempatan dapat diperbaiki selama proses penyolderan reflow (dikenal sebagai penyelarasan sendiri atau efek koreksi sendiri). Di sisi lain, jika desain bantalan PCB salah, bahkan penempatan yang tepat dapat mengakibatkan ketidaksejajaran komponen, jembatan solder, dan cacat penyolderan lainnya setelah penyolderan reflow.
Prinsip Dasar Desain Pad PCB
Berdasarkan analisis berbagai struktur sambungan solder komponen, untuk memastikan keandalan sambungan solder, desain bantalan PCB harus berfokus pada faktor-faktor utama berikut:
- Simetri: Bantalan di kedua ujung harus simetris untuk memastikan keseimbangan tegangan permukaan solder cair.
- Jarak Bantalan: Pastikan tumpang tindih yang tepat antara kabel atau pin komponen dan bantalan. Bantalan yang terlalu jauh atau terlalu dekat dapat menyebabkan cacat penyolderan.
- Ukuran Pad yang Tersisa: Ukuran yang tersisa setelah ujung komponen atau pin tumpang tindih dengan bantalan harus cukup untuk memungkinkan terbentuknya sambungan solder yang andal.
- Lebar Bantalan: Lebar bantalan pada umumnya harus sesuai dengan lebar kabel atau pin komponen.
Cacat Solderabilitas yang Disebabkan oleh Ukuran Pad
Ukuran Bantalan Tidak Konsisten
Ukuran bantalan harus konsisten, dan panjangnya harus dalam kisaran yang sesuai. Bantalan yang terlalu pendek atau terlalu panjang dapat menyebabkan fenomena "tombstoning" (berdiri). Ukuran bantalan yang tidak konsisten atau gaya tarik yang tidak merata juga dapat menyebabkan tombstoning komponen.
Lebar Pad Terlalu Lebar Dibandingkan dengan Kabel Komponen
Desain pad tidak boleh terlalu lebar dibandingkan dengan komponen. Lebar pad yang dua mil lebih lebar dari kabel komponen sudah cukup. Jika lebar pad terlalu lebar, hal ini dapat menyebabkan perpindahan komponen, sambungan solder dingin, atau cakupan solder yang tidak memadai pada pad.
Lebar Pad Terlalu Sempit Dibandingkan dengan Kabel Komponen
Jika lebar bantalan lebih sempit daripada kabel komponen, maka tidak akan ada area kontak yang cukup antara kabel komponen dan bantalan selama penempatan SMT. Hal ini dapat menyebabkan komponen miring atau terbalik selama proses penyolderan.
Panjang Bantalan Terlalu Panjang Dibandingkan dengan Kabel Komponen
Bantalan tidak boleh terlalu panjang dibandingkan dengan kabel komponen. Jika bantalan memanjang terlalu jauh, aliran pasta solder yang berlebihan selama penyolderan reflow dapat menarik komponen ke satu sisi, yang menyebabkan ketidaksejajaran.
Jarak Bantalan Terlalu Dekat
Masalah hubungan arus pendek akibat jarak antar bantalan yang tidak memadai biasanya terjadi pada bantalan IC. Namun, jarak antar bantalan untuk komponen lain tidak boleh jauh lebih pendek daripada jarak kabel komponen. Jika jaraknya terlalu sempit, hal itu juga dapat mengakibatkan hubungan arus pendek.
(pic-Desain Papan PCB-4)
Lebar Pin Pad Terlalu Kecil
Dalam penempatan SMT, jika lebar pad terlalu kecil, hal itu dapat menyebabkan ketidaksejajaran. Misalnya, jika pad tertentu terlalu kecil atau beberapa pad lebih kecil dari yang lain, hal itu dapat mengakibatkan solder pada pad tersebut tidak mencukupi atau tidak ada sama sekali, yang menyebabkan tegangan dan perpindahan komponen tidak merata.
Kasus Nyata Pad Kecil Menyebabkan Ketidakselarasan Komponen
Ukuran Material Pad Tidak Sesuai dengan Ukuran Kemasan PCB
Deskripsi Masalah: Selama produksi SMT, setelah penyolderan reflow, ditemukan bahwa induktor telah bergeser posisinya. Setelah diselidiki, ditemukan bahwa ukuran bantalan material (3.3)1mm) tidak cocok dengan ukuran bantalan PCB (2.51.6 mm), yang menyebabkan material terpelintir setelah disolder.
Dampak: Ketidakcocokan tersebut menyebabkan konektivitas listrik yang buruk, yang memengaruhi kinerja produk. Dalam kasus yang parah, hal ini mengakibatkan produk tidak dapat dinyalakan.
Risiko Lebih Lanjut: Jika tidak memungkinkan untuk mendapatkan komponen dengan ukuran bantalan yang cocok yang juga memenuhi induktansi dan toleransi arus yang diperlukan untuk rangkaian tersebut, ada risiko perlunya memodifikasi desain PCB.
Pemeriksaan Pad Paket Standar Chip
Untuk pemeriksaan keandalan penyolderan paket standar chip, tiga aspek utama harus dipertimbangkan:
- Panjang Pad
- Lebar Bantalan
- Jarak Antar Bantalan
Ketiga faktor ini penting untuk memastikan bahwa chip dapat dipasang dan disolder dengan benar selama proses SMT.
