SMT（表面実装技術）の組み立て品質はPCBパッドの設計に直接関連しており、パッドのサイズ比は非常に重要です。PCBパッドの設計が適切であれば、配置時のわずかな位置ずれはリフローはんだ付け工程で補正できます（セルフアライメントまたは自己補正効果と呼ばれます）。一方、PCBパッドの設計が不適切であれば、たとえ正確な配置であっても、リフローはんだ付け後に部品の位置ずれ、はんだブリッジ、その他のはんだ付け不良が発生する可能性があります。
PCBパッド設計の基本原則
さまざまなコンポーネントのはんだ接合構造の分析に基づいて、はんだ接合の信頼性を確保するために、PCB パッドの設計では次の重要な要素に重点を置く必要があります。
- 対称性: 溶融はんだの表面張力のバランスを確保するために、両端のパッドは対称でなければなりません。
- パッド間隔部品のリード線またはピンとパッドの重なりが適切であることを確認してください。パッドが離れすぎたり近すぎたりすると、はんだ付け不良が発生する可能性があります。
- 残りのパッドサイズ: コンポーネントのリードまたはピンがパッドと重なった後の残りのサイズは、信頼性の高いはんだ接合部を形成できるほど十分である必要があります。
- パッド幅: パッドの幅は通常、コンポーネントのリードまたはピンの幅と一致する必要があります。
パッドサイズによるはんだ付け性不良
パッドのサイズが一致しない
パッドのサイズは均一で、長さも適切な範囲内に収める必要があります。パッドが短すぎたり長すぎたりすると、「トゥームストーン」（立ち上がり）現象が発生する可能性があります。パッドのサイズが不均一であったり、引っ張る力が不均一であったりすると、部品のトゥームストーン現象が発生する可能性があります。
パッド幅が部品リードに比べて広すぎる
パッド設計は、部品の幅に比べて過度に広くしてはいけません。部品のリード線より2ミル（約5mm）広いパッド幅があれば十分です。パッド幅が広すぎると、部品の位置ずれ、はんだ付け不良、パッドへのはんだの密着不足などが生じる可能性があります。
部品のリード線に比べてパッドの幅が狭すぎる
パッド幅が部品のリード線よりも狭い場合、SMT実装時に部品のリード線とパッド間の接触面積が不足し、はんだ付け工程中に部品が傾いたり、反転したりする可能性があります。
パッドの長さがコンポーネントのリード線に比べて長すぎる
パッドは部品のリード線に比べて過度に長くしてはいけません。パッドが長すぎると、リフローはんだ付け時にはんだペーストが過剰に流れ込み、部品が片側に引っ張られ、位置ずれが生じる可能性があります。
パッド間隔が近すぎる
パッド間隔不足による短絡の問題は、ICパッドでよく発生します。しかし、他の部品のパッド内部の間隔は、部品のリード間隔よりも大幅に狭くなってはいけません。間隔が狭すぎると、短絡が発生する可能性があります。
（写真-PCBパッド設計-4）
パッドピンの幅が小さすぎます
SMT実装において、パッド幅が狭すぎると位置ずれが生じる可能性があります。例えば、特定のパッドが小さすぎる場合や、パッド間のサイズが異なっている場合、そのパッドにはんだが不足したり、全くはんだが付かなかったりする可能性があり、部品の張力が不均一になったり、位置ずれが生じたりします。
小さなパッドが部品の位置ずれを引き起こす実際の事例
材料パッドのサイズが PCB パッケージのサイズと一致しません
問題の説明SMT製造工程において、リフローはんだ付け後、インダクタの位置がずれていることが判明しました。調査の結果、材料パッドのサイズ（3.3mm）が、1mm）がPCBパッドのサイズ（2.5（1.6mm）のため、はんだ付け後に材料がねじれてしまいます。
影響 : 不適合により電気的な接続が不良になり、製品のパフォーマンスに影響が出ました。深刻な場合には、製品が起動しなくなることもありました。
さらなるリスク: 回路に必要なインダクタンスと電流許容度を満たし、かつ一致するパッド サイズを持つコンポーネントを入手できない場合は、PCB 設計を変更する必要があるリスクがあります。
チップ標準パッケージパッド検査
チップ標準パッケージのはんだ付け信頼性チェックでは、次の 3 つの重要な側面を考慮する必要があります。
- パッドの長さ
- パッド幅
- パッド間の間隔
これら 3 つの要素は、SMT プロセス中にチップが適切にマウントされ、はんだ付けされることを保証するために不可欠です。
