Jakość montażu SMT (Surface Mount Technology) jest bezpośrednio związana z projektem padów PCB, a stosunek wielkości padów ma kluczowe znaczenie. Jeśli projekt padów PCB jest prawidłowy, drobne odchylenia podczas umieszczania można skorygować podczas procesu lutowania rozpływowego (znanego jako efekt samonastawności lub samokorygowania). Z drugiej strony, jeśli projekt padów PCB jest nieprawidłowy, nawet precyzyjne umieszczenie może skutkować odchyleniem komponentów, mostkami lutowniczymi i innymi wadami lutowania po lutowaniu rozpływowym.
Podstawowe zasady projektowania padów PCB
Na podstawie analizy różnych struktur połączeń lutowanych komponentów, aby zagwarantować niezawodność połączeń lutowanych, projekt płytki PCB powinien koncentrować się na następujących kluczowych czynnikach:
- Symetria:Podkładki na obu końcach muszą być symetryczne, aby zapewnić równowagę napięcia powierzchniowego stopionego lutu.
- Odstępy między padami: Upewnij się, że przewody lub piny komponentów i pady są prawidłowo nałożone. Pady, które są zbyt daleko od siebie lub zbyt blisko siebie, mogą powodować wady lutowania.
- Pozostały rozmiar podkładki:Rozmiar pozostały po nałożeniu się wyprowadzenia elementu lub pinu na pad musi być wystarczający, aby umożliwić utworzenie niezawodnego połączenia lutowanego.
- Szerokość podkładki:Szerokość padu powinna zasadniczo odpowiadać szerokości wyprowadzenia lub pinu komponentu.
Wady lutowalności spowodowane rozmiarem padu
Niezgodne rozmiary wkładek
Rozmiary podkładek muszą być spójne, a ich długość powinna mieścić się w odpowiednim zakresie. Podkładki, które są zbyt krótkie lub zbyt długie, mogą powodować zjawisko „nagrobkowania” (stania). Niespójne rozmiary podkładek lub nierówne siły pociągowe mogą również prowadzić do nagrobkowania komponentów.
Szerokość podkładki jest zbyt duża w porównaniu do wyprowadzeń komponentów
Konstrukcja padu nie powinna być nadmiernie szeroka w porównaniu do komponentu. Wystarczająca jest szerokość padu o dwa milsy szersza niż wyprowadzenie komponentu. Jeśli szerokość padu jest zbyt szeroka, może to prowadzić do przemieszczenia komponentu, zimnych połączeń lutowniczych lub niewystarczającego pokrycia lutem padu.
Szerokość podkładki jest zbyt wąska w porównaniu do wyprowadzeń komponentów
Jeśli szerokość padu jest węższa niż wyprowadzenie komponentu, powierzchnia styku między wyprowadzeniem komponentu a padem będzie niewystarczająca podczas montażu SMT. Może to spowodować przechylenie lub obrócenie się komponentu podczas procesu lutowania.
Długość podkładki jest zbyt długa w porównaniu do przewodów składowych
Pady nie powinny być nadmiernie długie w porównaniu do wyprowadzeń elementów. Jeśli pad jest zbyt długi, nadmierny przepływ pasty lutowniczej podczas lutowania rozpływowego może przeciągnąć element na jedną stronę, powodując rozbieżność.
Zbyt mała odległość między podkładkami
Problem zwarcia z powodu niewystarczającego odstępu między padami występuje zazwyczaj w padach IC. Jednak wewnętrzny odstęp między padami innych komponentów nie powinien być znacząco krótszy niż odstęp między wyprowadzeniami komponentu. Jeśli odstęp jest zbyt wąski, może to również skutkować zwarciem.
（pic-Projekt płytki PCB-4）
Zbyt mała szerokość kołka podkładki
W przypadku montażu SMT, jeśli szerokość padu jest zbyt mała, może to prowadzić do braku wyrównania. Na przykład, jeśli konkretny pad jest zbyt mały lub niektóre pady są mniejsze od innych, może to skutkować niewystarczającą ilością lutu lub jego brakiem na tym padzie, powodując nierównomierne naprężenie i przemieszczenie elementu.
Prawdziwy przypadek małej podkładki powodującej rozbieżność elementów
Rozmiar podkładki materiałowej nie pasuje do rozmiaru opakowania PCB
Opis problemu:Podczas produkcji SMT, po lutowaniu rozpływowym, stwierdzono, że induktor zmienił położenie. Po zbadaniu sprawy odkryto, że rozmiar padu materiału (3.31 mm) nie pasowało do rozmiaru padu PCB (2.51.6 mm), powodując skręcanie się materiału po lutowaniu.
Wpływ: Niedopasowanie doprowadziło do słabej łączności elektrycznej, co miało wpływ na wydajność produktu. W poważnych przypadkach skutkowało to brakiem możliwości uruchomienia produktu.
Dalsze ryzyko:Jeśli nie jest możliwe nabycie komponentów o odpowiednich rozmiarach padów, które jednocześnie spełniają wymagania dotyczące indukcyjności i tolerancji prądu dla danego obwodu, istnieje ryzyko konieczności modyfikacji projektu płytki PCB.
Kontrola podkładki pod chip standardowy pakiet
W przypadku kontroli niezawodności lutowania układów scalonych w obudowach standardowych należy wziąć pod uwagę trzy kluczowe aspekty:
- Długość podkładki
- Szerokość podkładki
- Odstęp między padami
Te trzy czynniki są niezbędne, aby mieć pewność, że układ scalony zostanie prawidłowo zamontowany i przylutowany w procesie SMT.
