Kvalita montáže SMT (technológia povrchovej montáže) priamo súvisí s návrhom kontaktných plošiek na doske plošných spojov a pomer veľkostí kontaktných plošiek je kľúčový. Ak je návrh kontaktných plošiek na doske plošných spojov správny, drobné nesprávne zarovnanie počas umiestnenia je možné opraviť počas procesu spájkovania pretavením (známe ako efekt samozarovnania alebo samokorekcie). Na druhej strane, ak je návrh kontaktných plošiek na doske plošných spojov nesprávny, aj presné umiestnenie môže viesť k nesprávnemu zarovnaniu súčiastok, spájkovacím mostíkom a iným chybám spájkovania po pretavení.
Základné princípy návrhu DPS
Na základe analýzy štruktúr spájkovaných spojov rôznych komponentov by sa návrh podložiek plošných spojov mal zamerať na nasledujúce kľúčové faktory, aby sa zabezpečila spoľahlivosť spájkovaných spojov:
- SymetriaPodložky na oboch koncoch musia byť symetrické, aby sa zabezpečila rovnováha povrchového napätia roztavenej spájky.
- Rozostup medzi podložkamiZabezpečte správne prekrytie medzi vývodmi alebo pinmi súčiastky a kontaktnými plochami. Kontaktné plochy, ktoré sú príliš ďaleko od seba alebo príliš blízko pri sebe, môžu spôsobiť chyby pri spájkovaní.
- Zostávajúca veľkosť podložkyZostávajúca veľkosť po prekrytí vývodu alebo pinu súčiastky s kontaktnou ploškou musí byť dostatočná na vytvorenie spoľahlivého spájkovaného spoja.
- Šírka podložkyŠírka kontaktnej plochy by sa mala vo všeobecnosti zhodovať so šírkou vývodu alebo kolíka súčiastky.
Vady spájkovateľnosti spôsobené veľkosťou kontaktných plošiek
Nekonzistentné veľkosti podložiek
Veľkosti podložiek musia byť konzistentné a ich dĺžka by mala byť v príslušnom rozsahu. Príliš krátke alebo príliš dlhé podložky môžu spôsobiť jav „náhrobného kameňa“ (vzpriamenia). Nekonzistentné veľkosti podložiek alebo nerovnomerné ťažné sily môžu tiež viesť k nahrubnutiu komponentov.
Šírka kontaktných plošiek je príliš široká v porovnaní s vývodmi komponentov
Konštrukcia kontaktnej plochy by nemala byť v porovnaní s komponentom nadmerne široká. Postačuje šírka kontaktnej plochy, ktorá je o dva mil širšia ako je vývod komponentu. Ak je šírka kontaktnej plochy príliš široká, môže to viesť k posunutiu komponentu, studeným spájkovaným spojom alebo nedostatočnému pokrytiu kontaktnej plochy spájkou.
Šírka kontaktných plošiek je príliš úzka v porovnaní s vývodmi komponentov
Ak je šírka kontaktnej plochy užšia ako vývod súčiastky, počas SMT osádzania nebude medzi vývodom súčiastky a kontaktnou plochou dostatočná kontaktná plocha. To môže spôsobiť naklonenie alebo prevrátenie súčiastky počas procesu spájkovania.
Dĺžka kontaktných plošiek je príliš dlhá v porovnaní s komponentnými vodičmi
Kontaktné plošky by nemali byť v porovnaní s vývodmi súčiastky príliš dlhé. Ak je kontaktná ploška príliš dlhá, nadmerné prúdenie spájkovacej pasty počas spájkovania pretavením môže súčiastku ťahať na jednu stranu, čo môže spôsobiť nesprávne zarovnanie.
Príliš blízko medzi podložkami
Problém so skratom v dôsledku nedostatočnej vzdialenosti medzi kontaktnými plochami sa zvyčajne vyskytuje u kontaktných plošiek integrovaných obvodov. Vnútorná vzdialenosť kontaktných plošiek ostatných súčiastok by však nemala byť výrazne kratšia ako vzdialenosť medzi vývodmi súčiastky. Ak je táto vzdialenosť príliš úzka, môže to tiež viesť ku skratu.
(pic-Dizajn DPS-4)
Šírka čapu podložky je príliš malá
Pri SMT osádzaní, ak je šírka kontaktnej plochy príliš malá, môže to viesť k nesprávnemu zarovnaniu. Napríklad, ak je konkrétna kontaktná plocha príliš malá alebo niektoré kontaktné plochy sú menšie ako iné, môže to mať za následok nedostatočné alebo žiadne spájkovanie na tejto kontaktnej ploške, čo spôsobuje nerovnomerné napätie a posunutie súčiastky.
Skutočný prípad malej podložky spôsobujúcej nesprávne zarovnanie komponentov
Veľkosť materiálovej podložky nezodpovedá veľkosti balenia dosky plošných spojov
Popis problémuPočas SMT výroby sa po reflow spájkovaní zistilo, že induktor sa posunul. Pri skúmaní sa zistilo, že veľkosť materiálovej podložky (3.31 mm) nezodpovedala veľkosti podložky plošných spojov (2.51.6 mm), čo spôsobuje skrútenie materiálu po spájkovaní.
Vplyv - CSRNesúlad viedol k slabému elektrickému pripojeniu, čo ovplyvnilo výkon produktu. V závažných prípadoch to viedlo k tomu, že sa produkt nedal spustiť.
Ďalšie rizikoAk nie je možné zaobstarať súčiastky so zodpovedajúcimi rozmermi kontaktných plošiek, ktoré zároveň spĺňajú požadovanú indukčnosť a prúdovú toleranciu pre obvod, existuje riziko, že bude potrebné upraviť návrh dosky plošných spojov.
Kontrola podložiek štandardného balenia čipov
Pri kontrolách spoľahlivosti spájkovania štandardného puzdra čipu by sa mali zvážiť tri kľúčové aspekty:
- Dĺžka podložky
- Šírka podložky
- Rozstup medzi podložkami
Tieto tri faktory sú nevyhnutné na zabezpečenie správnej montáže a spájkovania čipu počas procesu SMT.
