Якість складання SMT (технологія поверхневого монтажу) безпосередньо пов'язана з конструкцією контактних майданчиків друкованої плати, а співвідношення розмірів контактних майданчиків має вирішальне значення. Якщо конструкція контактних майданчиків друкованої плати правильна, незначні перекоси під час розміщення можна виправити під час процесу паяння оплавленням (відоме як ефект самовирівнювання або самокорекції). З іншого боку, якщо конструкція контактних майданчиків друкованої плати неправильна, навіть точне розміщення може призвести до перекосу компонентів, паяльних містків та інших дефектів паяння після паяння оплавленням.
Основні принципи проектування контактних площадок друкованих плат
Виходячи з аналізу структур паяних з'єднань різних компонентів, для забезпечення надійності паяних з'єднань, конструкція контактних майданчиків друкованої плати повинна зосереджуватися на таких ключових факторах:
- СиметріяКонтактні площадки на обох кінцях повинні бути симетричними, щоб забезпечити баланс поверхневого натягу розплавленого припою.
- Інтервал між колодкамиПереконайтеся, що контакти або виводи компонента повністю перекриваються контактними площадками. Контактні площадки, розташовані занадто далеко або занадто близько одна до одної, можуть спричинити дефекти паяння.
- Розмір колодки, що залишивсяРозмір, що залишився після перекриття виводу або контакту компонента з контактною площадкою, має бути достатнім для формування надійного паяного з'єднання.
- Ширина колодкиШирина контактної площадки, як правило, повинна відповідати ширині виводу або штифта компонента.
Дефекти паяльності, спричинені розміром контактних майданчиків
Невідповідні розміри колодок
Розміри контактних площадок повинні бути однаковими, а їхня довжина повинна бути в межах відповідного діапазону. Занадто короткі або занадто довгі контактні площадки можуть спричинити явище «надгробного утворення» (стязанню). Нерівномірні розміри контактних площадок або нерівномірні сили натягу також можуть призвести до надгробного утворення компонентів.
Занадто широка ширина контактної площадки порівняно з компонентними виводами
Конструкція контактної площадки не повинна бути надмірно широкою порівняно з компонентом. Достатньо ширини контактної площадки, яка на два міли ширша за вивід компонента. Якщо ширина контактної площадки занадто широка, це може призвести до зміщення компонента, холодних паяних з'єднань або недостатнього покриття припоєм контактної площадки.
Ширина контактної площадки занадто вузька порівняно з виводами компонентів
Якщо ширина контактної площадки вужча за вивід компонента, під час поверхневого монтажу буде недостатньо площі контакту між виводом компонента та контактною площадкою. Це може призвести до нахилу або перекидання компонента під час процесу паяння.
Довжина контактних майданчиків занадто велика порівняно з компонентними виводами
Контактні площадки не повинні бути надмірно довгими порівняно з виводами компонента. Якщо контактна площадка виступає занадто далеко, надмірне витікання паяльної пасти під час паяння оплавленням може відтягнути компонент вбік, що призведе до перекосу.
Занадто близька відстань між колодками
Проблема короткого замикання через недостатню відстань між контактними площадками зазвичай виникає в контактних площадках мікросхем. Однак внутрішній відстань між контактними площадками інших компонентів не повинен бути значно меншим за відстань між виводами компонента. Якщо відстань занадто вузька, це також може призвести до короткого замикання.
(pic-PCB Pad Design-4)
Ширина штифта колодки занадто мала
При поверхневому монтажі (SMT), якщо ширина контактних площадок занадто мала, це може призвести до перекосу. Наприклад, якщо певна контактна площадка занадто мала або деякі контактні площадки менші за інші, це може призвести до недостатньої кількості або відсутності припою на цій контактній площадкі, що спричиняє нерівномірний натяг і зміщення компонента.
Реальний випадок невеликої площини контактної площадки, що спричиняє перекіс компонентів
Розмір матеріалу контактної площадки не відповідає розміру упаковки друкованої плати
опис проблемиПід час поверхневого монтажу, після паяння оплавленням, було виявлено, що індуктор змістився у своєму положенні. Після дослідження було виявлено, що розмір матеріалу контактної площадки (3.31 мм) не відповідав розміру контактної площадки друкованої плати (2.51.6 мм), що призводить до скручування матеріалу після паяння.
ImpactНевідповідність призвела до поганого електричного з'єднання, що вплинуло на продуктивність виробу. У важких випадках це призводило до того, що виріб не запускався.
Подальший ризикЯкщо неможливо придбати компоненти з відповідними розмірами контактних площадок, які також відповідають необхідним значенням індуктивності та допустимого струму для схеми, існує ризик необхідності модифікації конструкції друкованої плати.
Перевірка контактних площадок стандартного корпусу мікросхеми
Для перевірки надійності паяння стандартних корпусів мікросхем слід враховувати три ключові аспекти:
- Довжина колодки
- Ширина колодки
- Відстань між контактними площадками
Ці три фактори є важливими для забезпечення правильного монтажу та паяння мікросхеми під час процесу поверхневого монтажу (SMT).
