Chất lượng lắp ráp của SMT (Công nghệ gắn bề mặt) liên quan trực tiếp đến thiết kế miếng đệm PCB và tỷ lệ kích thước của miếng đệm là rất quan trọng. Nếu thiết kế miếng đệm PCB chính xác, sự sai lệch nhỏ trong quá trình đặt có thể được sửa trong quá trình hàn chảy lại (được gọi là hiệu ứng tự căn chỉnh hoặc tự hiệu chỉnh). Mặt khác, nếu thiết kế miếng đệm PCB không chính xác, ngay cả khi đặt chính xác cũng có thể dẫn đến sự sai lệch thành phần, cầu hàn và các lỗi hàn khác sau khi hàn chảy lại.
Nguyên tắc cơ bản của thiết kế PCB Pad
Dựa trên phân tích các cấu trúc mối hàn của nhiều linh kiện khác nhau, để đảm bảo độ tin cậy của mối hàn, thiết kế miếng đệm PCB nên tập trung vào các yếu tố chính sau:
- Tính cân xứng:Các miếng đệm ở cả hai đầu phải đối xứng để đảm bảo cân bằng sức căng bề mặt của mối hàn nóng chảy.
- Khoảng cách giữa các miếng đệm: Đảm bảo sự chồng chéo thích hợp giữa các chân hoặc dây dẫn linh kiện và miếng đệm. Các miếng đệm quá xa nhau hoặc quá gần nhau có thể gây ra lỗi hàn.
- Kích thước còn lại của miếng lót:Kích thước còn lại sau khi chân linh kiện hoặc chân cắm chồng lên miếng đệm phải đủ để tạo thành mối hàn chắc chắn.
- Chiều rộng đệm: Chiều rộng của miếng đệm thường phải phù hợp với chiều rộng của chân hoặc dây dẫn linh kiện.
Các khuyết tật về khả năng hàn do kích thước miếng đệm
Kích thước băng vệ sinh không đồng nhất
Kích thước miếng đệm phải đồng nhất và chiều dài của chúng phải nằm trong phạm vi phù hợp. Miếng đệm quá ngắn hoặc quá dài có thể gây ra hiện tượng "tombstoneing" (đứng lên). Kích thước miếng đệm không đồng nhất hoặc lực kéo không đều cũng có thể dẫn đến thành phần tombstoneing.
Chiều rộng của miếng đệm quá rộng so với dây dẫn thành phần
Thiết kế pad không nên quá rộng so với linh kiện. Chiều rộng pad rộng hơn hai mils so với chân linh kiện là đủ. Nếu chiều rộng pad quá rộng, nó có thể dẫn đến dịch chuyển linh kiện, mối hàn nguội hoặc lớp hàn không đủ trên pad.
Chiều rộng của miếng đệm quá hẹp so với dây dẫn thành phần
Nếu chiều rộng của miếng đệm hẹp hơn chân linh kiện, sẽ không có đủ diện tích tiếp xúc giữa chân linh kiện và miếng đệm trong quá trình lắp SMT. Điều này có thể khiến linh kiện bị nghiêng hoặc lật trong quá trình hàn.
Chiều dài của miếng đệm quá dài so với dây dẫn linh kiện
Miếng đệm không nên quá dài so với các dây dẫn linh kiện. Nếu miếng đệm kéo dài quá xa, lượng kem hàn chảy quá nhiều trong quá trình hàn chảy lại có thể kéo linh kiện sang một bên, gây ra tình trạng lệch.
Khoảng cách giữa các miếng đệm quá gần
Vấn đề đoản mạch do khoảng cách giữa các miếng đệm không đủ thường xảy ra ở các miếng đệm IC. Tuy nhiên, khoảng cách bên trong của các miếng đệm cho các thành phần khác không được ngắn hơn đáng kể so với khoảng cách giữa các chân của thành phần. Nếu khoảng cách quá hẹp, nó cũng có thể dẫn đến đoản mạch.
（pic-Thiết kế miếng đệm PCB-4）
Chiều rộng chốt đệm quá nhỏ
Trong quá trình lắp ráp SMT, nếu chiều rộng của miếng đệm quá nhỏ, có thể dẫn đến sai lệch. Ví dụ, nếu một miếng đệm cụ thể quá nhỏ hoặc một số miếng đệm nhỏ hơn những miếng đệm khác, có thể dẫn đến không đủ hoặc không có mối hàn trên miếng đệm đó, gây ra độ căng và dịch chuyển không đều của linh kiện.
Trường hợp thực tế của miếng đệm nhỏ gây ra sự sai lệch thành phần
Kích thước miếng đệm vật liệu không khớp với kích thước đóng gói PCB
Mô tả vấn đề: Trong quá trình sản xuất SMT, sau khi hàn chảy lại, người ta phát hiện ra rằng một cuộn cảm đã dịch chuyển vị trí. Sau khi điều tra, người ta phát hiện ra rằng kích thước miếng đệm vật liệu (3.31mm) không khớp với kích thước miếng đệm PCB (2.51.6mm), khiến vật liệu bị xoắn sau khi hàn.
Va chạm: Sự không phù hợp dẫn đến kết nối điện kém, ảnh hưởng đến hiệu suất của sản phẩm. Trong trường hợp nghiêm trọng, sản phẩm không khởi động được.
Rủi ro tiếp theo:Nếu không thể mua được các linh kiện có kích thước miếng đệm phù hợp, đáp ứng được độ tự cảm và dung sai dòng điện cần thiết cho mạch, có nguy cơ cần phải sửa đổi thiết kế PCB.
Kiểm tra Pad đóng gói tiêu chuẩn Chip
Đối với các kiểm tra độ tin cậy của quá trình hàn gói chip tiêu chuẩn, cần xem xét ba khía cạnh chính sau:
- Chiều dài tấm đệm
- Chiều rộng đệm
- Khoảng cách từ miếng đệm đến miếng đệm
Ba yếu tố này rất cần thiết để đảm bảo chip có thể được lắp và hàn đúng cách trong quá trình SMT.
