Leiterplattentechnisch - Forschung über PCB Lötmasken Design und PCBA Herstellbarkeit

Mit der rasanten Entwicklung der modernen elektronischen Technologie,PCBA entwickelt sich auch zu hoher Dichte und hoher Zuverlässigkeit. Obwohl das Niveau der PCB und PCBA Die Fertigungsprozesse wurden in diesem Stadium erheblich verbessert,konventionell PCB Lötmaskenprozesse haben keine fatalen Auswirkungen auf die Herstellbarkeit der Produkte.Allerdings,für Geräte mit sehr kleinem Gerätepinabstund,wegen der unzumutbaren PCB Lötpad Design und PCB Lötmaske Design,Es erhöht die Schwierigkeit des SMT Lötprozesses und erhöht das Risiko von PCBA Verarbeitungsqualität für Oberflächenmontage.Angesichts der Herstellbarkeit und Zuverlässigkeit versteckte Probleme,die durch unzumutbare PCB Löt und Lötmasken Design, kombiniert mit der tatsächlichen Prozessebene von PCB and PCBA, Das Herstellbarkeitsproblem kann durch optimiertes Design der Geräteverpackung vermieden werden.Das Optimierungsdesign beginnt hauptsächlich von zwei Aspekten. Eine davon ist das Optimierungsdesign von PCB LAYOUT; das zweite ist das Optimierungsdesign von PCB Engineering.

PCB LAYOUT design

Entsprechend der IPC 7351 Standardpaketbibliodiek und beziehen Sie sich auf die empfohlene Pad-Größe der Gerätespezifikation für das Paketdesign.Um schnell konstruieren zu können, legen Layoutingenieure Priorität darauf, das Design entsprechend der empfohlenen Pad-Größe zu vergrößern und zu modifizieren.Die Länge und Breite des PCB Lötpads-Designs werden um 0.1mm erhöht,und die Lötmasken-Pads unterscheiden sich auch in Länge und Breite basierend auf dem Lötpad. Erhöhen um 0.1mm.

PCB Engineering Design

Der herkömmliche PCB Lötmaskenprozess erfordert, die Kante des Lötpads um 0.05mm abzudecken,und die mittlere Lötmaske zwischen den beiden Lötpads ist größer als 0.1mm,wie in Abbildung 2 (2) gezeigt. In der PCB-Engineering-Entwurfsphase, wenn die Größe des Lötstoff-Resist-Pads nicht optimiert werden kann und die Lötstoff-Resist-Brücke zwischen den beiden Pads kleiner als 0.1mm ist,nimmt das PCB Projekt den Gruppenpad-Fensterentwurfsprozess an.

PCB LAYOUT Design Anforderungen

Wenn der Kantenabstand zwischen zwei Lötpads größer als 0.2mm oder mehr ist, wird das Paket entsprechend dem herkömmlichen Pad entworfen.Wenn der Kantenabstand zwischen den beiden Lötpads kleiner als 0.2mm ist, ist DFM-Optimierungsdesign erforderlich,DFM Die Optimierungsdesignmethode hat die Optimierung des Lötflusses und der Lötmaskenpads Größe.Stellen Sie sicher, dass der Lotwiderstand im Lötmaskenprozess während der Leiterplattenherstellung das kleinste Lötmasken-Brückenisolationspad bilden kann.

Wenn der Kantenabstand zwischen den beiden Lötpads größer als 0.2mm oder mehr ist, wird der technische Entwurf entsprechend den konventionellen Anforderungen durchgeführt; Wenn der Kantenabstand zwischen den beiden Lötpads kleiner als 0.2mm ist,ist DFM-Design erforderlich. Die Technik-Design-DFM-Methode hat Lötmasken-Design-Optimierung und die Lötschicht-Kupferentfernungsbehandlung.Die Kupferentfernungsgröße muss sich auf die Gerätespezifikation beziehen, das Lötschicht-Pad nach Kupferentfernung sollte im Größenbereich des empfohlenen Pad-Designs liegen, und das PCBA Lötmaskendesign sollte ein Single-Pad-Fensterdesign sein, das heißt,die Lötmaskenbrücke kann zwischen den Pads abgedeckt werden.Stellen Sie sicher, dass im PCBA-Herstellungsprozess eine Lötmaskenbrücke zwischen den beiden Pads zur Isolierung vorhanden ist, um Qualitätsprobleme beim Löten und Probleme bei der Zuverlässigkeit der elektrischen Leistung zu vermeiden.

Anforderungen an die PCBA Prozessfähigkeit

Die Lötmaske kann wirksam verhindern, dass die Lötbrücke während des Lötvorgangs kurzgeschlossen wird.Für PCBs mit High-Density Fine-Pitch Pins, wenn keine Lötmaskenbrücke zwischen den Stiften zur Isolierung vorhanden ist,

Bei Leiterplatten mit hoher Dichte und feinen Pins ohne Lötmaskenisolierung besteht die derzeitige Verarbeitungsmethode der PCBA Fabrik darin,festzustellen, dass die Leiterplatte schlecht geliefert wird und nicht online produziert werden kann. Wenn der Kunde darauf besteht, online zu produzieren, übernimmt die PCBA Fabrik keine Garantie für die Schweißqualität des Produkts, um Qualitätsrisiken zu vermeiden. Es ist vorgesehen, dass die Probleme mit der Schweißqualität, die während des Herstellungsprozesses in der PCBA-Fabrik auftreten, verhandelt und behandelt werden.

Anforderungen an das PCB-Engineering

Gemäß dem konventionellen Lötmaskenbau muss die Größe der einseitigen Lötmaske um 0,05mm größer als die Größe des Flusspads sein, andernfalls besteht das Risiko, dass die Lötmaske die Flussschicht bedeckt. Wie in Abbildung 5 oben gezeigt, beträgt die Breite der einseitigen Lötmaske 0.05mm, die die Anforderungen der Lötmaskenproduktion und -verarbeitung erfüllt. Der Kantenabstand zwischen den beiden Resist-Pads beträgt jedoch nur 0,05mm, was die Mindestanforderungen an den Löt-Resist-Brückenprozess nicht erfüllt. Das Engineering Design konstruiert direkt die gesamte Reihe von Stiften des Chips als Gruppe-Pad Typ Fensterdesign.

Wirklicher Schweißeffekt

Nachdem Sie die Platine entsprechend den technischen Designanforderungen hergestellt haben, und schließen Sie den SMT-Patch ab.Es wird durch Funktionstests nachgewiesen, dass der Chip eine defekte Lötgeschwindigkeit von mehr als 50%aufweist; Nach erneutem Bestehen des Temperaturzyklus-Experiments kann eine defekte Rate von mehr als 5% abgeschirmt werden.Führen Sie zunächst eine Aussehen-Analyse des Geräts (20-fache Lupe) durch und stellen Sie fest, dass es Zinnschlacke und Rückstände nach dem Löten zwischen den benachbarten Stiften des Chips gibt; Analysieren Sie zweitens die ausgefallenen Produkte und finden Sie heraus, dass die ausgefallenen Chippins kurzgeschlossen und verbrannt sind.

Optimierung des PCB LAYOUT Designs

Beziehen Sie sich auf die IPC 7351 Standardpaketbibliothek, das Lötplattendesign ist 1.2mm*0.3mm, das Lötplattendesign ist 1.3*0.4mm, und der Mittelabstand zwischen benachbarten Pads ist 0.65mm unverändert. Durch das obige Design erfüllt die einseitige Lötmaskengröße von 0.05mm die Anforderungen des PCB-Verarbeitungsprozesses, und der angrenzende Lötmaskenkantenabstand von 0.25mm Größe erfüllt den Lötmaskenprozess. Die Erhöhung des Redundanzdesigns der Lötmaskenbrücke kann das Schweißqualitätsrisiko erheblich verringern., Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Produkts verbessert.

Die Breite des Lötpads ist Kupfer geschnitten, und die Größe der Lötmaskenbreite wird eingestellt.Stellen Sie sicher, dass die Kante der beiden Lötpads des Geräts größer als 0.2mm ist und die Kante der beiden Lötpads größer als 0,1mm ist, und die Länge des Lötpads und des Lötpads bleiben unverändert. Erfüllen Sie die Herstellbarkeitsanforderungen des PCB-Lötmasken-Single-Pad-Fensterdesigns.

Konstruktionsprüfung

In Anbetracht der oben genannten Problempads werden die Pads und das Lötmaskendesign durch die oben genannten Lösungen optimiert. Der Kantenabstand von benachbarten Pads ist größer als 0.2mm, und der Kantenabstand von Lötmaskenpads ist größer als 0.1mm. Diese Größe kann den Lötmaskenprozess treffen. 

Vergleich der Prüfausbeute

Nach der Optimierung des Lötmaskendesigns aus dem PCB LAYOUT Design und PCB Engineering Design investierte die Organisation erneut die gleiche Anzahl von Leiterplatten und schloss die Platzierung und Produktion nach demselben Herstellungsprozess ab.

Durch das oben genannte Optimierungsschema wird überprüft, ob es effektiv ist und dem Design der Herstellbarkeit des Produkts entspricht.

Zusammenfassung des optimierten Designs

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Chip mit einem Pin-Abstand von weniger als 0,2 mm nicht mit einem konventionellen Gehäuse entworfen werden kann. Die Breite des Lötpads im PCB LAYOUT Design wird nicht kompensiert, und die Länge des Lötpads wird erhöht, um das Zuverlässigkeitsproblem des Lötkontaktbereichs zu vermeiden. Wenn das Lötpad zu groß und der Abstand zwischen den beiden Lötmaskenrändern zu klein ist, sollte der Kupferentfernung Vorrang eingeräumt werden; bei einer zu großen Lötmaske sollte das Lötmaskendesign optimiert werden, um die Randbreite der beiden Lötmasken effektiv zu vergrößern, damit die Qualitätssicherung beim Schweißen der PCBA gewährleistet ist. Es zeigt sich, dass die Abstimmung zwischen Lotflüssigkeit und Lötmaskenpad-Design eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der PCBA-Herstellbarkeit und der Lötgeschwindigkeit spielt.