Leiterplattentechnisch - PCBA: Das Prinzip der Verarbeitung des Durchgangs im Pad

Vias-in-pad oder Vias-on-pad ist ein sehr Kopfschmerzen für Leiterplattenmontage und Fertigungsanlagen, especially when the vias are placed on BGA (Ball Grind Array) pads, Aber Konstruktionseinheiten zwingen Montagefabriken oft, dem Beispiel zu folgen, weil sie nicht genügend Platz haben oder aus anderen unüberwindbaren Gründen.

In der Tat, mit dem Schrumpfen elektronischer Produkte, Die Dichte der Leiterplatten wird immer höher, und die Anzahl der Schichten steigt. Daher, viele PCB-Design and wiring engineers (CAD layout engagers) place the through holes on the solder pads, vor allem die Bälle. Die kleinen BGA Pads haben nicht viel Platz für die Vias.

Das Platzieren von Durchkontaktierungen auf den Lötpads spart jedoch Platz auf der Leiterplatte, ist jedoch eine Katastrophe für SMT und Fertigungsingenieure, da es wahrscheinlich die folgenden Qualitätsprobleme verursachen wird. Unsicher war es RD selbst, der am Ende zum Karabiner zurückkehrte:

1. Wenn das Via auf dem Lötpad des BGA platziert wird, ist es wahrscheinlich, dass es einen Kopf-in-Kissen (Kisseneffekt oder Doppelkopf-Effekt) oder Blasen innerhalb der Lötkugel (Blasen) bildet.

Da die Lotpaste auf das Durchgangsloch gedruckt wird, wird die Luft in das Durchgangsloch eingeschlossen. Wenn die Leiterplatte durch die Hochtemperaturzone des Reflow-Ofens fließt, dehnt sich die Luft im Durchgangsloch durch Hitze aus und versucht zu entweichen. Die Luft, die nicht austritt, bildet Löcher (Void/Blase) in den BGA-Lötkugeln und kann in schweren Fällen sogar den Kopf im Kissen verursachen.

2. Wenn die im Durchgangsloch angesammelte Luft durch den Reflow-Ofen strömt (Reflow-Ofen), wird die Luft thermisch ausgedehnt und es besteht die Gefahr der Ausgasung.

Dies geschieht in der Regel bei einem schlecht vorgewärmten Reflow-Profil. Wenn die Temperatur zu schnell ansteigt, dehnt sich die Luft schnell aus, und das Gas kann nicht effektiv entweichen, und es wird schließlich aus der Lötkugel platzen.

3. Die Lötpaste fließt in das Durchgangsloch aufgrund von Kapillaren, was zu einer unzureichenden Menge Zinn führt, die in Kontakt oder Mangel an Lot gelötet werden muss, usw.; oder sogar auf die gegenüberliegende Seite der Platine fließen, was einen Kurzschluss verursacht.

Da PCB-ProduktDesigns jedoch immer kleiner werden, haben PCB-Layout-Ingenieure den Punkt erreicht, an dem sie das Gebiet von PCB-Leiterplatten vergleichen müssen, und manchmal sollte es etwas Raum für Kompromisse geben. Daher gibt es einige alternative Methoden, um mit den Durchgangslöchern auf den Lötpads umzugehen. Die folgende Abbildung zeigt fünf Arten von Durchgangsbohrungen von A bis E und ihre Auswirkungen auf den SMT-Prozess:

Fünf Ausführungen von Vias-in-Pad

A) Die Vias werden überhaupt nicht verarbeitet.

Dies sollte von Fertigungsingenieuren nicht akzeptiert werden, da Zinn nach dem Erhitzen durch dieses Loch fließt, was zu unzureichendem Löten, Leerlöten und anderen unerwünschten Phänomenen führt, und die Zinnmenge ist völlig unkontrollierbar und kann die Teile auf der anderen Seite der Platine beeinflussen. Einen Kurzschluss verursachen.

C) Blindes Loch.

Es kann kaum verwendet werden, aber es besteht immer noch ein großes Risiko. Die Zinnmenge kann kontrolliert werden, aber wenn die Lötpaste das halbvergrabene Loch bedeckt, wird die Luft in dem halbvergrabenen Loch versiegelt. Wenn die Leiterplatte durch den Reflow-Ofen geht (Reflow) Nach dem Erhitzen explodiert die Luft die Lötpaste aufgrund von Expansion oder bildet einen Fluchtkanal. Kurzfristiger Gebrauch kann kein Problem sein, aber nach längerem Gebrauch kann es langsam aus dem Fluchtkanal knacken, was zu schlechtem Kontakt führt.

B) und D) sind die besten über Design.

Es gibt keine Löcher auf dem Lötpastenpad, um die Menge der Lötpaste zu beeinflussen, und es werden keine zusätzlichen Blasen gebildet.

E) Es kann verwendet werden, aber der Preis ist teurer.

Ein Kupfergalvanikprozess kann nach dem Leiterplattenprozess hinzugefügt werden, um die halbvergrabenen Löcher oder Durchgangslöcher zu füllen. Die gefüllten Löcher werden leicht versenkt, so dass sie innerhalb einer bestimmten Größe, insbesondere 0,5mm Neigung, kontrolliert werden müssen. BGA-Vorstand. Hinweis: Das Board dieses Prozesses erhöht den Preis in der Regel um etwa 10%.

Bei einigen BGA-Verdrahtungen ist das Durchgangsloch in der Mitte des BGA-Lötpads entworfen und das Durchgangsloch mit Kupfer gefüllt, was dem Stanzen einer Niete auf dem Lötpad ähnelt, um seine Stärke zu erhöhen.

Das folgende ist ein Beispiel für die kürzlich gestampfte QFN Zwischenerdung Pad. Heutzutage wird der größte Teil des QFN als Leistungsregler verwendet, so dass seine Erdungs- und Wärmeableitungsanforderungen besonders hoch sind. Die dichten Durchgangslöcher wie diese können direkt verwendet werden. Das Schicksal des Lotpastendrucks ist wirklich seltsame Ergebnisse passieren.

"Das ist der schlechteste Entwurf. Die Durchgangslöcher werden direkt auf dem QFN Erdungswärmeableitungspad platziert, und die Zinnmenge kann bei der Herstellung nicht sichergestellt werden, und daher kann kein gutes Löten gewährleistet werden. Dies ist auch ein schlechtes Design, aber einige der Durchgangslöcher wurden mit grüner Farbe (Maske) bedeckt, aber es gibt immer noch einige Durchgangslöcher, die nicht verstopft sind. Dieses Design ist kaum akzeptabel, nur ein Durchgangsloch in der Mitte wird ohne Steckloch gelassen, und der Lochdurchmesser wird auch reduziert.

Das ist das Schlimmste. Leiterplattendurchgangsloch design. Die Durchgangslöcher werden direkt auf dem QFN Erdungs-Wärmeableitungspad platziert, und die Menge an Zinn kann in der Herstellung nicht sichergestellt werden, und daher, gutes Löten kann nicht gewährleistet werden. Dies ist auch ein schlechtes Durchgangslochdesign, but some of the through holes have been covered with green paint (mask), aber es gibt immer noch einige Durchgangslöcher, die nicht verstopft sind. Das Design dieses Durchgangslochs ist kaum akzeptabel, nur das mittlere Durchgangsloch ist nicht gesteckt, und der Lochdurchmesser wird ebenfalls reduziert.