Technologie PCB - Technologie clé dans la conception des Pads SMT

Résumé: la technologie de conception de pad est la clé de la technologie de montage en surface. Analyse détaillée des techniques clés dans la conception de Patterns de pad, y compris le principe de sélection d'éléments, les éléments passifs rectangulaires, SOIC et PLCC et la conception d'optimisation de PAD de dispositif qfp. On pose alors les problèmes liés aux Plots lors de la conception d'une carte de circuit imprimé.

1 Introduction

La technologie de montage en surface est une ingénierie de système complexe, tandis que la technologie de conception de montage en surface est un pont et une technologie clé entre diverses technologies de support de montage en surface. La technologie de conception SMT comprend quatre sections: conception de circuit SMT, conception de processus, conception de fonctionnement de l'équipement et conception de détection.

La conception graphique des plots SMT est un élément clé de la conception d'une carte de circuit imprimé, (Nanjing SMT) car elle détermine l'emplacement de soudage des composants sur la carte de circuit imprimé, ainsi que la fiabilité des points de soudage et les défauts de soudage, la propreté, la testabilité et les réparations importantes qui peuvent survenir pendant le soudage. En d'autres termes, la conception du motif de Plot est l'un des facteurs clés qui déterminent la fabricabilité des composants montés en surface.

Actuellement, les éléments montés en surface SMC / SMD sont disponibles dans de nombreux types et spécifications, différentes structures et de nombreux fabricants. Les ensembles remplissant la même fonction peuvent se présenter sous plusieurs formes d'emballage; Pour un type d'emballage donné, il existe également certaines différences dans ses spécifications et ses dimensions. Par conséquent, l'établissement d'une spécification de conception uniforme présente de grands avantages pour réduire la complexité de la conception des modèles de Plots et améliorer la fiabilité des points de soudure.

La conception des motifs terrestres montés en surface est étroitement liée à deux facteurs, à savoir le choix des composants et la méthode de processus. Étant donné qu'un motif de Plot raisonnable doit correspondre à la taille de l'élément, il peut être utilisé avec des éléments légèrement différents de différents fabricants, peut être adapté à divers processus (tels que le soudage par refusion et le soudage par crête) et répond largement aux exigences de mise en page et de câblage.

2 techniques clés pour la conception de motifs de pad

2.1 Principes de sélection des composants

Lors de la sélection des composants, un nombre limité de fournisseurs sont désignés pour fournir les composants appropriés afin de réduire le besoin de conception du paysage terrestre, sur la base de la garantie que les fonctions et les performances des composants sont satisfaites, conformément aux principes du système et des circuits et aux exigences du processus d'assemblage. Tolérance, réduire la complexité de la conception du paysage terrestre.

2.2 conception des moyens de mise à la terre des éléments passifs rectangulaires

Les éléments passifs peuvent être soudés par soudage à la vague, par soudage à reflux ou par d'autres procédés. En raison de certaines différences dans les processus et la répartition de la chaleur entre les différentes méthodes de soudage, du point de vue de l'optimisation des modèles de Plots, les tailles des modèles de Plots diffèrent d'un processus à l'autre, car lors du soudage, les composants sont facilement mobiles et debout. (Nanjing SMT) pendant le processus de soudage à la vague, le problème du déplacement des éléments n'est pas mis en évidence car les éléments sont collés avec de la colle. Un bon motif de Plot conçu pour le soudage à reflux convient également au soudage par vagues. Le mode de mise à la terre typique des éléments passifs rectangulaires est rectangulaire, comme illustré sur la figure 1.

Figure 1 mode de mise à la terre typique des éléments passifs rectangulaires

La formule de calcul de la taille du coussin est:

A = wmax - K (1)

Lorsque le condensateur est installé: B = hmax + tmin - K (2)

Lorsque les résistances sont montées: B = hmax + tmin + K (3)

G = valeur maximale - 2tmax - K (4)

Où K = 0,25 mm, W est la largeur de l'élément, H est l'épaisseur de l'élément, t est la largeur de la tête de soudage à l'extrémité de l'élément et l est la longueur de l'élément. La largeur du plot (A) détermine la position du composant lors de l'application de la soudure pâte / reflux et empêche la rotation ou le décalage, typiquement inférieur ou égal à la largeur du composant; La longueur du plot (b) Détermine si la soudure peut former une bonne courbure lorsqu'elle fond. Pour les points de soudure à contour lunaire (Nanjing SMT), il est nécessaire d'éviter les ponts de soudure. La pratique du soudage prouve que la fiabilité du soudage des éléments montés en surface dépend principalement de la longueur des plots et non de leur largeur; L'espacement des plots (g) contrôle le mouvement horizontal des composants pendant l'application de la pâte à souder / le soudage par refusion.

En raison de la grande tolérance des composants, il est préférable d'utiliser les paramètres de forme des petits ou grands composants pour calculer les paramètres de forme des plots. L'épaisseur de la résistance rectangulaire est d'environ la moitié de l'épaisseur du condensateur, de sorte que la conception de la longueur du plot doit être différente, sinon la résistance sera décalée.

2.3 SOIC et PLCC conception du paysage terrestre

Dans le passé, les motifs de Plots des composants SOIC, PLCC et qfp étaient tous rectangulaires. Pour des raisons de production de circuits imprimés, il est plus avantageux d'utiliser un terrain ovale. Les principales raisons sont: 1. Améliorer la planéité et l'épaisseur du revêtement de soudure étain / plomb sur la surface de la plaque d'impression; 2. Réduire le chemin de haute résistance causé par la croissance des dendrites dans les coins en raison de la pollution ionique; 3. Le câblage entre les Plots sera plus serré.

Pour les dispositifs encapsulés SOIC / SOJ et PLCC avec une distance au centre de la broche de 1,27 mm, les rapports entre la largeur des plots et l'espacement des plots sont de 7: 3, 6: 4 et 5: 5. Un type de tapis a un petit espacement et ne peut pas être câblé au milieu. Ces trois types de Plots ont une largeur réduite, ce qui peut facilement provoquer des déplacements et affecter la qualité des plots. Les deux types sont appropriés. Cette conception avec une largeur de plot de 0,76 mm, un espacement des plots de 0,51 mm et une connexion entre les plots de 0,15 mm a été largement utilisée dans les produits haute performance. La longueur standard du rembourrage est de 1,9 MM.

Les broches du SOIC sont en forme d'aile de mouette et les broches des dispositifs d'encapsulation SOJ et PLCC sont en forme de "j", comme illustré sur la figure 2.

Figure 2 Profil des points de soudure des broches des dispositifs PLCC et SOIC

Étant donné que les fils d'aile de goéland sont plus flexibles que les fils J et que la forme du dispositif SOIC est beaucoup plus petite que celle du PLCC, les contraintes générées sur les points de soudure sont moindres et les problèmes de fiabilité sont relativement faibles. Le profil de point de soudure du PLCC est principalement formé à l'extérieur de la broche du dispositif, tandis que le profil de point de soudure de la broche de l'aile de mouette est principalement formé à l'intérieur de la broche. La méthode de conception de la longueur du plot et de la distance entre les Plots associés dans le motif du plot est.la différence est que le point de tangence du fil de type "j" et du plot doit être déplacé vers l'intérieur jusqu'à 1 / 3 du plot, ce qui est important.

2.4 Conception du paysage foncier par des investisseurs qualifiés

Les broches des dispositifs qfp sont également des ailes de mouette, de sorte que le motif de Plot doit être considéré essentiellement comme le même problème que celui du SOIC, mais avec une distance de centre de broche inférieure à celle du SOIC. Les distances centrales couramment utilisées sont 1,0 mm, 0,8 mm et 0,65 MM. Mm et 0,5 mm, etc.

Il n'y a pas de formule de calcul standard pour la taille des plots qfp et l'espacement des broches est très dense, il est donc difficile de concevoir un modèle de plot qfp raisonnable. Les points suivants doivent être notés dans la conception:

A) La longueur des plots détermine la fiabilité du point de soudure. Comme le montre la figure 3, il doit y avoir un rapport approprié entre la longueur des plots et la longueur maximale des broches soudables du dispositif, typiquement de l'ordre de 2,5: 1 à 3: 1, de sorte que les extrémités avant et arrière des broches sur les Plots sont dépassées. Les Plots de soudure (B1, b2) peuvent former un ménisque efficace après la fusion de la soudure pour améliorer la résistance de la soudure. En outre, l'extrémité de surperformage peut également permettre à un trop grand nombre de soudures d'avoir des « zones inondées», réduisant ainsi le pontage.

B) la largeur des plots est généralement d'environ 55% de la distance au Centre du fil.

Figure 3 Schéma de conception des plots de dispositif qfp

C) après avoir déterminé la longueur et la largeur des plots, il est possible de calculer la distance relative entre les Plots dans le motif des plots et les dimensions du contour du motif des plots. À savoir:

La ou LB = dmin + 2b2 (5)

A³la = (la - a³x) / 2 - L (6)

A³lb = (LB - a³y) / 2 - L (7)

Dans la formule, D est la dimension extérieure de l'élément, m est la longueur des broches soudables du dispositif, B1 est la longueur de dépassement des plages internes du dispositif et B2 est la longueur de dépassement des plages externes du dispositif.

D) pour les dispositifs qfp à pas fin multibroches, la distance centrale des plots doit être la même que celle des broches qfp. En outre, il faut s'assurer que l'erreur cumulative totale des plots doit être de ± 00127 MM. Ceci est dû à la différence de précision entre les unités impériales et les unités communes lors de l'utilisation de la typographie par ordinateur. (Nanjing SMT) par conséquent, la distance centrale des plots adjacents est supérieure à la distance centrale des broches adjacentes, ce qui crée une broche et une broche. Lorsque les Plots sont alignés, le Plot suivant est tombé de la broche suivante.

3 problèmes liés aux Plots lors de la conception de cartes de circuits imprimés

Lors de la conception des plots eux - mêmes, les Plots utilisés symétriquement (tels que les résistances de puce, les condensateurs, les SOIC, les qfp, etc.) doivent conserver strictement leur symétrie globale, c'est - à - dire que la forme et les dimensions du motif des plots doivent être parfaitement cohérentes et que la forme et les dimensions du motif doivent être exactement les mêmes. La position doit être parfaitement symétrique.

Lors de la conception d'un paysage terrestre, il est préférable de concevoir les terres et les lignes dans le système de Cao en tant qu'éléments à modifier à l'avenir.

L'impression de caractères et de logos graphiques dans les Plots n'est pas autorisée et les logos doivent être situés à une distance supérieure à 0,5 mm des bords des plots. Pour les Plots d'équipement sans broches externes, aucun trou traversant n'est autorisé entre les Plots afin d'assurer la qualité du nettoyage.

Un seul grand rembourrage ne doit pas être utilisé entre les deux pièces pour éviter une teneur trop élevée en étain, car la tension est importante après la fusion et une teneur trop élevée en étain tire la pièce d'un côté. Comme le montre la figure 4.

Figure 4 erreur d'utilisation d'un grand rembourrage

Pour les composants à pas fin dont la distance entre les centres des fils est égale ou inférieure à 0,65 mm, deux repères symétriques en cuivre nu doivent être ajoutés à la diagonale du motif de la pastille pour le positionnement optique et une meilleure précision de placement.

Les numéros de série de toutes les broches de chaque composant doivent être étiquetés correctement pour éviter toute confusion de broches lors du câblage.

4 Conclusion

La conception des plots SMT est une technologie clé dans la fabrication de dispositifs montés en surface, mais les problèmes de conception peuvent facilement être négligés. Les composants appropriés doivent être correctement sélectionnés et la conception de Pattern de PAD de divers composants doit être optimisée pour que la carte de circuit imprimé conçue atteigne de bonnes performances et une bonne qualité.