PCB Tecnico - Ricerca su PCB Solder Mask Design e Produzione PCBA

Con il rapido sviluppo della tecnologia elettronica moderna, PCBA si sta sviluppando anche verso l'alta densità e l'alta affidabilità. Sebbene il livello dei processi di produzione di PCB e PCBA sia stato notevolmente migliorato in questa fase, i processi convenzionali della maschera di saldatura PCB non avranno un impatto fatale sulla fabbricabilità del prodotto. Tuttavia, per i dispositivi con una distanza molto piccola tra i pin del dispositivo, a causa del design irragionevole del pad di saldatura PCB e del design della maschera di saldatura PCB, aumenterà la difficoltà del processo di saldatura SMT e aumenterà il rischio di qualità di elaborazione del montaggio superficiale PCBA. Considerati i problemi nascosti di fabbricabilità e affidabilità causati dall'irragionevole design della maschera di saldatura e saldatura PCB, combinati con il livello di processo effettivo di PCB e PCBA, il problema di fabbricabilità può essere evitato attraverso la progettazione ottimizzata dell'imballaggio del dispositivo. Il progetto di ottimizzazione parte principalmente da due aspetti. Uno è il design di ottimizzazione del PCB LAYOUT; la seconda è la progettazione di ottimizzazione dell'ingegneria PCB.

Progettazione PCB LAYOUT

Secondo la libreria standard IPC 7351 e fare riferimento alle dimensioni consigliate del pad delle specifiche del dispositivo per la progettazione del pacchetto. Al fine di progettare rapidamente, gli ingegneri Layout danno priorità ad aumentare e modificare il design in base alle dimensioni consigliate del pad. La lunghezza e la larghezza del design del pad di saldatura PCB sono aumentate di 0,1 mm e i pad della maschera di saldatura sono anche diversi in lunghezza e larghezza in base al pad di saldatura. Aumento di 0,1 mm.

Progettazione ingegneristica PCB

Il processo convenzionale della maschera di saldatura PCB richiede di coprire il bordo del pad di saldatura di 0,05 mm e la maschera di saldatura media tra i due pad di saldatura è più grande di 0,1 mm, come mostrato nella figura 2 (2). Nella fase di progettazione ingegneristica PCB, quando la dimensione del pad di resistenza alla saldatura non può essere ottimizzata e il ponte di resistenza alla saldatura tra i due pad è inferiore a 0,1 mm, il progetto PCB adotta il processo di progettazione della finestra del pad del gruppo.

Requisiti di progettazione del LAYOUT PCB

Quando la distanza del bordo tra due cuscinetti di saldatura è maggiore di 0,2 mm o più, il pacchetto è progettato secondo il pad convenzionale; Quando la distanza del bordo tra i due cuscinetti di saldatura è inferiore a 0,2 mm, è necessaria la progettazione di ottimizzazione DFM, DFM Il metodo di progettazione di ottimizzazione ha l'ottimizzazione del flusso di saldatura e della dimensione del pad della maschera di saldatura. Assicurarsi che la resistenza della saldatura nel processo della maschera di saldatura possa formare il più piccolo pad di isolamento del ponte della maschera di saldatura durante la produzione del PCB.

Quando la distanza del bordo tra i due cuscinetti di saldatura è superiore a 0,2 mm o più, la progettazione ingegneristica deve essere eseguita secondo i requisiti convenzionali; Quando la distanza del bordo tra i due cuscinetti di saldatura è inferiore a 0,2 mm, è richiesta la progettazione DFM. Il metodo DFM di progettazione ingegneristica ha l'ottimizzazione della progettazione della maschera di saldatura e il trattamento di rimozione del rame dello strato di saldatura; la dimensione di rimozione del rame deve fare riferimento alle specifiche del dispositivo, il pad dello strato di saldatura dopo la rimozione del rame dovrebbe essere all'interno della gamma di dimensioni del design raccomandato del pad e il design della maschera di saldatura PCB dovrebbe essere un design di finestra a singolo pad, cioè, il ponte della maschera di saldatura può essere coperto tra i pad. Assicurarsi che nel processo di produzione PCBA, ci sia un ponte della maschera di saldatura tra i due pad per l'isolamento per evitare problemi di qualità dell'aspetto della saldatura e problemi di affidabilità delle prestazioni elettriche.

Requisiti di capacità di processo PCBA

La maschera di saldatura può efficacemente impedire al ponte di saldatura di accorciarsi durante il processo di assemblaggio di saldatura. Per PCB con pin a passo fine ad alta densità, se non c'è ponte maschera di saldatura tra i pin per l'isolamento, l'impianto di elaborazione PCBA non può garantire la qualità locale di saldatura del prodotto. Per PCB con pin ad alta densità e passo fine senza isolamento della maschera di saldatura, l'attuale metodo di elaborazione della fabbrica di produzione PCBA consiste nel determinare che il PCB è fornito male e non sarà produzione on-line. Se il cliente insiste per andare online, la fabbrica di produzione PCBA non garantirà la qualità della saldatura del prodotto al fine di evitare rischi di qualità. Si prevede che i problemi di qualità della saldatura che si verificano durante il processo di fabbricazione dello stabilimento PCBA saranno negoziati e affrontati.

Requisiti di progettazione ingegneristica PCB

Secondo il design di ingegneria convenzionale della maschera di saldatura, la dimensione della maschera di saldatura unilaterale deve essere superiore alla dimensione del cuscinetto di flusso di 0,05 mm, altrimenti ci sarà il rischio che la maschera di saldatura copra lo strato di flusso. Come mostrato nella figura 5 sopra, la larghezza della maschera di saldatura unilaterale è di 0,05 mm, che soddisfa i requisiti della produzione e della lavorazione della maschera di saldatura. Tuttavia, la distanza del bordo tra i due pad resist è di solo 0,05 mm, che non soddisfa i requisiti minimi del processo di saldatura resist bridge. Il design ingegneristico progetta direttamente l'intera fila di pin del chip come un design di finestra tipo gruppo-pad.

Effetto di saldatura effettivo

Dopo aver fatto la scheda secondo i requisiti di progettazione ingegneristica e completare la patch SMT. È verificato da test funzionali che il chip ha un tasso di saldatura difettoso superiore al 50%; dopo aver superato nuovamente l'esperimento del ciclo di temperatura, un tasso difettoso di oltre il 5% può essere schermato fuori. In primo luogo, eseguire l'analisi dell'aspetto del dispositivo (lente di ingrandimento 20 volte) e scoprire che ci sono scorie di stagno e residui dopo la saldatura tra i perni adiacenti del chip; in secondo luogo, analizzare i prodotti difettosi e scoprire che i pin chip difettosi sono cortocircuiti e bruciati.

Ottimizzazione del progetto PCB LAYOUT

Fare riferimento alla libreria standard del pacchetto IPC 7351, il design del pad di saldatura è 1.2mm * 0.3mm, il design del pad di resistenza della saldatura è 1.3 * 0.4mm e la distanza centrale tra i pad adiacenti è 0.65mm immutata. Attraverso il design di cui sopra, la dimensione della maschera di saldatura unilaterale di 0,05 mm soddisfa i requisiti del processo di elaborazione del PCB e la spaziatura adiacente dei bordi della maschera di saldatura di 0,25 mm soddisfa il processo della maschera di saldatura. Aumentare la progettazione di ridondanza del ponte della maschera di saldatura può ridurre notevolmente il rischio di qualità della saldatura., Migliorando così l'affidabilità del prodotto.

La larghezza del cuscinetto di saldatura è in rame tagliato e la dimensione della larghezza della maschera di saldatura è regolata. Assicurarsi che il bordo dei due pad di saldatura del dispositivo sia maggiore di 0,2 mm e che il bordo dei due pad di resistenza alla saldatura sia maggiore di 0,1 mm e che la lunghezza del pad di saldatura e del pad di resistenza alla saldatura rimangano invariati. Soddisfare i requisiti di fabbricabilità del design della finestra tipo monopad della maschera di saldatura PCB.

Verifica del progetto

In considerazione dei pad di problemi sopra menzionati, i pad e la maschera di saldatura sono ottimizzati attraverso le soluzioni di cui sopra. La spaziatura dei bordi dei pad adiacenti è maggiore di 0,2 mm e la spaziatura dei bordi dei pad della maschera di saldatura è maggiore di 0,1 mm. Questa dimensione può soddisfare il processo della maschera di saldatura. bisogno.

Confronto della resa di prova

Dopo aver ottimizzato il design della maschera di saldatura dalla progettazione PCB LAYOUT e dalla progettazione ingegneristica PCB, l'organizzazione ha reinvestito lo stesso numero di PCB e completato il posizionamento e la produzione secondo lo stesso processo di produzione.

Attraverso quanto sopra, lo schema di ottimizzazione è verificato per essere efficace e soddisfa il design di fabbricabilità del prodotto.

Sintesi ottimizzata della progettazione

In sintesi, il chip con la spaziatura del bordo del perno del dispositivo inferiore a 0,2 mm non può essere progettato secondo l'imballaggio convenzionale. La larghezza del pad di saldatura nel design PCB LAYOUT non è compensata e la lunghezza del pad di saldatura è aumentata per evitare il problema di affidabilità dell'area di contatto di saldatura. Se il cuscinetto di saldatura è troppo grande e la distanza tra i due bordi della maschera di saldatura è troppo piccola, la priorità dovrebbe essere data alla rimozione del rame; Per la maschera di saldatura troppo grande, il design della maschera di saldatura dovrebbe essere ottimizzato per aumentare efficacemente la larghezza del bordo delle due maschere di saldatura per garantire la garanzia della qualità della saldatura PCBA. Si può vedere che la coordinazione tra il flusso di saldatura e la progettazione del pad della maschera di saldatura gioca un ruolo decisivo nel migliorare la fabbricabilità del PCBA e la velocità di saldatura.