PCB Tecnico - La struttura del pad sul circuito stampato

PCB terra (terra), l'unità di base del montaggio superficiale, viene utilizzata per formare il modello di terra del circuito stampato, cioè una varietà di combinazioni di terra progettate per tipi speciali di componenti PCB. Non c'è niente di più frustrante di una struttura del pad mal progettata. Quando una struttura a tampone non è progettata correttamente, è difficile, a volte persino impossibile, raggiungere il giunto di saldatura previsto. Ci sono due parole in inglese per pad: Land e Pad, che spesso possono essere usati in modo intercambiabile; Tuttavia, in termini di funzionalità, Land è una caratteristica bidimensionale della superficie utilizzata per i componenti montabili in superficie, mentre Pad è una caratteristica tridimensionale utilizzata per i componenti del plug-in. Come regola generale, Land non include fori passanti placcati (PTH, placcato foro passante). I fori di bypass (via) sono placcati attraverso fori (PTH) che collegano diversi strati del circuito. Le vie cieche collegano lo strato più esterno con uno o più strati interni, mentre le vie sepolte collegano solo lo strato interno.

Come notato in precedenza, la terra PCB di solito non include fori placcati attraverso (PTH). Il PTH in un terreno terrestre rimuove una notevole quantità di saldatura durante il processo di saldatura, con conseguente insufficiente giunzione di saldatura in molti casi. Tuttavia, in alcuni casi, la densità di cablaggio dei componenti di progettazione PCB costringe a cambiare a questa regola, in particolare per il pacchetto di scala chip (CSP, pacchetto scala chip). Sotto il passo di 1,0 mm (0,0394"), è difficile instradare un filo attraverso il "labirinto" del pad. I fori di bypass ciechi e microvie (microvia) sono creati nel pad, consentendo il cablaggio diretto ad un altro strato. Poiché questi fori by-pass sono piccoli e ciechi, non succhiano via troppa saldatura, con conseguente poco o nessun effetto sulla quantità di stagno nei giunti di saldatura.

Ci sono molti documenti industriali da IPC (Association Connecting Electronics Industries), EIA (Electronic Industry Alliance) e JEDEC (Solid State Technology Association), che dovrebbero essere utilizzati per progettare la struttura del pad. Il documento principale è IPC-SM-782 "Surface Mount Design and Land Structure Standard", che fornisce informazioni sulle strutture terrestri per i componenti di montaggio superficiale. Quando J-STD-001 "Requisiti per l'assemblaggio elettrico ed elettronico di saldatura" e IPC-A-610 "Accettabilità dell'assemblaggio elettronico" sono utilizzati come standard di processo del giunto di saldatura, la struttura del pad dovrebbe soddisfare l'intento di IPC-SM-782. Se il pad devia notevolmente da IPC-SM-782, sarà difficile ottenere un giunto di saldatura che soddisfi J-STD-001 e IPC-A-610.

"La conoscenza dei componenti (cioè, struttura dei componenti e dimensione meccanica) è un requisito fondamentale per la progettazione della struttura del pad. IPC-SM-782 utilizza ampiamente due documenti componenti: EIA-PDP-100 "Registrazione e forma meccanica standard delle parti elettroniche" e JEDEC 95 pubblicazione "Registrazione e forma standard dei prodotti solidi e correlati". Indubbiamente, il più importante di questi file è la pubblicazione JEDEC 95, perché tratta i componenti più complessi. Fornisce disegni meccanici di tutte le registrazioni e le apparenze standard dei componenti solidi.

definisce le abbreviazioni dei componenti in base alle caratteristiche del pacchetto, ai materiali, alla posizione del terminale, al tipo di pacchetto, alla forma del perno e al numero di terminali. Gli identificatori di carattere, materiale, posizione, forma e quantità sono facoltativi.

Caratteristica del pacchetto: un prefisso a lettere singole o multiple che identifica caratteristiche come altezza e contorno.

Materiale d'imballaggio: un prefisso di una lettera per identificare il materiale d'imballaggio principale.

Posizione del terminale: un prefisso a singola lettera che conferma la posizione del terminale rispetto al contorno del pacchetto.

Tipo di pacchetto: un segno di due lettere che indica il tipo di forma del pacchetto.

Nuovo stile pin: suffisso di una singola lettera per confermare lo stile pin.

Numero di terminali: suffisso numerico a una, due o tre cifre per indicare il numero di terminali.

Un semplice elenco di identificatori di funzionalità dei pacchetti di montaggio superficiale include:

E Espandere la distanza (>1,27 mm).

F Passo ravvicinato (<0,5 mm); limitatamente ai componenti QFP.

S Distanza tra restringimenti (<0,65 mm); tutti i componenti tranne QFP.

Tipo T sottile (spessore corpo 1,0 mm).

Un semplice elenco di identificatori di posizione del terminale di montaggio superficiale include:

Doppi perni sono sui lati opposti di un pacchetto quadrato o rettangolare.

I perni Quad sono sui quattro lati di un pacchetto quadrato o rettangolare.

Un semplice elenco di identificatori di tipo di pacchetto per montaggio superficiale include:

Struttura del pacchetto portante chip CC (vettore chip).

Struttura del pacchetto piatto FP.

Struttura di imballaggio GA grid array.

SO small outline package structure.

Un semplice elenco di identificatori di formato pin per montaggio superficiale include:

B Un gambo dritto o una struttura sferica del perno; questo è un modulo pin non conforme

F Struttura a perno dritto; questo è un modulo pin non conforme

G Struttura a perno a forma di ala; questo è un modulo pin conforme

J A struttura di piombo piegata a forma di "J"; questo è un modulo di lead conforme

N una struttura senza perno; questo è un modulo pin non conforme

S una struttura a perno a forma di "S"; questo è un modulo pin conforme

"Ad esempio, l'abbreviazione F-PQFP-G208 descrive un pacchetto piatto in plastica da 0,5 mm (F) (P) quadrato (Q), pin a forma di aletta (G), e il numero di terminali 208.

È necessaria un'analisi dettagliata della tolleranza dei componenti PCB e delle caratteristiche della superficie della scheda (cioè struttura del pad, punti di riferimento, ecc.). IPC-SM-782 spiega come eseguire questa analisi. Molti componenti (in particolare componenti a passo fine) sono progettati in unità metriche rigorose. Non progettare strutture di tamponamento imperiali per componenti metrici. Gli errori strutturali accumulati producono disallineamenti e non possono essere utilizzati per componenti a passo ravvicinato. Ricorda, 0.65mm è uguale a 0.0256" e 0.5mm è uguale a 0.0197".