PCB技術 - PCBはんだマスク設計とPCBA製造性に関する研究

現代の電子技術の急速な発展,PCBA また、高密度・高信頼性に向けて開発中である. レベルは PCB and PCBA 製造工程はこの段階で大幅に改善された, 従来 PCB はんだマスクプロセスは製品製造性に致命的な影響を与えない. しかし, デバイスピン間隔が非常に小さいデバイス, 理不尽なので PCB 半田パッド設計 PCB はんだマスク設計, これは、SMTのはんだ付けプロセスの難しさを向上させる PCBA 表面実装加工の品質. 生産性と信頼性を考慮した不合理な問題 PCB はんだ付けとはんだマスク設計, の実際のプロセスレベルと組み合わせる PCB and PCBA, デバイスのパッケージングの最適化設計により製造可能性の問題を回避できる. 最適設計は主に2つの側面から始まる. つは、1の最適設計です PCB レイアウト第二は、最適設計です PCB エンジニアリング.

PCB LAYOUT design

IPC 7351標準パッケージライブラリに従って、パッケージ設計のためのデバイス仕様の推奨パッドサイズを参照してください。迅速に設計するために、レイアウトエンジニアは、推奨パッドサイズに応じて設計を増やし、変更することを優先します。基板半田付けパッド設計の長さと幅は0.1 mm増加し、半田マスクパッドは半田付けパッドに基づいて長さと幅が異なる。0.1 mm増加。

PCB設計

従来のPCB半田マスクプロセスは、はんだパッドの縁を0.05 mmで覆う必要があり、2つの半田パッド間の中間半田マスクは、図2（2）に示すように0.1 mmより大きい。PCBエンジニアリング設計段階では、ソルダーレジストパッドのサイズを最適化できず、2つのパッド間のソルダーレジストブリッジが0.1 mm未満であるとき、PCBプロジェクトはグループパッドウィンドウ設計プロセスを採用する。

PCBレイアウト設計要件

つの半田付けパッド間のエッジ距離が0.2 mm以上であるとき、パッケージは従来のパッドに従って設計される2つのはんだ接続パッド間のエッジ距離が0.2 mm以下の場合，dfm最適化設計が要求され，dfm最適化設計法ははんだ付け磁束とはんだマスクパッドサイズの最適化を有する。半田マスクプロセスにおけるソルダーレジストが、PCB製造中に、最小のソルダーマスクブリッジ分離パッドを形成できることを保証する。

つの半田付けパッド間のエッジ距離が0.2 mm以上の場合、従来技術の設計に従って設計を行う2つの半田付けパッド間のエッジ距離が0.2 mm未満ではdfm設計が必要である。エンジニアリング設計DFM法は、はんだマスク設計最適化とはんだ付け層銅除去処理を有する銅除去サイズは、デバイス仕様、銅除去後のはんだ付け層パッドは推奨パッド設計のサイズ範囲内でなければならず、PCB半田マスク設計は単一のパッド窓設計であるべきである。すなわち、半田マスクブリッジはパッドの間でカバーされ得る。PCBA製造プロセスにおいて、半田外観品質問題および電気的信頼性問題を回避するために、分離のための2つのパッドの間に半田マスクブリッジがあることを確認する。

PCBAプロセス能力要件

The solder mask can effectively prevent the solder bridge from shorting during the soldering assembly process. For PCB高密度微細ピッチピン, 絶縁のためのピン間のハンダマスクブリッジがない場合, the PCBA 加工工場は製品の局所はんだ付け品質を保証できない. For PCBハンダマスクアイソレーションなしで高密度で微細ピッチピンを持つS, 現在 PCBA製造工場 processing method is to determine that the PCB 不十分に供給され、オンライン生産されません. 顧客がオンラインになると主張するならば, the PCBA 製造 factory will not guarantee the welding quality of the product in order to avoid quality risks. It is foreseen that the welding quality problems that occur during the 製造工程 of the PCBA 工場は交渉されて、交渉されます.

PCBエンジニアリング設計要件

従来のハンダマスク工学設計によれば、片面ソルダーマスクのサイズは、フラックスパッドの大きさより0.05 mmより大きくする必要がある。上記の図5に示すように、一方のはんだマスクの幅は0.05 mmであり、はんだマスクの製造および処理の要件を満たしている。しかし、2つのレジストパッド間のエッジ距離は0.05 mmだけであり、これは最小のソルダーレジストブリッジプロセス要件を満たさない。エンジニアリングデザインは、チップのピンの全行をグループパッドタイプのウィンドウ設計として直接設計する。

実際の溶接効果

エンジニアリング設計要件に従ってボードを作り、SMTパッチを完成させた後。チップは50 %以上のはんだ付け速度を有することを機能テストにより検証した温度サイクル実験を再度行った後、5 %以上の不良率をスクリーニングすることができる。まず、デバイスの外観解析（20倍拡大ガラス）を実行し、チップの隣接ピン間のはんだ付け後のスズスラグと残留物があることを見出して；第2に、故障した製品を分析して、失敗したチップ・ピンが短絡されて、燃えているのを発見してください。

PCBレイアウト設計最適化

ipc 7351標準パッケージライブラリを参照して，はんだパッド設計は1.2 mm×0.3 mm，ソルダーレジストパッド設計は1.3×0 . 4 mm，隣接パッド間の中心距離は0 . 65 mmと変わらない。上記の設計を通じて、0.05 mmの片面ソルダーママスクサイズは、PCB処理プロセス要件を満たし、0.25 mmサイズの隣接するソルダーマスクエッジ間隔は、はんだマスクプロセスを満たしている。はんだマスクブリッジの冗長設計を増やすことは、溶接品質リスクを大幅に低減することができる。これにより、製品の信頼性が向上する。

半田付けパッドの幅はカット銅であり、ソルダーマスク幅寸法を調整する。デバイスの2つの半田付けパッドのエッジが0.2 mmより大きく、2つのソルダーレジストパッドのエッジが0.1 mmより大きいことを確実にし、半田付けパッドおよびはんだレジストパッドの長さは変化しない。PCBはんだマスクの単一パッド型窓設計の製造可能性要件を満たす

設計検証

上記の問題点を鑑みて上記パッドを用いてパッド及びソルダーマスク設計を最適化する。隣接するパッドのエッジ間隔は0.2 mmより大きく、はんだマスクパッドのエッジ間隔は0.1 mmより大きい。このサイズは、はんだマスクプロセスを満たすことができる。必要。

試験歩留り比較

PCBレイアウト設計とPCBエンジニアリング設計からはんだマスク設計を最適化した後、同じ数のPCBsを再投資し、同じ製造プロセスに従って配置および生産を完了した。

以上のことにより，最適化方式が有効であることを検証し，製品製造性設計を行う。

最適設計要約

要約する, デバイスピンエッジ間隔が0未満のチップ.2 mm cannot be designed according to conventional packaging. 半田付けパッドの幅 PCB レイアウト設計は補償されない, と length of the soldering pad is increased to avoid the reliability problem of the soldering contact area. 半田付けパッドが大きすぎて、2つのはんだマスクエッジ間の距離が小さすぎると, 優先は銅除去に与えられるべきである大きすぎるはんだマスクについて, 半田マスク設計は、2つの半田マスクのエッジ幅を効果的に増加させるために最適化されるべきである PCBA 溶接品質保証. はんだ付けフラックスとはんだマスクパッド設計の間の調整が改善に決定的役割を果たすことが分かる PCBA 製造性とはんだ付け速度.