PCB 기술 - PCB 용접 마스크 설계 및 PCBA 제조 가능성 연구

현대 전자 기술의 급속한 발전에 따라 PCBA도 고밀도, 높은 신뢰성의 방향으로 발전하고 있다.비록 현 단계에서 PCB와 PCBA 제조 공정의 수준이 이미 크게 향상되었지만, 전통적인 PCB 용접 저항 공정은 제품의 제조 가능성에 치명적인 영향을 미치지 않는다.그러나 부품의 핀 간격이 매우 작은 부품의 경우 PCB 용접 디스크 설계와 PCB 용접 저항 설계가 불합리하기 때문에 SMT 용접 공정의 난이도가 증가하고 PCBA 표면 설치 공정의 품질의 위험이 증가합니다.PCB 용접과 용접 저항 설계의 불합리로 인한 제조 가능성과 신뢰성 위험에 대해 PCB와 PCBA의 실제 공정 수준과 결합하여 부품 패키지의 최적화 설계를 통해 제조 가능성 문제를 피할 수 있다.최적화 설계는 주로 두 가지 방면에서 착수한다.첫째, PCB 레이아웃의 최적화 설계입니다.둘째는 PCB 엔지니어링의 최적화 설계입니다.

PCB 레이아웃 설계

IPC 7351 표준에 따라 라이브러리를 패키지하고 장비 사양의 권장 용접판 크기를 참조하여 패키지로 설계합니다.빠른 설계를 위해 레이아웃 엔지니어는 권장되는 용접판 크기에 따라 설계를 추가하고 수정하는 것이 우선입니다.PCB 용접 디스크 설계의 길이와 너비는 0.1mm 증가했으며 용접 디스크에 따라 저항 디스크의 길이와 폭도 달라집니다.0.1mm 증가합니다.

PCB 엔지니어링

전통적인 PCB 용접 저항 공정은 용접판 가장자리 0.05mm를 덮어야 하며, 두 용접판 사이의 중간 용접판은 그림 2 (2) 와 같이 0.1mm보다 크다.PCB 프로젝트는 PCB 엔지니어링 단계에서 용접 저항 디스크의 크기가 최적화되지 않고 두 용접 디스크 사이의 용접 저항 브리지가 0.1mm 미만인 경우 그룹 용접 디스크 창 설계 프로세스를 사용합니다.

PCB 레이아웃 설계 요구 사항

두 용접판 사이의 가장자리 거리가 0.2mm 이상이거나 더 클 경우 패키지는 기존 용접판에 따라 설계됩니다.두 용접 디스크 사이의 가장자리 거리가 0.2mm 미만일 경우 DFM 최적화 설계가 필요합니다. DFM 최적화 설계 방법에는 용접 및 저항 디스크 크기 최적화가 포함됩니다.저항 용접 공정의 저항 용접 레이어가 PCB 제조 과정에서 가장 작은 저항 브리지 격리 용접 디스크를 형성할 수 있는지 확인합니다.

두 용접판의 가장자리 거리가 0.2mm보다 크면 일반적인 요구에 따라 공사 설계를 해야 한다.두 용접 디스크 사이의 모서리 거리가 0.2mm 미만인 경우 DFM 설계가 필요합니다.엔지니어링 DFM 방법에는 저항 용접 덮개 설계 최적화와 용접층 구리 제거 처리가 있습니다.구리 제거 치수는 부품 사양을 참조해야 하며, 구리 제거 후의 납땜층 용접판은 추천 용접판 설계의 치수 범위 내에 있어야 하며, PCB 용접 저항 설계는 단일 용접판 창으로 설계되어야 한다. 즉 용접 저항 브리지는 용접판 사이를 커버할 수 있다.PCBA 제조 과정에서 두 용접판 사이에 용접재 외관 품질 문제와 전기 성능 신뢰성 문제를 피하기 위해 격리용 용접재 마스크 브리지가 있는지 확인합니다.

PCBA 공정 능력 요구 사항

용접 마스크는 용접 브리지가 용접 조립 과정에서 단락되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.고밀도 세간격 핀이 있는 PCB의 경우 핀 사이에 격리를 위한 용접 저항 브리지가 없으면 PCBA 가공 공장에서 제품의 로컬 용접 품질을 보장할 수 없습니다.용접 차단 격리가 없는 고밀도와 가는 간격의 핀을 가진 PCB의 경우 현재 PCBA 제조 공장의 처리 방법은 PCB 공급 부족을 확인하는 것으로 온라인 생산은 하지 않는다.고객이 온라인 상태를 고수하면 PCBA 제조 공장은 품질 위험을 피하기 위해 제품의 용접 품질을 보장하지 않습니다.PCBA 공장 제조 과정에서 발생하는 용접 품질 문제는 협의·처리될 것으로 예상된다.

PCB 엔지니어링 요구 사항

전통적인 용접재 마스크 공정 설계에 따르면, 단면 용접재 마스크의 크기는 용접제 용접판의 크기보다 0.05mm 커야 한다. 그렇지 않으면 용접재 마스크가 용접제 층을 덮을 위험이 있다.위의 그림 5에서 볼 수 있듯이 단면 용접제의 폭은 0.05mm로 용접제의 생산과 가공의 요구를 만족시킨다.그러나 두 개의 용접 방지 패드 사이의 가장자리 거리는 0.05mm에 불과하여 용접 방지 브리지 프로세스의 최소 요구 사항을 충족시키지 못합니다.엔지니어링은 칩의 전체 핀을 그룹 용접 디스크 창 설계로 직접 설계합니다.

실제 용접 효과

엔지니어링 요구 사항에 따라 보드를 제작하고 SMT 패치를 완료합니다.기능 테스트 검증을 통해 이 칩의 용접 불량률이 50% 를 초과했습니다.다시 온도 순환 실험을 통해 5% 이상의 결함률을 선별할 수 있다.먼저 20배 확대경으로 부품의 외관을 분석한 결과 칩 인접 핀들 사이에 주석 찌꺼기와 용접 후 잔류물이 있는 것을 발견했다.둘째, 실효 제품을 분석한 결과, 실효 칩의 발에 합선과 소각 현상이 존재한다는 것을 발견했다.

PCB 레이아웃 설계 최적화

IPC 7351 표준 패키징 라이브러리를 참고하여 용접판은 1.2mm * 0.3mm, 용접판은 1.3 * 0.4mm로 설계되었으며 인접한 용접판 사이의 중심 거리는 0.65mm로 변하지 않습니다.상술한 설계를 통해 0.05mm의 단면 용접 저항 사이즈는 PCB 가공 공정 요구를 만족시키고, 0.25mm 사이즈의 인접 용접 경계 간격은 용접 저항 공정 요구를 만족시킨다.용접 방지 브리지의 중복 설계를 추가하면 용접 품질 위험을 크게 줄일 수 있습니다.따라서 제품의 신뢰성이 향상됩니다.

용접 디스크의 너비가 구리로 잘리고 용접 마스크 너비의 크기가 조정됩니다.장치의 두 용접판 가장자리가 0.2mm보다 크고 두 용접판 가장자리가 0.1mm보다 작으며 용접판과 용접판 길이가 변하지 않도록 합니다.PCB 용접 마스크 단일 용접 디스크 창 설계의 제조 편의성 요구 사항을 충족합니다.

설계 검증

상술한 용접판 문제에 대하여 상술한 해결 방안을 통해 용접판과 용접 저항 설계를 최적화하였다.인접한 용접판의 여백은 0.2mm보다 크고, 용접 저항판의 간격은 0.1mm보다 크며, 이 치수는 용접 저항 공정을 만족시킬 수 있다.필요

시험 생산량 비교

이 조직은 PCB 레이아웃 설계와 PCB 엔지니어링 설계에서 용접 저항판 설계를 최적화한 후 동일한 수의 PCB를 재투자하고 동일한 제조 공정에 따라 레이아웃과 생산을 완료했습니다.

이상의 연구를 통해 최적화 방안의 유효성을 검증하고 제품의 제조 가능한 설계 요구를 만족시켰다.

최적화 설계 요약

결론적으로, 부품의 핀 가장자리 간격이 0.2mm보다 작은 칩은 전통적인 패키지에 따라 설계할 수 없다.PCB 레이아웃 설계의 용접 디스크 너비는 보상되지 않았으며 용접 접촉 영역의 신뢰성 문제를 피하기 위해 용접 디스크의 길이가 증가했습니다.용접판이 너무 크고 두 용접 저항 모서리 사이의 거리가 너무 작으면 구리를 우선적으로 제거해야 합니다.너무 큰 용접 저항 조각의 경우 용접 저항 조각 설계를 최적화하고 두 개의 용접 저항 조각의 가장자리 폭을 효과적으로 증가시켜 PCBA 용접 품질 보증을 보장해야합니다.용접제와 용접 방지 패드 설계 간의 조화가 PCBA의 제조 가능성과 용접 통과율을 높이는 데 결정적인 역할을 한다는 것을 알 수 있다.