PCB 기술 - IPC 기반 표면 패치 부품 PCB 패키징 설계

PCB 설계 과정에서 제조 가능성과 제품 성능 사이의 절충 문제를 해결하기 위해 표면 설치 부품 PCB 패키지는 IPC-7351b 표준에 따라 설계되었다.

소개

현재 PCB 설계 과정에서 제품의 소형화, 고밀도 및 신뢰성 요구 사항으로 인해 제조 가능성과 제품 성능 사이에 타협이 필요한 경우가 많습니다.PCB 설계 과정에서 패키징 설계는 중요하고 간과되기 쉬운 과정이며, 그 설계 품질은 후기 부품 조립과 제품 품질에 직접적인 영향을 미친다.현재 국제 표준, 국가 군사 표준, 기업 표준 및 설계를 안내하는 데 사용해야하는 통일된 설계 표준을 포함하여 많은 포장 설계 표준이 있습니다.

1. 개요

1.1 PCB 패키징 디자인의 중요성

PCB 설계 과정에서 다음과 같은 문제가 발생하는 경우가 있습니다.

1) 부품과 PCB 플레이트 용접판 규격이 일치하지 않습니다. 예를 들어 0603 규격이 0805 규격에 설치되거나 0805 규격이 0603 규격에 설치됩니다.

2) 동일한 규격의 부품에 대해 여러 가지 다른 포장 디자인이 있고 표준이 통일되지 않는다.

3) PCB 패키지와 일치하는 용접판 크기가 사양 요구 사항을 충족하지 않습니다.

상술한 문제는 모두 라이브러리 구축 표준이 일치하지 않고 규범화되지 않아 후기 SMT 조작에서 큰 번거로움을 초래하였고 심지어 용접 불량까지 초래하여 최종적으로 제품 품질과 생산 효율에 영향을 주었다;따라서 PCB 패키지의 디자인은 SMT 제품의 제조 가능성과 수명에 영향을 미칩니다.영향이 크다.

1.2 IPC-7351b 표준 소개

IPC는 국제 전자 산업 연결 협회입니다.IPC-7351b는 IPC-SM-782A 표준을 대체하는 표면 마운트 디자인 및 접지 패턴 표준의 일반적인 요구 사항입니다.IPC-7351b는 소자 밀도, 고충격 환경, 재작업 요구 사항 등의 변수에서 PCB 패키징 용접판을 설계할 것을 권장하며, IPC-7351b는 PCB 패키징을 3가지 유형으로 나눈다.그림 1에서 볼 수 있듯이 세 가지 밀도 중에서 해당 제품에 맞는 크기를 선택할 수 있습니다.

1) 밀도 레벨 A

저밀도 어셈블리 어플리케이션을 위한 최대 패딩 확장성, 대표적인 예로 휴대용 / 휴대용 제품 또는 충격 또는 진동이 높은 환경에 노출된 제품을 들 수 있습니다.용접 구조가 가장 견고하기 때문에 필요하면 쉽게 재작업을 할 수 있다.수동 용접과 기계 용접은 모두 대폭적으로 조작할 수 있다.

2) 밀도 레벨 B

부품 밀도가 중간 정도인 제품을 위한 미디어 용접 케이스 확장 및 견고한 용접 구조 제공수동 용접과 기계 용접은 모두 조작할 수 있다.

3) 밀도 등급 C

최소 용접 디스크 확장은 용접 디스크 패턴에 대한 최소 용접 구조 요구 사항이 있는 소형 부품에 적용되며 어셈블리 조립 밀도가 가장 높습니다.기계 용접에 적합하여 수공 용접의 난이도가 비교적 크다.

2. 표면 부착 전자부품 패키지 설계

2.1 SMD 용접 디스크 설계

2.1.1 표준 패키징 SMD 용접판 크기 계산

표준 포장은 SOP, SOIC, TSSOP, TQFP 등 JEDEC 및 EIA와 같은 국제 표준에 부합하는 포장을 말합니다. 이 포장 형태의 패드 계산 공식은 다음과 같습니다.

여기서 Z는 포장 양쪽 패드 외연 사이의 거리입니다.G는 패키지의 양쪽에 있는 패드의 안쪽 가장자리 사이의 거리입니다.X는 패키징의 폭입니다.L은 부품의 양쪽 핀의 가장 바깥쪽 가장자리 사이의 거리입니다.S는 요소 장치의 양쪽 핀 안쪽 모서리 사이의 거리를 나타냅니다.W는 어셈블리 핀의 폭입니다.JT는 용접점의 확장 부분(용접 발가락)의 길이, 즉 용접 발가락입니다.JH는 용접점 내의 가장자리 (굽) 의 길이, 즉 굽입니다.JS는 용접점의 모서리 길이, 즉 발의 모서리입니다.CL은 부품의 치수 공차, 즉 L의 최대값과 최소값 사이의 차이입니다.CS는 부품의 치수 공차, 즉 최대와 최소 S값 사이의 차이입니다.CW는 부품의 치수 공차, W의 최대값과 최소값 사이의 차이입니다.F는 인쇄판 가공 과정의 공차입니다.P는 SMT 기계 용접 프로세스의 공차입니다.

2.1.2 다양한 포장 형태의 핀 계산 매개 변수

IPC-7351b 표준에는 다양한 표준 포장 형태와 세 가지 밀도 수준의 포장 계산 매개변수인 JT, JH 및 JS에 대한 권장 사항과 계수 조정 권장 사항이 있습니다.포장 파라미터는 제품의 밀도 등급에 따라 계산할 수 있다.

2.1.3 SMD 용접판 용접 저항 매개변수 설정

용접 디스크 용접 마스크 크기는 일반적으로 용접 디스크 크기에 따라 크기를 확장하는 용접 디스크의 개구 크기를 나타냅니다.제조업체의 공정 능력에 따라 확장 치수를 결정해야 합니다.일반적으로 다음과 같이 설정하는 것이 좋습니다. 비금속 구멍의 용접 레이어는 용접 디스크 크기에 따라 6mil 확장되며 구멍 크기와 동일합니다.

2.2.2 실크스크린 층

패키징 실크스크린 레이어는 주로 PCB에서 부품의 물리적 크기 범위를 표시하고 부품이 PCB의 SMT 조립 과정에서 부품 위치의 참고로 사용된다.CADENCE 설계 소프트웨어와 제조업체의 일반적인 처리 능력을 결합하여 SMD 부품 PCB 패키징 실크스크린 레이어 설계는 몇 가지 특별한 고려를 가지고 있습니다.물론 매개 변수는 생산 과정에 따라 조정할 수 있다.

1) 실크스크린 층의 선폭은 일반적으로 5mil이다.

2) 실크스크린 층의 바깥테두리는 패드를 누를 수 없으며 패드와의 거리는 일반적으로 10밀이어야 한다.

3) 실크스크린 레이어에는 장치의 1 인치 마커가 필요합니다.빈 원을 사용할 수 있습니다.가공 및 후기 PCB 검사를 용이하게 하기 위해 선가중치 5mil, 반지름 20mil를 권장합니다.동시에 빈 원은 다른 실크스크린과 중첩할 수 없습니다.

4) 양극성과 음극성을 가진 장치의 경우 장치의 양극성이나 음극성을 명확하게 표시하여 장치의 조립과 식별을 용이하게 해야 한다.

2.2.3 장치의 물리적 크기

PCB 패키지를 만들 때 패키지 영역의 크기는 CADENCE 소프트웨어의 장치 레이아웃에 대한 DRC 검사 항목으로 사용할 수 있습니다.패키지된 영역의 치수는 용접 프로세스와 함께 패키지된 영역을 형성하는 데 필요한 부품 간격을 포함하여 패키지의 최대 외부 치수를 포함하여 두 가지로 구성될 수 있습니다.표 4에서는 일반적인 용접 프로세스에 필요한 장비 간격을 설명합니다.PCB 설계 과정에서 패키지 영역에 간섭 소프트웨어가 있으면 오류가 자동으로 보고됩니다.

3. 끝말

PCB 패키징 설계 과정에서 환경 조건, 제품 성능, 밀도 수준, 제품 제조성을 종합적으로 고려하고 칩 설계 매뉴얼을 준수하며 IPC-7351 표준을 참고하면 제품 성능 요구를 만족시키는 양호한 제조성을 갖춘 PCB 패키징을 설계할 수 있다.저자가 속한 단위는 IPC-7351b 표준의 밀도 A급으로 컴포넌트 패키지 라이브러리를 구축하여 제품의 신뢰성을 더욱 향상시켰다.실천이 증명하다싶이 이 방법은 실행가능하며 제품의 용접성과 신뢰성을 제고시켰다.