Teknik PCB - Teknologi kunci dalam rekaan pad SMT

Abstrakt: Teknologi reka pad adalah kunci teknologi lekap permukaan (smt). Teknologi kunci dalam rancangan corak pad dianalisis secara terperinci, termasuk prinsip pemilihan komponen, komponen pasif segiempat, rancangan optimasi pad peranti SOIC dan PLCC dan QFP. Kemudian, masalah yang berkaitan dengan pads apabila merancang papan sirkuit cetak diusulkan.

1 Perkenalan

Teknologi lekap permukaan (smt) ialah teknik sistem kompleks, dan teknologi reka smt ialah jambatan dan teknologi kunci antara teknologi sokongan smt berbeza. Teknologi rancangan smt terdiri dari empat bahagian: rancangan sirkuit smt, rancangan proses, rancangan operasi peralatan dan rancangan pemeriksaan.

Rancangan grafik pad smt adalah bahagian kunci rancangan papan sirkuit cetak, (Nanjing smt) kerana ia menentukan kedudukan penyelesaian komponen pad a papan sirkuit cetak, dan kepercayaan kongsi solder dan penyelesaian yang mungkin berlaku semasa proses penyelesaian. Kegagalan, pembersihan, ujian dan volum penyelesaian semua mempunyai kesan besar. Dengan kata lain, desain corak tanah adalah salah satu faktor utama yang menentukan kemudahan penghasilan komponen lekap permukaan.

Pada masa ini, terdapat banyak jenis dan spesifikasi komponen lekap permukaan SMC/SMD, struktur yang berbeza, dan banyak penghasil. Komponen yang mencapai fungsi yang sama mungkin mempunyai pelbagai bentuk pakej; dan bagi jenis pakej tertentu, terdapat juga perbezaan tertentu dalam spesifikasi dan dimensi. Oleh itu, penciptaan spesifikasi rancangan yang bersatu adalah bermanfaat besar untuk mengurangi kompleksiti rancangan pola tanah dan meningkatkan kepercayaan kongsi tentera.

Ralat corak tanah lekap permukaan terkait dengan dua faktor, pemilihan komponen dan kaedah proses. Kerana corak tanah yang masuk akal mesti sepadan dengan saiz komponen, ia boleh digunakan untuk komponen yang sedikit berbeza dari pembuatan yang berbeza, boleh menyesuaikan kepada berbeza proses (seperti prajurit balik dan prajurit gelombang), dan memenuhi keperluan bentangan dan kabel secara besar.

2 Teknologi kunci dalam desain corak pad

2.1 Prinsip pemilihan komponen

Apabila memilih komponen, menurut keperluan prinsip sistem dan sirkuit dan proses pemasangan, dan berdasarkan memastikan fungsi dan prestasi komponen dipenuhi, bilangan pembekal terbatas ditentukan untuk menyediakan komponen yang sesuai untuk mengurangkan keperluan desain corak tanah. Toleransi, mengurangkan kompleksiti desain corak tanah.

2.2 Ralat corak tanah komponen pasif segiempat segiempat

Komponen pasif boleh ditegakkan oleh penegak gelombang, penegak balik atau proses lain. Kerana terdapat perbezaan tertentu dalam proses dan distribusi panas berbagai-bagai kaedah tentera, dari perspektif optimizasi corak tanah, proses berbeza mempunyai saiz berbeza corak tanah, kerana komponen cenderung untuk bergerak dan berdiri tegak semasa proses tentera. (Nanjing smt) Dalam proses penyelamatan gelombang, kerana komponen ditetapkan dengan melekat, masalah pergerakan komponen tidak terkenal. Corak tanah yang baik dirancang untuk prajurit kembali juga sesuai untuk prajurit gelombang. Corak tanah komponen pasif segiempat biasa adalah segiempat, seperti yang dipaparkan dalam Figur 1.

Figure 1 Corak tanah komponen pasif segiempat lurus biasa

Formula untuk mengira saiz pad adalah:

A=Wmax-K (1)

Apabila memasang kondensator: B=Hmax+Tmin-K (2)

Apabila melekap resisten: B=Hmax+Tmin+K (3)

G=Lmax-2Tmax-K (4)

Dalam formula, K=0.25 mm, W ialah lebar komponen, H ialah tebal komponen, T ialah lebar kepala penywelding pada hujung komponen, dan L ialah panjang komponen. Lebar pad (A) menentukan kedudukan komponen semasa aplikasi pasting/soldering reflow dan mencegah putaran atau ofset, yang biasanya kurang atau sama dengan lebar komponen; panjang pad (B) menentukan sama ada tentera boleh membentuk bengkok yang baik apabila tentera mencair. Untuk kumpulan tentera dengan bentuk bulan, (Nanjing smt), perlu untuk menghindari jembatan tentera. Latihan penyelamatan telah membuktikan bahawa kepercayaan penyelamatan komponen lekap permukaan terutamanya bergantung pada panjang pad daripada lebar; ruang pad (G) mengawal pergerakan komponen Mendatar semasa proses penyelamatan/penyelamatan semula.

Kerana toleransi besar komponen, lebih baik menghitung parameter bentuk pad dengan parameter bentuk komponen kecil atau besar. Ketebusan penentang segiempat ialah kira-kira setengah tebusan kondensator, jadi rancangan panjang pad patut berbeza, sebaliknya penentang akan berubah.

2.3 Design corak tanah SOIC dan PLCC

Pada masa lalu, corak tanah komponen SOIC, PLCC dan QFP adalah segiempat. Sebab sebab produksi sirkuit cetak, lebih berguna menggunakan tanah oval. Alasan utama ialah: 1. Tingkatkan lebar dan tebal penutup tin/solder lead pada permukaan papan cetak; 2. Kurangkan laluan tahan tinggi yang disebabkan oleh pertumbuhan dendrit di sudut disebabkan oleh pencemaran ion; 3. Kabel antara pads akan lebih ketat.

Untuk peranti pakej SOIC/SOJ dan PLCC dengan jarak tengah pin 1,27mm, nisbah lebar pad kepada pitch pad adalah 7:3, 6:4, dan 5:5. Satu jenis pad mempunyai pitch kecil dan tiada wayar boleh dijalankan di tengah. Tiga jenis pads mempunyai lebar kecil, yang mungkin mudah menyebabkan pemindahan dan mempengaruhi kualiti kongsi askar. Kedua jenis ini sesuai. Rancangan ini dengan lebar pad 0.76mm, ruang pad 0.51mm, dan sambungan 0.15mm antara pad telah digunakan secara luas dalam produk prestasi tinggi. Panjang piawai pad adalah 1.9 mm.

Bentuk pin SOIC adalah bentuk sayap gull, dan pins peranti pakej SOJ dan PLCC adalah bentuk "J", seperti yang dipaparkan dalam Figur 2.

Figure 2 PLCC dan garis luar kongsi pin solder peranti SOIC

Oleh kerana pemimpin sayap gull lebih fleksibel daripada pemimpin J, dan bentuk peranti SOIC jauh lebih kecil daripada yang PLCC, tekanan yang dijana pada kongsi askar adalah kecil, dan masalah kepercayaan adalah relatif kecil. Garis luar kongsi solder PLCC terutama terbentuk di luar pin peranti, sementara garis luar kongsi solder pin sayap gull terutama di dalam pin. Kaedah reka panjang pad dan jarak antara pads relatif dalam corak pad adalah perbezaan adalah bahawa ia penting bahawa titik tangen jenis "J" memimpin dan pad patut dipindahkan ke dalam ke 1/3 pad.

2.4 Ralat corak tanah QFP

Pins peranti QFP juga sayap gull, jadi masalah yang perlu dianggap untuk corak pad pada dasarnya sama dengan yang SOIC, tetapi jarak pusat pin adalah lebih kecil daripada yang SOIC. Jarak tengah yang biasa digunakan adalah 1.0mm, 0.8mm, dan 0.65. mm dan 0,5 mm, dll.

Tiada formula pengiraan piawai bagi saiz pad QFP, dan jarak pin sangat padat, jadi sukar untuk merancang corak pad QFP yang masuk akal. Perhatikan titik berikut dalam rancangan:

a) Panjang pad menentukan kepercayaan kumpulan askar. Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 3, nisbah yang sesuai patut disimpan diantara panjang pad dan panjang maksimum pins tenterable peranti, biasanya sekitar 2.5:1 hingga 3:1, sehingga hujung depan dan belakang pins pada pad mempunyai gangguan. Pad askar (b1, b2) boleh membentuk meniscus yang berkesan selepas askar dicair untuk meningkatkan kekuatan askar. Selain itu, akhir gangguan juga boleh membolehkan tentera berlebihan mempunyai "kawasan banjir", mengurangi jembatan.

b) Lebar pad biasanya kira-kira 55% jarak tengah utama.

Gambar 3 Diagram skematik desain pad peranti QFP

c) Selepas menentukan panjang pad dan lebar pad, jarak relatif antara pad dalam corak pad dan saiz garis luar corak pad boleh dihitung. iaitu:

LA atau LB=Dmin+2b2 (5)

△LA=(LA-△x)/2-L (6)

△LB=(LB-△y)/2-L (7)

Dalam formula, D ialah dimensi luaran komponen, m ialah panjang pins tenterable peranti, b1 ialah panjang gangguan pad dalaman peranti, dan b2 ialah panjang gangguan pad luar peranti.

d) Untuk peranti QFP lengkap-halus multi-pin, jarak tengah pads mesti sama dengan jarak tengah pins QFP. Selain itu, ia patut dijamin bahawa keseluruhan ralat kumulatif pads sepatutnya berada dalam ±0.0127mm. Ini kerana terdapat perbezaan ketepatan antara unit imperial dan unit awam apabila menggunakan penetap komputer. (Nanjing smt) Oleh itu, jarak tengah pads bersebelahan lebih besar daripada jarak tengah pins bersebelahan, menghasilkan satu pin dan satu pin. Apabila pads dijajar, pad berikutnya telah jatuh dari pin berikutnya.

3 Masalah berkaitan dengan pads bila merancang papan sirkuit cetak

Apabila merancang pads sendiri, pads yang digunakan secara simetrik (seperti resisten cip, kondensator, SOIC, QFP, dll.) patut dirancang untuk menjaga simetri keseluruhan mereka, iaitu, bentuk dan saiz corak pad patut sepenuhnya konsisten, dan bentuk dan saiz corak patut sepenuhnya konsisten. Posisi sepatutnya sepenuhnya simetrik.

Apabila merancang corak tanah, lebih baik merancang tanah dan garis dalam sistem CAD sebagai unsur, supaya ia boleh disunting di masa depan.

Aksara dan tanda grafik tidak dibenarkan untuk dicetak di pad, dan jarak antara tanda-tanda dan pinggir pad patut lebih dari 0.5 mm. Untuk pad peranti tanpa pin luaran, tiada lubang melalui antara pad untuk memastikan kualiti pembersihan.

Pad besar tunggal tidak patut digunakan diantara dua komponen untuk mengelakkan kandungan tin berlebihan, yang akan menarik komponen ke satu sisi disebabkan kekuatan tegangan besar selepas mencair. Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 4.

Figure 4 · Salah menggunakan pad besar

Untuk komponen pitch-halus dengan jarak tengah utama 0.65 mm dan bawah, dua tanda rujukan tembaga kosong simetrik patut ditambah pada diagonal corak tanah untuk posisi optik dan meningkatkan ketepatan tempatan.

Bilangan urutan semua pin setiap komponen patut ditandai dengan betul untuk menghindari kekeliruan pin semasa kabel.

4 Kesimpulan

Design pad smt adalah teknologi kunci dalam menghasilkan peranti lekap permukaan, tetapi masalah desain di antara mereka mudah dilepas. Komponen yang sesuai sepatutnya dipilih dengan betul, dan desain corak tanah bagi pelbagai komponen sepatutnya optimum untuk membuat papan sirkuit cetak direka mencapai prestasi dan kualiti yang baik.