Teknik PCB - Ralat pakej PCB berasaskan IPC untuk peranti lekap permukaan

Untuk menyelesaikan masalah kompromi antara kemudahan penghasilan dan prestasi produk dalam proses reka PCB, pakej peranti lekap permukaan PCB direka mengikut piawai IPC-7351b.

Perkenalan

Pada masa ini, dalam proses rancangan PCB, disebabkan miniaturisasi produk, ketepatan tinggi, dan keperluan kepercayaan, banyak kali diperlukan kompromi antara kemudahan penghasilan dan prestasi produk. Dalam proses reka-reka PCB, reka-reka pakej adalah proses yang penting dan mudah dilupakan, dan kualiti reka-rekanya mempengaruhi secara langsung pemasangan peranti kemudian dan kualiti produk. Pada masa ini, terdapat banyak standar desain pakej, termasuk standar antarabangsa, standar tentera negara, standar perusahaan, dan standar desain bersatu yang mesti digunakan untuk membimbing desain.

1. Paparan ringkasan

1.1 Kepentingan desain pakej PCB

Dalam proses desain PCB, kadang-kadang masalah berikut berlaku:

1) Komponen dan spesifikasi pad papan PCB tidak sepadan, misalnya spesifikasi 0603 diletak pada spesifikasi 0805, atau spesifikasi 0805 diletak pada spesifikasi 0603;

2) Terdapat banyak reka pakej yang berbeza untuk komponen spesifikasi yang sama, dan piawai tidak seragam;

3) Saiz pad yang sepadan dengan pakej PCB tidak memenuhi keperluan spesifikasi.

Masalah di atas semua disebabkan oleh standar pembangunan perpustakaan yang tidak konsisten dan tidak piawai yang menyebabkan masalah besar dan bahkan tentera yang lemah dalam operasi SMT kemudian, yang akhirnya mempengaruhi kualiti produk dan efisiensi produksi; Oleh itu, desain pakej PCB mempunyai kesan pada kemudahan dan kehidupan produk SMT. Memiliki kesan yang besar.

1.2 Perkenalan ke Piawai IPC-7351b

IPC adalah Persatuan Sambungan Industri Elektronik Antarabangsa. IPC-7351b adalah keperluan umum untuk desain lekap permukaan dan piawai corak tanah, menggantikan piawai IPC-SM-782A. IPC-7351b mencadangkan desain pads pakej PCB dari pembolehubah seperti densiti komponen, persekitaran kesan tinggi dan keperluan kerja semula, dan IPC-7351b membahagi pakej PCB ke 3 jenis. Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 1, pengguna boleh memilih saiz yang sesuai dengan produk mereka dari 3 ketepatan.

1) Kelajuan A

Sambungan pad maksimum, sesuai untuk aplikasi densiti komponen rendah, contoh biasa adalah produk yang boleh dibawa/komputer tangan atau produk yang terkena persekitaran kejutan atau getaran tinggi. Struktur penywelded adalah yang paling kuat dan boleh mudah diubahsuai jika diperlukan. Kedua-dua penywelding manual dan penywelding mesin boleh beroperasi dengan margin besar.

2) Kelas Densitas B

Pad tengah melangkah, yang sesuai untuk produk dengan ketepatan komponen tengah dan menyediakan struktur tentera yang kuat. Kedua-dua penywelding manual dan penywelding mesin boleh beroperasi.

3) Kelas Densitas C

Sambungan pad yang paling kecil adalah sesuai untuk peranti mikro dengan perlukan struktur tentera yang paling kecil pada corak pad, dan densiti kumpulan komponen tertinggi boleh dicapai. Sesuai untuk penywelding mesin, penywelding manual adalah lebih sukar.

2. Ralat pakej komponen elektronik lekap permukaan

2.1 Ralat pad SMD

2.1.1 Kiraan saiz pad SMD untuk pakej piawai

Pakej piawai rujuk kepada pakej yang sesuai dengan piawai antarabangsa seperti JEDEC dan EIA, seperti SOP, SOIC, TSSOP, TQFP, dll. Formula pengiraan pad bagi bentuk pakej ini adalah seperti ini:

Di antara mereka: Z adalah jarak antara pinggir luar pads pada kedua-dua sisi pakej; G ialah jarak antara pinggir dalaman pads pada kedua-dua sisi pakej; X adalah lebar pads pakej; L ialah jarak antara pinggir paling luar pins pada kedua-dua sisi komponen; S ialah unsur perwakilan Jarak antara pinggir dalaman pins pada kedua-dua sisi peranti; W ialah lebar titik komponen; JT ialah panjang sambungan kongsi solder (kaki), iaitu, kaki; JH ialah panjang pinggir dalam kumpulan tentera (tumit), iaitu, tumit; JS adalah kumpulan tentera panjang sisi titik, iaitu, sisi kaki; CL adalah toleransi saiz komponen, perbezaan antara nilai maksimum dan minimum L; CS adalah toleransi saiz komponen, perbezaan antara nilai S maksimum dan minimum; CW adalah toleransi saiz komponen, perbezaan antara nilai maksimum dan minimum W; F adalah toleransi semasa pemprosesan papan dicetak; P adalah toleransi semasa penyelesaian mesin SMT.

2.1.2 Parameter pengiraan pin bagi pelbagai bentuk pakej

Dalam piawai IPC-7351b, terdapat rekomendasi untuk parameter pengiraan pakej JT, JH, dan JS untuk berbeza bentuk pakej piawai dan tiga tahap densiti, serta rekomendasi untuk koeficien penyesuaian. Parameter pakej boleh dihitung mengikut gred ketepatan produk.

Tetapan parameter topeng solder pad SMD

Saiz topeng solder pad menunjukkan saiz pembukaan pad, dan saiz ia secara umum dikembangkan dengan saiz berdasarkan saiz pad. Saiz yang dilambangkan perlu ditentukan mengikut kemampuan proses pembuat. Secara umum disarankan untuk ditetapkan sebagai berikut: mengembangkan 6mil berdasarkan saiz pad, dan topeng solder lubang tidak metalisasi sama dengan saiz lubang.

2.2.2 Lapisan skrin sutra

Lapisan skrin sutra pakej terutamanya digunakan untuk menunjukkan julat saiz fizikal peranti pada PCB, dan sebagai rujukan untuk posisi peranti semasa pemasangan SMT peranti pada PCB. Menggabungkan perisian desain CADENCE dan kemampuan pemprosesan konvensional pembuat, desain lapisan skrin sutra pakej PCB peranti SMD mempunyai beberapa pertimbangan istimewa. Sudah tentu, parameter boleh disesuaikan mengikut proses produksi.

1) Lebar baris lapisan skrin sutra adalah biasanya 5 mil.

2) Bingkai luar lapisan skrin sutra tidak dibenarkan untuk menekan pad, dan jarak dari pad biasanya diperlukan untuk â¥10 juta.

3) Lapisan skrin sutra perlu melukis tanda 1-pin peranti. Bulatan kosong boleh digunakan. Lebar baris yang direkomendasikan ialah 5 mil dan radius ialah 20 mil untuk memudahkan pemprosesan dan kemudian pemeriksaan PCB. Pada masa yang sama, bulatan kosong tidak dapat meliputi dengan skrin sutra lain.

4) Untuk peranti dengan polaritas positif dan negatif, polaritas positif atau negatif peranti patut ditandai dengan jelas untuk memudahkan pemasangan dan pengenalan peranti.

2.2.3 Saiz fizikal peranti

Apabila pakej PCB ditetapkan, saiz kawasan pakej boleh digunakan sebagai item semak DRC bagi bentangan peranti dalam perisian CADENCE. Saiz kawasan pakej boleh dianggap terkomponen dari dua item, termasuk saiz eksternal maksimum pakej dan pitch peranti yang diperlukan oleh proses tentera bersama-sama untuk membentuk kawasan pakej. Jadual 4 menyarankan ruang peranti yang diperlukan oleh proses tentera biasa. Jika ada perisian gangguan dalam kawasan pakej semasa rancangan PCB, ia akan melaporkan ralat secara automatik.

3. Perhatian akhir

Dalam proses desain pakej PCB, selama syarat persekitaran, prestasi produk, tahap densiti, kemudahan produk dianggap secara keseluruhan, mengikut manual desain cip, dan rujuk kepada piawai IPC-7351, anda pasti boleh desain untuk memenuhi keperluan prestasi produk pakej PCB dengan kemudahan yang baik. Unit penulis mengadopsi gred padat A dalam piawai IPC-7351b untuk menetapkan perpustakaan pakej komponen, yang lebih meningkatkan kepercayaan produk. Hasil praktik membuktikan bahawa kaedah ini boleh dilakukan dan meningkatkan kesesuaian dan kepercayaan produk.