Op het gebied van elektronische productie is padontwerp een cruciale stap in het pcb-ontwerp, die rechtstreeks van invloed is op de installatiekwaliteit van componenten en de prestaties van printplaten.
1, Basisdefinitie en doel van soldeerpads
Een soldeerpad is een metalen gebied op een printplaat dat wordt gebruikt voor het solderen van componentpinnen, meestal gemaakt van koper. Het belangrijkste doel is om stabiele mechanische en elektrische verbindingen tussen componenten en printplaten te garanderen. De kwaliteit van het soldeerkussenontwerp heeft rechtstreeks invloed op de soldeersterkte, de elektrische prestaties en de algehele betrouwbaarheid van de printplaat. Daarom is het ontwerp van soldeerpads een cruciaal onderdeel dat niet kan worden genegeerd in de printplaatlay-out en productieprocessen.
2, Standaard voor maat en vorm van soldeerpads
Bij het ontwerp van de grootte en vorm van soldeervlakken moet rekening worden gehouden met de maakbaarheid van het proces, de soldeervereisten van componenten en de elektrische prestaties. De meest voorkomende soorten soldeerpads zijn als volgt:
Pad met door-gaten
Through-hole pad is een soldeergebied dat wordt gebruikt voor het inbrengen van componenten, meestal vergezeld van het boren van gaten, zodat componentpinnen door de printplaat kunnen gaan. Dit type soldeerpad moet worden ontworpen op basis van de diameter van de componentpinnen en de dikte van de printplaatlaag om voldoende soldeervulling te garanderen. De IPC-2221-norm beveelt aan dat de opening van het soldeervlak ongeveer 0,2-0,3 mm groter moet zijn dan de pindiameter van het onderdeel om een soepele pinpassage te garanderen en ruimte te laten voor soldeervulling.
Opbouw soldeerpads
Oppervlakmontagepads worden gebruikt voor het solderen van opbouwcomponenten zonder dat perforatie nodig is. De grootte en vorm moeten consistent zijn met de grootte en lay-out van de componentpinnen. De IPC-7351A-standaard biedt gedetailleerde richtlijnen voor het ontwerp van pads voor oppervlakmontage, met veel voorkomende vormen, waaronder rechthoekig, elliptisch en rond. Bij het ontwerpen moet rekening worden gehouden met de verdeling van het soldeer. Een te klein soldeervlak kan leiden tot slecht solderen, terwijl een te groot soldeervlak soldeeroverbruggingen kan veroorzaken.
Pad-afstand
De afstand tussen de soldeervlakken bepaalt of er tijdens het solderen kortsluiting of virtuele soldeerproblemen optreden. Volgens de IPC-2221-standaard moet bij de minimale afstand tussen de soldeervlakken rekening worden gehouden met de mogelijkheden van het productieproces en de afstand tussen de componentpennen, vooral met de ontwerpvereisten voor componenten met een fijne steek. Over het algemeen mag de minimale afstand tussen de soldeervlakken niet minder zijn dan 0,2 mm om goede soldeer- en elektrische prestaties te garanderen.
3, veelvoorkomende problemen en oplossingen
Pad peeling
Het loslaten van pads wordt meestal veroorzaakt door een onjuist ontwerp of overmatige thermische spanning tijdens de verwerking. De sleutel tot het oplossen van dit probleem ligt in het correct controleren van de hechting tussen de soldeerpads en het printplaatsubstraat, en het garanderen dat de grootte van het soldeerpad geschikt is tijdens het ontwerp, vooral in situaties met hoge stroomsterktes waarbij het soldeerpadoppervlak op de juiste manier moet worden vergroot.
Soldeeroverbrugging
Soldeeroverbrugging verwijst naar de verbinding van soldeer tussen soldeervlakken, wat resulteert in kortsluiting. De meest voorkomende reden is dat de afstand tussen de soldeerpads te klein is of dat de soldeerpads te groot zijn. De oplossingen omvatten het vergroten van de padafstand, het verkleinen van de padgrootte of het aanpassen van lasprocesparameters.
Padoxidatie
Padoxidatie kan leiden tot slecht solderen of virtueel solderen. Om dit probleem te voorkomen, wordt aanbevolen om padmaterialen te kiezen die tijdens het ontwerp een anti-oxidatiebehandeling hebben ondergaan, zoals OSP, vertinnen of vergulden. Let tegelijkertijd op de opslagomstandigheden van componenten en printplaten om overmatige blootstelling aan lucht te voorkomen, wat oxidatie van de pads kan veroorzaken.
4, Industrienormen en richtlijnen
De industriestandaarden en richtlijnen voor padontwerp bieden een referentiebasis voor het ontwerp. De volgende zijn algemene ontwerpnormen voor pads:
IPC-2221: Algemene norm voor productontwerp voor elektronische verbindingen, die ontwerpvereisten dekt zoals soldeervlakken, draden, afstanden, enz.
IPC-7351A: Ontwerpstandaard voor opbouwmontage, die gedetailleerde richtlijnen biedt voor het padontwerp van componenten voor opbouwmontage.