焊盘图案引起的PCB制造缺陷

2021-04-25

焊盘图案引起的PCB制造缺陷

由于PCB焊盘图案的设计对于PCB制造过程非常重要，因此应格外注意PCB焊盘图案的缺陷。PCB中的焊盘图案和封装通常被视为相似的术语。但是他们不是同一回事。 

占用空间可让您大致了解组件的实际尺寸。例如，当我们将一个组件放在沙滩上时，它将留下它的印象。此烙印是其实际的物理尺寸。另一方面，当我们要定义焊盘的尺寸和需要焊接到PCB上的组件的轮廓时，我们使用术语“焊盘图案”。重要的一点是，该组件可能在与制造和组装过程相关的可生产性水平和公差上具有多个焊盘图案，但它只能具有一个单一的封装。

进行该网络研讨会的目的是确定由焊盘图案缺陷引起的一些PCB制造问题。我们还介绍了一些实时解决方案，以避免焊盘图案缺陷。因此，这是演示过程中的议程：

什么是脚印和土地格局？

焊盘图案引起的制造缺陷

创建高质量土地格局的技巧

如何利用自动验证

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问题1：如果数据表中未提及，我们如何确定给定钻头是镀通孔（PTH）还是非镀通孔（NPTH）？如果我们选择PTH而不是NPTH会有所不同，反之亦然吗？

PTH用于将元件焊接到PCB。它涉及电气连接，而NPTH则不会发生这种情况。如果数据表中未提及任何内容，并且您不完全了解引脚的连接，则应直接与组件制造商联系。

问题2：什么驱动庭院过剩的边界？

当谈到庭院时，我们需要提到有两个术语。一个是有轮廓的院子，另一个是多余的院子。轮廓四合的庭院在组合的组件主体和焊盘图案边界周围提供了最小的电气和机械间隙。院落多余部分提供了包含地形图案和组件的矩形与轮廓院落的边界之间的间隙。

焊盘图案元素定义了组件主体周围的电气和机械间隙。

庭院多余部分可以按照IPC-7351B标准进行设计。例如，可以按照IPC密度B级创建SOT封装，建议在0.25mm的庭院多余空间后设计这种焊盘图案。 

遵循IPC-7351B标准和密度级别来设计庭院通道。

Q3：墓碑也由于焊盘图案缺陷而发生，对吗？

从焊盘图案缺陷的角度来看，这可能是由尺寸不同的焊盘引起的，这通常会影响SMD-2封装。

Q4：焊盘图案如何确定焊膏的数量？仅仅是焊盘越大，使用的焊锡膏就越多吗？那么，一般的建议是制作大尺寸的焊盘？

我们遵循IPC-7351B粘贴掩模标准。IPC建议在铜焊盘和粘贴掩膜之间遵循1：1的比例。但是，对于QFN / QFP之类的裸露焊盘封装，如果裸露焊盘是大于4 x 4mm的正方形，则应将焊剂掩膜分割成对称的焊盘阵列。此设计建议使组件能够更好地沉降到焊盘上，而不是浮在焊膏的顶部。如果裸露的焊盘是小于4 x 4mm的正方形，则这些导热焊盘的默认粘贴掩模为总焊盘面积的40％。最后，印刷电路板装配商或设计人员都可以修改为模板中的开口提供的信息，以满足特定的焊料量要求。您可以阅读IPC-7525想要查询更多的信息。例如，他们建议使用50％-80％，而不是40％。

问题5：如果两个端子组件中的一个焊盘是大铜浇铸件（即接地层）的一部分，而另一个焊盘的末端位于标准走线中，会引起墓碑破裂吗？

这可能导致墓碑。例如，如果其中一个焊盘的一侧连接到较大且较厚的接地平面，而另一个焊盘则仅连接至较小的走线。

Q6：SMT电感器似乎总是一个问题，因为焊盘位于底部而不是边缘。有什么建议可以改善吗？

无论何时设计脚印，在了解我们要设计的脚印类型之前，我们都会评估不同的参数，这些参数对于设计该焊盘图案非常重要。对于SMT电感器，请选择符合IPC要求的封装或数据手册中建议的PCB焊盘图案。如果您不知道如何正确地对软件包类型进行分类，请尝试遵循最后一个。

问题7：如何解决PCB上浮置组件的潜在问题？

这个问题的主要原因是锡膏模具的设计不良。您可以通过以下方法解决该问题：对浮动组件进行拆焊，然后在去除多余的焊料后手动焊接该组件。这不是100％可行的，但是您可以尝试一下。

锡膏模版设计不良是导致元件浮动的主要原因。

Q8：您能告诉我模板设计的IPC标准吗？

是IPC-7525A。

Q9：您对无线模块（LCC或LGA）是否有任何建议以避免焊接问题？

对于小间距LGA封装，您可以查看JEDEC 95、4.25定义的准则。他们建议对于NSMD封装，阻焊层开口应比阻焊垫大0.075毫米，并且还有更重要的建议。对于LCC封装，如果组件制造商没有任何建议，则可以查看IPC-SM-782。它提出了一些焊盘图形建议，包括公差。

Q10：对于SMT手工焊接，是否建议使用A级或更大尺寸？

尽管有许多参数需要考虑，但是如果您要手动焊接元件，则应尝试选择较大的间距尺寸。但是，是的，明智的做法是将焊盘变大以便于手工焊接。您可以尝试遵循A级，但是请考虑到该级别是为适应无铅芯片设备以及带引线的鸥翼式设备的波峰焊或流动焊而开发的。 

问题11：在SMD组装过程中，在我的某些0603电阻器中，一个焊盘没有焊接，而是打开了。有设计上的问题吗？

您是否收到有关造成原因的更多信息？难道是墓碑吗？最好查看您设计的焊盘图案并了解出了什么问题。从焊盘图案方面，请检查焊盘尺寸，您的掩模开口和模板设计。

问题12：对于环形圈，您是否知道钻孔和环形圈之间的关系是否存在标准？

标准是IPC-2221A。有关更详细的说明，请阅读PCB制造商说明的环形圈。

Q13：如何设计合适的阻焊层开口间隙？

这主要取决于您的制造厂规格。但作为一般建议，通常在护垫和面罩之间留出2-3mils的间隙。您还可以根据PCB制造商的要求设置规则，并在运行DRC时对其进行验证。

问题14：我计划在PCB边缘周围使用带齿的焊盘。我需要注意哪些问题，如何将其传达给PCB制造商？

您需要了解您的EDA工具限制。它本身支持齿形垫吗？如果没有，请尝试找到解决方法，有很多方法。您可以检查是否正确设置了板中用于处理轮廓切口的图层（Eagle中的铣削图层），以及是否正在使用该图层设计轮廓。您还可以添加一个距离铜至少0.1mm的阻焊层，并检查模板尺寸是否与铜垫尺寸（顶部和底部）相同。另外，请检查您的制造厂是否了解您的设计，和/或是否需要更新当前的设计以满足他们的要求。

问题15：在HDI设计中，有时组件的丝网会发生碰撞以节省空间。如果需要进行设计，这在制造PCB时会带来不便吗？

它可能会在生产过程中影响您的PCB，但您很容易在磁带库设计阶段就可以防止它。您可以添加一个与丝网印刷区域至少相距0.3毫米的保留区域。对于很小的组件，例如（0203电阻），最好去除丝网印刷，以防止在焊接阶段出现问题。阅读更多有关高质量PCB库的重要性的信息。