V oblasti výroby elektroniky je dizajn podložky kľúčovým krokom v dizajne PCB, ktorý priamo ovplyvňuje kvalitu inštalácie komponentov a výkon dosiek plošných spojov.
1, Základná definícia a účel spájkovacích plôšok
Spájkovacia podložka je kovová oblasť na doske s plošnými spojmi, ktorá sa používa na spájkovanie kolíkov komponentov, zvyčajne vyrobených z medi. Jeho hlavným účelom je zabezpečiť stabilné mechanické a elektrické spojenia medzi komponentmi a doskami plošných spojov. Kvalita konštrukcie spájkovacej podložky priamo ovplyvňuje pevnosť spájkovania, elektrický výkon a celkovú spoľahlivosť dosky plošných spojov. Preto je dizajn spájkovacej podložky kľúčovou súčasťou, ktorú nemožno ignorovať pri usporiadaní dosiek plošných spojov a výrobných procesoch.
2, Štandard pre veľkosť a tvar spájkovacích plôšok
Dizajn veľkosti a tvaru spájkovacích plôšok musí brať do úvahy výrobnosť procesu, požiadavky na spájkovanie komponentov a elektrický výkon. Bežné typy spájkovacích plôšok sú nasledovné:
Cez-podložku s otvormi
Podložka s priechodnými otvormi je oblasť spájkovania používaná na vkladanie komponentov, zvyčajne sprevádzaná vŕtaním otvorov, aby kolíky komponentov prešli cez dosku plošných spojov. Tento typ spájkovacej podložky by mal byť navrhnutý na základe priemeru kolíkov súčiastok a hrúbky vrstvy PCB, aby sa zabezpečila dostatočná spájkovacia náplň. Norma IPC-2221 odporúča, aby bol otvor spájkovacej plôšky približne o 0,2-0,3 mm väčší ako priemer kolíka súčiastky, aby sa zabezpečil hladký prechod kolíkov a ponechal priestor na plnenie spájkou.
Spájkovacie plôšky na povrchovú montáž
Podložky pre povrchovú montáž sa používajú na spájkovanie komponentov pre povrchovú montáž bez potreby perforácie. Jeho veľkosť a tvar by mali byť v súlade s veľkosťou a rozložením kolíkov komponentov. Norma IPC-7351A poskytuje podrobné pokyny pre dizajn podložiek na povrchovú montáž s bežnými tvarmi vrátane obdĺžnikových, eliptických a kruhových. Pri navrhovaní treba zvážiť rozloženie spájky. Príliš malá spájkovacia podložka môže viesť k zlému spájkovaniu, zatiaľ čo príliš veľká podložka môže spôsobiť premostenie spájky.
Rozostup podložiek
Vzdialenosť medzi spájkovacími plôškami určuje, či sa počas spájkovania vyskytnú skraty alebo virtuálne problémy pri spájkovaní. Podľa normy IPC-2221 by minimálna vzdialenosť medzi spájkovacími plôškami mala brať do úvahy možnosti výrobného procesu a rozstup kolíkov komponentov, najmä požiadavky na dizajn komponentov s jemným rozstupom. Vo všeobecnosti by minimálna vzdialenosť medzi spájkovacími plôškami nemala byť menšia ako 0,2 mm, aby sa zabezpečil dobrý spájkovací a elektrický výkon.
3, Bežné problémy a riešenia
Peeling podložky
Odlupovanie podložky je zvyčajne spôsobené nevhodným dizajnom alebo nadmerným tepelným namáhaním počas spracovania. Kľúč k vyriešeniu tohto problému spočíva v správnom riadení adhézie medzi spájkovacími plôškami a substrátom PCB a zabezpečením, že veľkosť spájkovacej plôšky je vhodná počas návrhu, najmä v situáciách vysokého prúdu, kde je potrebné primerane zväčšiť plochu spájkovacej plôšky.
Spájkovacie premostenie
Spájkovacie premostenie sa týka spojenia spájky medzi spájkovacími plôškami, čo vedie ku skratu. Bežným dôvodom je, že medzera medzi spájkovacími plôškami je príliš malá alebo sú spájkovacie plôšky príliš veľké. Riešenia zahŕňajú zväčšenie rozstupu podložiek, zmenšenie veľkosti podložiek alebo úpravu parametrov procesu zvárania.
Oxidácia vankúšika
Oxidácia podložky môže viesť k zlému spájkovaniu alebo virtuálnemu spájkovaniu. Aby ste predišli tomuto problému, odporúča sa zvoliť materiály podložky s anti-oxidačnou úpravou počas návrhu, ako je OSP, cínovanie alebo pozlátenie. Zároveň dávajte pozor na podmienky skladovania komponentov a PCB, aby ste sa vyhli nadmernému vystaveniu vzduchu, ktorý môže spôsobiť oxidáciu podložky.
4, Priemyselné normy a usmernenia
Odvetvové normy a smernice pre dizajn podložiek poskytujú referenčný základ pre dizajn. Nasledujú bežné štandardy dizajnu podložiek:
IPC-2221: Všeobecná norma pre návrh elektronických prepojovacích produktov, pokrývajúca konštrukčné požiadavky, ako sú spájkovacie podložky, vodiče, rozstupy atď.
IPC-7351A: Konštrukčný štandard pre povrchovú montáž, ktorý poskytuje podrobné pokyny pre dizajn podložiek komponentov pre povrchovú montáž.