Dans le processus de fabrication de PCBALa soudure est un processus essentiel qui permet d'établir la connexion électrique entre tous les composants et le circuit imprimé. Les pastilles de PCB jouent un rôle crucial dans l'assemblage, car elles déterminent l'emplacement du composant à souder sur la carte. Leurs tailles, formes et positions influencent la fonctionnalité et la fiabilité du circuit imprimé. C'est pourquoi, dans cet article, nous nous intéresserons de plus près aux pastilles de PCB.
Que sont les pads PCB ?
Les pastilles de PCB, également appelées plages de soudure, sont des zones d'un circuit imprimé spécialement conçues pour la fixation de composants électroniques. Ces pastilles sont généralement de forme circulaire ou rectangulaire et sont en cuivre ou en un autre matériau conducteur. Elles servent de points de connexion entre les composants électroniques et les pistes du PCB. Elles fournissent une surface sur laquelle les fils ou les bornes des composants sont soudés ou montés. Elles sont généralement situées aux extrémités des pistes, là où les composants sont destinés à être placés. La conception et l'emplacement des pastilles peuvent avoir un impact direct sur la soudabilité, la fiabilité et la conduction thermique des composants.
Types de pads PCB
Les pastilles PCB peuvent être classées en deux types principaux en fonction des composants et des méthodes d'emballage : les pastilles traversantes et les pastilles de montage en surface.
Tampon traversant
Les pastilles traversantes sont utilisées pour le montage de composants traversants sur un circuit imprimé. Elles sont dotées de trous traversants où les broches des composants sont insérées lors du montage. Soudure PCB Le soudage des composants via des pastilles traversantes permet d'obtenir des joints de soudure durables, garantissant une connexion mécanique et électrique fiable et durable au circuit imprimé. Cependant, il est important de noter qu'en raison de la présence de pattes de composants et des trous nécessaires, l'espace de routage disponible sur un circuit imprimé est limité. PCB multicouche peut être restreint.
Tampon de montage en surface
Les pastilles de montage en surface permettent de monter des composants électroniques directement sur la surface d'un circuit imprimé. Contrairement aux pastilles traversantes, qui nécessitent le passage des composants à travers des trous de la carte, les pastilles de montage en surface sont conçues pour des composants plus petits, pouvant être soudés directement à la surface de la carte. Elles offrent plusieurs avantages. Elles permettent une densité de composants plus élevée, permettant d'en placer davantage dans un espace réduit sur la carte. Cette disposition compacte améliore la fonctionnalité et les performances du circuit. De plus, les pastilles de montage en surface sont particulièrement avantageuses pour la conception de cartes multicouches complexes, où l'optimisation de l'espace est essentielle. Cependant, il est important de noter que les pastilles de montage en surface peuvent ne pas convenir aux composants générant une chaleur importante. La compacité de la technologie de montage en surface peut limiter la dissipation de la chaleur, ce qui peut entraîner des problèmes de surchauffe.
BGA (réseau de grille à billes) Les pastilles appartiennent à la catégorie des pastilles pour montage en surface, généralement plus petites et plus denses que celles utilisées pour les autres composants montés en surface. Deux types de pastilles BGA sont couramment utilisés :
- Pastilles définies par masque de soudure (CMS)
Les pastilles CMS pour composants BGA sont conçues avec des ouvertures de masque de soudure plus petites que le diamètre des pastilles qu'elles recouvrent. Ceci vise à minimiser la taille de la pastille sur laquelle le composant sera soudé. L'application du masque de soudure sur une partie de la pastille de cuivre présente deux avantages : premièrement, elle permet de fixer les pastilles au circuit imprimé, les empêchant de se décoller sous l'effet de contraintes mécaniques ou thermiques. Deuxièmement, les ouvertures du masque servent de guide pour l'alignement de chaque bille du BGA lors de la soudure.
- Tampons définis sans masque de soudure (NSMD)
Les pastilles NSMD (Non-Solder Mask Defined) sont des pastilles en cuivre utilisées sur les circuits imprimés, non recouvertes par le masque de soudure. Leur taille est souvent inférieure à celle de la bille de soudure, réduisant généralement la taille des pastilles d'environ 20 % de ce diamètre. Cette réduction permet un espacement plus serré entre elles, un routage plus efficace et une meilleure compatibilité avec les puces BGA haute densité et à pas fin. Cependant, les pastilles NSMD sont plus sensibles au délaminage, dû aux contraintes thermiques et mécaniques.
La taille et l'espacement du pad PCB
La taille, la forme et l'espacement des pastilles dépendent des exigences spécifiques des composants utilisés. Différents types de composants peuvent avoir des configurations de pastilles différentes. Pour les pastilles simple face, le diamètre ou la largeur minimale est de 1.6 mm ; pour les pastilles double face à faible résistance, il suffit d'augmenter l'ouverture de 0.5 mm, car une taille de pas trop grande peut facilement provoquer une soudure continue. Pour les pastilles dont l'ouverture est supérieure à 1.2 mm ou le diamètre supérieur à 3.0 mm, il est conseillé d'envisager une forme spéciale. De plus, il est important de savoir que le trou intérieur de la pastille ne doit généralement pas être inférieur à 0.6 mm, car un trou inférieur à 0.6 mm est difficile à perforer.
Concernant l'espacement des pastilles, il est important de prendre en compte la taille des broches des composants qui y seront insérées ou fixées, ainsi que le boîtier du composant concerné. Les exigences en matière d'espacement des trous de fixation varient selon les composants. Par exemple, pour les composants axiaux dont le diamètre des broches est inférieur à 0.8 mm, le pas des trous d'installation est généralement supérieur de 4 mm au pas standard. À l'inverse, si le diamètre des broches d'un composant axial est supérieur à 0.8 mm, le pas des trous d'installation est généralement supérieur de 6 mm au pas standard du corps du composant. Pour les composants radiaux, l'espacement des trous de montage doit correspondre à l'espacement entre les broches.
Problèmes causés par des tailles de pastilles de PCB incorrectes
La taille, la position et la forme des pastilles de soudure sur un circuit imprimé ont un impact direct sur le processus de fabrication des PCB. L'utilisation de pastilles de soudure de tailles ou de placements incorrects peut entraîner divers problèmes lors de l'assemblage des PCB. Voici quelques problèmes que vous pourriez rencontrer :
- Mouillage insuffisant de la soudure
Une taille de tampon trop petite ne fournit pas suffisamment de surface pour un mouillage correct de la soudure, ce qui peut entraîner de mauvaises soudures et des connexions électriques faibles.
- Pontage de soudure
Lorsque les pastilles de soudure sont trop proches les unes des autres ou mal positionnées, le risque de pontage augmente. Ce phénomène se produit lorsque de la soudure fondue connecte involontairement des pastilles adjacentes, provoquant ainsi des courts-circuits.
- Pierre tombale
Lors du montage de composants en surface, un phénomène de « tombstoning » peut se produire lorsqu'une extrémité d'un composant se décolle de la pastille pendant le soudage, ce qui entraîne une connexion irrégulière ou incomplète. Ce phénomène peut se produire si la taille ou le positionnement des pastilles est incorrect, ce qui entraîne des profils thermiques déséquilibrés lors de la refusion.
- Mèche de soudure
L'infiltration de la soudure peut compliquer la construction de pastilles traversantes si elles ne sont pas correctement conçues. Si le diamètre du perçage utilisé pour la patte est trop grand, le masque de soudure peut pénétrer dans le trou avant d'établir une connexion solide. À l'inverse, si le diamètre du perçage est trop petit, l'insertion de la patte du composant devient difficile, ce qui ralentit l'assemblage. Il est important de trouver le bon équilibre pour garantir des connexions traversantes fiables et efficaces.
- Joints de soudure incomplets
Un espacement insuffisant entre des pastilles de soudure petites ou rapprochées peut limiter la formation de cordons de soudure et d'alliage de soudure adéquats. Cette limitation peut entraîner une mauvaise formation des joints de soudure ou des connexions de soudure incorrectes pour le composant.
- Vides de soudure
Des pastilles de soudure de grande taille ou de forme irrégulière peuvent favoriser la formation de bulles d'air dans le joint de soudure. Ces bulles peuvent fragiliser le joint et nuire à la dissipation thermique et à la conductivité électrique.
Conclusion
La qualité des pastilles de PCB joue un rôle crucial dans le processus de fabrication des PCBA et a un impact direct sur la qualité de la soudure des composants sur le circuit imprimé. Il est essentiel de comprendre l'importance des pastilles dans la fabrication des PCBA. Choisir une entreprise de PCBA fiable est essentiel pour garantir la qualité des pastilles et de la soudure. Technologie MOKO, fabricant chinois de circuits imprimés fort de 17 ans d'expérience, propose des services de fabrication complets et intégrés. Nos services incluent Conception de PCB, fabrication, prototypage, approvisionnement en composants, Assemblage de circuits imprimés, et des tests. Notre partenariat peut apaiser vos inquiétudes concernant les problèmes de qualité et vous permettre de vous concentrer sur d'autres aspects de votre projet.
