В процессе производства печатных плат , пайка — очень важный процесс, который используется для достижения электрического соединения между всеми компонентами и печатной платой. И контактные площадки печатной платы играют решающую роль в процессе сборки печатной платы, поскольку они определяют, где компонент будет припаян к плате. Их размеры, формы и положения будут влиять на функциональность и надежность печатной платы. Поэтому в сегодняшнем блоге мы более подробно рассмотрим контактные площадки печатной платы.
Что такое контактные площадки печатных плат?
Контактные площадки печатной платы, также известные как контактные площадки пайки или контактные площадки пайки, представляют собой области на печатной плате, специально предназначенные для крепления электронных компонентов. Эти контактные площадки обычно имеют круглую или прямоугольную форму и изготавливаются из меди или другого проводящего материала. Контактные площадки печатной платы служат точками соединения между электронными компонентами и дорожками на печатной плате. Они обеспечивают поверхность, на которую припаиваются или монтируются выводы или клеммы компонентов. Контактные площадки обычно располагаются в конечных точках дорожек, где предполагается размещение компонентов. Конструкция и размещение контактных площадок могут напрямую влиять на паяемость, надежность и теплопроводность компонентов.
Типы контактных площадок печатных плат
Контактные площадки печатных плат можно разделить на два основных типа в зависимости от компонентов и методов монтажа: контактные площадки для сквозного монтажа и контактные площадки для поверхностного монтажа.
Сквозное отверстие Pad
Сквозные контактные площадки используются для монтажа сквозных компонентов на печатной плате. Эти контактные площадки имеют сквозные отверстия, куда вставляются штырьки компонентов во время Пайка печатных плат процесс. При пайке компонентов через сквозные отверстия устанавливаются прочные паяные соединения, что обеспечивает надежное долгосрочное механическое и электрическое соединение с печатной платой. Однако важно отметить, что из-за наличия выводов компонентов и необходимых отверстий, наличия пространства для трассировки на многослойная печатная плата может быть ограничено.
Площадка для поверхностного монтажа
Площадки для поверхностного монтажа используются для монтажа электронных компонентов непосредственно на поверхность печатной платы. В отличие от площадок для сквозных отверстий, которые требуют, чтобы компоненты проходили через отверстия в плате, площадки для поверхностного монтажа предназначены для более мелких компонентов, которые можно припаять непосредственно к поверхности платы. Площадки для поверхностного монтажа обладают рядом преимуществ. Они обеспечивают более высокую плотность компонентов, позволяя размещать больше компонентов в меньшем пространстве на плате. Такое компактное расположение повышает функциональность и производительность схемы. Кроме того, площадки для поверхностного монтажа особенно полезны для проектирования сложных многослойных плат, где оптимизация пространства имеет решающее значение. Однако важно отметить, что площадки для поверхностного монтажа могут не подходить для компонентов, которые генерируют значительное количество тепла. Компактная природа технологии поверхностного монтажа может ограничивать рассеивание тепла, что может привести к проблемам перегрева.
BGA (шариковая сетка) площадки относятся к категории площадок поверхностного монтажа, которые обычно меньше и более плотно упакованы, чем площадки, используемые для других компонентов поверхностного монтажа. И обычно используются два типа площадок BGA:
- Контактные площадки с паяльной маской (SMD)
SMD-площадки для компонентов BGA спроектированы с отверстиями паяльной маски, которые меньше диаметра площадок, которые они закрывают. Это сделано для минимизации размера площадки, к которой будет припаян компонент. При нанесении паяльной маски на часть медной площадки под ней достигаются два преимущества: во-первых, она помогает закрепить площадки на печатной плате, предотвращая их отрыв из-за механического или термического напряжения. Во-вторых, отверстия в маске служат направляющей для каждого шарика на BGA, с которой можно совместиться во время пайки.
- Контактные площадки, не определенные паяльной маской (NSMD)
Контактные площадки Non-Solder Mask Defined (NSMD) — это тип медных контактных площадок, используемых в печатных платах, которые не покрыты паяльной маской. Они часто меньше по размеру по сравнению с диаметром шарика припоя, как правило, уменьшая размер площадки примерно на 20% от диаметра шарика. Такое уменьшение размера площадки позволяет уменьшить расстояние между площадками, обеспечивая более эффективную трассировку и делая их подходящими для высокоплотных и мелкошаговых BGA-чипов. Однако контактные площадки NSMD имеют более высокую восприимчивость к расслоению, которое может возникнуть из-за термических и механических напряжений.
Размер и расстояние между контактными площадками печатной платы
Размер, форма и расстояние между площадками зависят от конкретных требований используемых компонентов. Различные типы компонентов могут иметь разные конфигурации площадок. Для односторонних площадок диаметр или минимальная ширина составляет 1.6 мм; для двухсторонних площадок слабой линии необходимо увеличить апертуру только на 0.5 мм, поскольку слишком большой размер площадки легко приведет к непрерывной сварке. Для площадок с апертурами больше 1.2 мм или диаметром площадки больше 3.0 мм следует рассмотреть возможность проектирования их как площадок специальной формы. Кроме того, нам нужно знать, что внутреннее отверстие площадки, как правило, не меньше 0.6 мм, поскольку отверстие меньше 0.6 мм нелегко обрабатывать при пробивке.
Что касается расстояния между контактными площадками, важно учитывать размер штифтов компонента, которые будут вставлены или прикреплены к контактным площадкам, а также учитывать соответствующий пакет компонента. Различные компоненты имеют различные требования к расстоянию между монтажными отверстиями контактных площадок. Например, при работе с осевыми компонентами с диаметром штифта менее 0.8 мм шаг установочного отверстия обычно на 4 мм больше стандартного шага отверстия. С другой стороны, если диаметр штифта осевого компонента превышает 0.8 мм, шаг установочного отверстия обычно более чем на 6 мм больше стандартного шага отверстия корпуса компонента. Когда речь идет о радиальных компонентах, расстояние между монтажными отверстиями должно соответствовать расстоянию между штифтами компонента.
Проблемы, вызванные неправильными размерами контактных площадок печатной платы
Размер, положение и форма контактных площадок припоя на печатной плате напрямую влияют на процесс производства печатных плат. Использование неправильных размеров контактных площадок припоя или их неправильное размещение может привести к различным проблемам во время пайки при сборке печатных плат. Вот некоторые проблемы, с которыми вы можете столкнуться:
- Недостаточное смачивание припоем
Слишком маленький размер контактной площадки не обеспечивает достаточной площади поверхности для надлежащего смачивания припоем, что может привести к некачественным паяным соединениям и слабым электрическим контактам.
- Перемычка припоя
Если контактные площадки расположены слишком близко друг к другу или неправильно расположены, повышается риск образования мостиков припоя. Это происходит, когда расплавленный припой непреднамеренно соединяет соседние контактные площадки, вызывая короткие замыкания.
- Надгробие
При размещении компонентов поверхностного монтажа эффект надгробия может возникнуть, когда один конец компонента отрывается от площадки во время пайки, что приводит к неровному или неполному соединению. Это может произойти, если размеры или расположение площадки неверны, что приводит к несбалансированным тепловым профилям во время оплавления.
- Впитывание припоя
Растекание припоя может создавать проблемы при изготовлении площадок для сквозных отверстий, если они не спроектированы должным образом. Если размер сверла, используемого для вывода, слишком большой, паяльная маска может просочиться через отверстие, прежде чем установится прочное соединение. И наоборот, если размер сверла слишком мал, вставка вывода компонента становится затруднительной, что приводит к замедлению процесса сборки. Важно найти правильный баланс, чтобы обеспечить надежные и эффективные соединения через отверстия.
- Неполные паяные соединения
Недостаточное расстояние между небольшими или близко расположенными контактными площадками может ограничить образование адекватных паяных галтелей и припойного сплава. Это ограничение может привести либо к отсутствию формирования паяного соединения, либо к неправильным паяным соединениям для компонента.
- Пустоты припоя
Большие или неправильной формы контактные площадки припоя могут способствовать образованию пустот припоя или воздушных карманов внутри паяного соединения. Эти пустоты могут ослабить соединение и отрицательно повлиять на теплоотдачу и электропроводность.
Заключение
Качество контактных площадок печатных плат играет решающую роль в процессе PCBA и напрямую влияет на качество пайки компонентов на печатной плате. Понимание важности контактных площадок в производстве печатных плат и печатных плат имеет важное значение. Выбор надежной компании PCBA имеет решающее значение для обеспечения высокого качества контактных площадок и пайки. МОКО Технология, китайский производитель печатных плат с 17-летним опытом, предлагает комплексные услуги по производству. Наши услуги включают Дизайн печатной платы, производство, прототипирование, закупка компонентов, сборка печатных плат, и тестирование. Сотрудничество с нами может развеять ваши опасения по поводу качества, позволяя вам сосредоточиться на других аспектах вашего проекта.
