【PCB設計】PCB焊盤設計之問題詳解

SMT的組裝質量與PCB焊盤設計有直接的關系，焊盤的大小比例十分重要。如果PCB焊盤設計正確，貼裝時少量的歪斜可以再次回流焊糾正（稱為自定位或自校正效應），相反，如果PCB焊盤設計不正確，即使貼裝位置十分準確，在回流焊后反而會出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋等焊接缺陷。

一、PCB焊盤設計基本原則

根據(jù)各種元器件焊點結構分析，為了滿足焊點的可靠性要求，PCB焊盤設計應掌握以下關鍵要素：

1、對稱性

兩端焊盤必須對稱，才能保證熔融焊錫表面張力平衡。

2、焊盤間距

確保元件端頭或引腳與焊盤恰當?shù)拇罱映叽纾副P間距過大或過小都會引起焊接缺陷。

3、焊盤剩余尺寸

元件端頭或引腳與焊盤搭接后的剩余尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面。

4、焊盤寬度

應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。

二、設計缺陷導致的可焊性問題

1、焊盤大小不一

焊盤設計大小需一致，長短需適合范圍，焊盤外伸長度有一個合適的范圍，太短或太長都容易發(fā)生立碑現(xiàn)象。焊盤大小不一致拉力不均勻也會導致器件立碑。

2、焊盤寬度比器件引腳寬

焊盤設計不可以比元器件過于太寬，焊盤寬度比元器件寬2mil即可。焊盤寬度過寬會導致元器件位移、空焊和焊盤上錫量不足等問題。

3、焊盤寬度比器件引腳窄

焊盤設計的寬度比元器件寬度窄，在SMT貼片時元器件接觸的焊盤面積少，很容易造成元器件側立或翻轉。

4、焊盤長度比器件引腳長

設計的焊盤不能比元器件的引腳太長，超出一定范圍在SMT回流焊過程中過多的焊劑的流動會導致元器件往一邊拉偏移位。

5、焊盤內間距比器件短

焊盤間距短路的問題一般發(fā)生在IC焊盤間距，但是其他焊盤的內間距設計不能比元器件引腳間距短很多，超出一定范圍值一樣會造成短路。

6、焊盤引腳寬度過小

同一個元器件在SMT貼片中，焊盤存在缺陷會導致元器件拉偏。比如某個焊盤過小或者部分焊盤過小，會形成不上錫或少錫，導致兩端張力不一樣形成偏位。

三、因焊盤小偏料的真實案例

物料焊盤尺寸與PCB封裝尺寸不符

問題描述：

某產(chǎn)品在SMT生產(chǎn)時，過完回流焊目檢時發(fā)現(xiàn)電感發(fā)生偏移，經(jīng)過核查發(fā)現(xiàn)電感物料與焊盤不匹配，物料焊端焊盤尺寸3.3*1mm，PCB封裝pad尺寸為2.5*1.6MM，物料焊接后會發(fā)生扭轉。

問題影響：

導致物料的電器連接性變差，影響產(chǎn)品性能，嚴重的導致產(chǎn)品無法正常啟動；

問題延伸：

如果無法采購到與PCB焊盤尺寸相同，感值和耐電流又能滿足電路所需的物料，那么還面臨改板的風險。

1、Chip標準封裝焊盤檢查

Chip標準封裝的焊接可靠性檢查，可分為“焊盤長度”、“焊盤的寬度”、“焊盤間的內距”三個要點。不同品牌生產(chǎn)的chip件都可能存在尺寸的差別，針對這類問題，華秋DFM會分別每個品牌對應的型號創(chuàng)建元件庫（元件幾何模型庫）來進行分析檢查。

2、Chip標準封裝焊盤檢查參考表

四、華秋DFM檢測焊盤大小

華秋DFM的組裝分析，檢查焊盤大小存在SMT貼片的缺陷。焊盤設計的大小值對應的器件并不是一定不能組裝，華秋DFM根據(jù)焊盤大小定義風險系數(shù)，系數(shù)等級有最優(yōu)值、一般值、存在風險值、危險值。

PCBA在生產(chǎn)過程產(chǎn)生的焊接缺陷，除了與生產(chǎn)工藝、焊接輔料、物料有關，還與PCBA的焊盤設計有很大的關系。華秋DFM就是幫助用戶解決焊盤設計存在異常風險，生產(chǎn)前使用華秋DFM，為用戶解決產(chǎn)品設計生產(chǎn)的困擾。

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審核編輯黃宇