PCB抵抗溶接設計によるPCBAの製造可能性に関する研究

現代の電子技術の急速な発展に伴い、 PCBA また、高密度と高信頼性に向けて開発を進めています。 現在のPCBおよびPCBA製造技術レベルは大幅に改善されていますが、従来のPCB溶接プロセスは製品の製造可能性に致命的ではありません。 ただし、ピン間隔が非常に小さいデバイスの場合、PCB溶接パッドとPCBブロッキングパッドの不合理な設計により、SMT溶接プロセスの難易度が高まり、PCBA表面実装処理の品質リスクが高まります。

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PCB溶接パッドとブロッキングパッドの不合理な設計によって引き起こされる潜在的な製造可能性と信頼性の問題を考慮して、PCBとPCBAの実際のプロセスレベルに基づいてデバイスパッケージ設計を最適化することにより、製造可能性の問題を回避できます。 主にXNUMXつの側面からの最適化設計。XNUMXつはPCBLAYOUT最適化設計です。 第二に、PCBエンジニアリングの最適化設計。 IPC 7351標準パッケージライブラリに準拠したパッケージ設計で、デバイス仕様で推奨されているパッドサイズを参照してください。 迅速な設計のために、レイアウトエンジニアは、推奨サイズに従ってパッドのサイズを大きくして、設計を変更する必要があります。 PCB溶接パッドの長さと幅は0.1mm増加し、ブロック溶接パッドの長さと幅は溶接パッドに基づいて0.1mm増加する必要があります。 従来のPCB抵抗溶接プロセスでは、パッドのエッジを0.05mmでカバーし、0.1つのパッドの中央のブリッジをXNUMXmmより大きくする必要があります。 PCBエンジニアリングの設計段階で、はんだパッドのサイズを最適化できず、0.1つのパッド間の中央のはんだブリッジがXNUMXmm未満の場合、PCBエンジニアリングはグループはんだプレートウィンドウ設計処理を採用します。 従来のパッドパッケージ設計によると、0.2つのパッドのエッジ間隔がXNUMXmmパッドを超える場合。 0.2つのパッドのエッジ間の距離がXNUMXmm未満の場合、DFM最適化設計が必要です。 DFM最適化設計法は、パッドのサイズの最適化に役立ちます。 PCBの製造時に、はんだ付けプロセスでのはんだ付けフラックスが最小のバリアパッドを形成できることを確認してください。 0.2つのパッド間のエッジ距離がXNUMXmmを超える場合、エンジニアリング設計は従来の要件に従って実行する必要があります。 0.2つのパッドのエッジ間の距離がXNUMXmm未満の場合、DFM設計が必要です。 エンジニアリング設計のDFM法には、溶接抵抗層の設計最適化と溶接助剤層の銅切削が含まれます。 銅切削のサイズは、デバイスの仕様を参照する必要があります。 銅切断パッドは、推奨されるパッド設計のサイズ範囲内である必要があり、PCBブロッキング溶接設計は、シングルパッドウィンドウ設計である必要があります。つまり、ブロッキングブリッジをパッド間で覆うことができます。 PCBA製造プロセスでは、溶接の外観品質の問題や電気的性能の信頼性の問題を回避するために、XNUMXつのパッドの間に絶縁用のブロッキング溶接ブリッジがあることを確認してください。 溶接アセンブリの過程での溶接抵抗フィルムは、溶接ブリッジの短絡を効果的に防ぐことができます。ピン間の間隔が狭い高密度PCBの場合、ピン間の開いた溶接ブリッジが分離されていると、PCBA処理プラントは製品。 高密度で微細な間隔のピンのオープン溶接によって分離されたPCBの場合、現在のPCBA製造工場は、PCBの入力材料に欠陥があり、オンライン生産を許可していないと判断します。 品質リスクを回避するために、PCBA製造工場は、顧客が製品をオンラインにすることを主張した場合、製品の溶接品質を保証しません。 PCBA工場の製造工程における溶接品質の問題は、交渉を通じて対処されることが予想されます。

ケーススタディ:

デバイス仕様書のサイズ、デバイスのピンの中心間隔:0.65mm、ピンの幅:0.2〜0.4mm、ピンの長さ:0.3〜0.5mm。 はんだパッドのサイズは0.8 * 0.5mm、はんだパッドのサイズは0.9 * 0.6mm、デバイスパッドの中心間隔は0.65mm、はんだパッドのエッジ間隔は0.15mm、はんだパッドのエッジ間隔は0.05mm、片側はんだパッドの幅を0.05mm拡大。 従来の溶接工学設計によれば、片側溶接パッドのサイズは溶接パッドのサイズ0.05mmよりも大きくする必要があります。そうしないと、溶接フラックスが溶接パッドを覆うリスクがあります。 図5に示すように、片側溶接の幅は0.05mmであり、溶接の製造と加工の要件を満たしています。 ただし、0.05つのパッドのエッジ間の距離はわずかXNUMXmmであり、最小抵抗溶接ブリッジの技術要件を満たしていません。 エンジニアリング設計は、グループ溶接プレートウィンドウ設計のチップピン設計の行全体を直接設計します。 ボードを作成し、エンジニアリング設計要件に従ってSMTパッチを仕上げます。 機能試験によると、チップの溶接故障率は50%以上です。 再び温度サイクル実験を通じて、不良率の5%以上をスクリーニングすることもできます。 最初の選択肢は、デバイスの外観(20倍の拡大鏡)を分析することです。チップの隣接するピンの間にスズスラグと溶接残留物があることがわかります。 第二に、製品分析の失敗は、チップピン短絡の失敗が燃えていることを発見しました。 IPC 7351標準パッケージライブラリを参照してください。ヘルプパッドのデザインは1.2mm * 0.3mm、ブロックパッドのデザインは1.3 * 0.4mm、隣接するパッド間の中心距離は0.65mmです。 上記の設計により、片側溶接のサイズ0.05mmはPCB処理技術の要件を満たし、隣接する溶接エッジ間隔0.25mmのサイズは溶接ブリッジ技術の要件を満たします。 溶接橋の冗長設計を増やすことで、溶接品質のリスクを大幅に減らし、製品の信頼性を向上させることができます。 補助溶接パッドの幅は銅カットで、抵抗溶接パッドのサイズは調整されています。 デバイスの0.2つのパッド間のエッジが0.1mmより大きく、デバイスのXNUMXつのパッド間のエッジがXNUMXmmより大きいことを確認します。 XNUMXつのパッドのパッドの長さは変わりません。 PCB抵抗溶接単板窓設計の製造可能性要件を満たすことができます。 上記のパッドを考慮して、パッドと抵抗溶接の設計は上記のスキームによって最適化されます。 隣接するパッドのエッジ間隔は0.2mmを超え、抵抗溶接パッドのエッジ間隔は0.1mmを超えており、抵抗溶接ブリッジの製造プロセスの要件を満たすことができます。 PCB LAYOUT設計とPCBエンジニアリング設計から溶接抵抗設計を最適化した後、同じ数のPCBを再供給するように編成し、同じプロセスに従って取り付け生産を完了します。