Im Herstellungsprozess von PCBA, Löten ist ein sehr wichtiger Prozess, mit dem die elektrische Verbindung aller Komponenten mit der Leiterplatte hergestellt wird. Und PCB-Pads spielen eine entscheidende Rolle im PCB-Montageprozess, da sie bestimmen, wo die Komponente auf die Platine gelötet wird. Ihre Größen, Formen, und Positionen wirken sich auf die Funktionalität und Zuverlässigkeit von PCBA aus. Deshalb, im heutigen Blog, Wir werden uns die PCB-Pads genauer ansehen.
Was sind PCB-Pads??
PCB-Pads, auch als Lötpads oder Lötpads bekannt, sind Bereiche auf einer Leiterplatte, die speziell für die Anbringung elektronischer Bauteile vorgesehen sind. Diese Pads haben typischerweise eine kreisförmige oder rechteckige Form und bestehen aus Kupfer oder einem anderen leitfähigen Material. PCB-Pads dienen als Verbindungspunkte zwischen den elektronischen Bauteilen und den Leiterbahnen auf der PCB. Sie bieten eine Oberfläche, auf der die Leitungen oder Anschlüsse der Komponenten angelötet oder montiert werden. Die Pads befinden sich normalerweise an den Endpunkten der Leiterbahnen, wo Komponenten platziert werden sollen. Das Design und die Platzierung der Pads können sich direkt auf die Lötbarkeit auswirken, Verlässlichkeit, und Wärmeleitung von Bauteilen.
Arten von PCB-Pads
PCB-Pads können basierend auf den Komponenten und Verpackungsmethoden in zwei Haupttypen eingeteilt werden: Durchkontaktierungs-Pads und Oberflächenmontage-Pads.
Durchgangsloch-Pad
Durchgangsloch-Pads werden für die Montage von Durchgangsloch-Komponenten auf einer Leiterplatte verwendet. Diese Pads verfügen über Durchgangslöcher, in die die Stifte der Komponenten während des Kontakts eingeführt werden Löten von Leiterplatten Prozess. Durch Löten von Bauteilen über Durchgangslöcher, Es entstehen dauerhafte Lötverbindungen, Gewährleistung einer langfristig zuverlässigen mechanischen und elektrischen Verbindung zur Leiterplatte. jedoch, Es ist wichtig zu beachten, dass aufgrund des Vorhandenseins von Komponentenanschlüssen und den erforderlichen Löchern, die Verfügbarkeit von Routing-Platz auf a mehrschichtige Leiterplatte kann eingeschränkt sein.
Oberflächenmontage-Pad
Oberflächenmontagepads werden zur Montage elektronischer Komponenten direkt auf der Oberfläche einer Leiterplatte verwendet. Im Gegensatz zu Durchgangsloch-Pads, Dabei müssen die Komponenten durch Löcher in der Platine geführt werden, SMD-Pads sind für kleinere Komponenten konzipiert, die direkt auf die Platinenoberfläche gelötet werden können. Oberflächenmontierte Pads bieten mehrere Vorteile. Sie ermöglichen eine höhere Bauteildichte, Dadurch können mehr Komponenten auf kleinerem Raum auf der Platine untergebracht werden. Diese kompakte Anordnung erhöht die Funktionalität und Leistung der Schaltung. zusätzlich, SMD-Pads eignen sich besonders für das Design komplexer Mehrschichtplatinen, wo Platzoptimierung von entscheidender Bedeutung ist. jedoch, Es ist wichtig zu beachten, dass oberflächenmontierte Pads möglicherweise nicht für Komponenten geeignet sind, die erhebliche Mengen an Wärme erzeugen. Die kompakte Bauweise der Oberflächenmontagetechnologie kann die Wärmeableitung einschränken, Dies kann möglicherweise zu Überhitzungsproblemen führen.
BGA (Kugelgitteranordnung) Pads gehören zur Kategorie der oberflächenmontierten Pads, Diese sind typischerweise kleiner und dichter gepackt als Pads, die für andere oberflächenmontierte Komponenten verwendet werden. Außerdem werden üblicherweise zwei Arten von BGA-Pads verwendet:
- Lötmaskendefinierte Pads (SMD)
SMD-Pads für BGA-Komponenten sind mit Lötmaskenöffnungen ausgestattet, die kleiner sind als der Durchmesser der Pads, die sie bedecken. Dadurch soll die Größe des Pads minimiert werden, auf das das Bauteil gelötet wird. Durch Auftragen der Lötmaske, um einen Teil des darunter liegenden Kupferpads abzudecken, Es werden zwei Vorteile erzielt: zuerst, Es hilft dabei, die Pads an der Leiterplatte zu befestigen, ein Abheben aufgrund mechanischer oder thermischer Belastung verhindert wird. Zweitens, Die Öffnungen in der Maske bieten eine Führung für jede Kugel auf dem BGA, an der sie sich während des Lötens ausrichten kann.
- Nicht durch Lötmaske definierte Pads (NSMD)
Nicht-Lötmaske definiert (NSMD) Pads sind eine Art Kupferpad, das in Leiterplatten verwendet wird und nicht von der Lötmaske bedeckt ist. Sie sind oft kleiner als der Durchmesser der Lotkugel, In der Regel wird die Padgröße um ca. reduziert 20% des Kugeldurchmessers. Diese Reduzierung der Padgröße ermöglicht einen engeren Abstand zwischen den Pads, Dies ermöglicht ein effizienteres Routing und macht sie für BGA-Chips mit hoher Dichte und feinem Pitch geeignet. jedoch, NSMD-Pads sind anfälliger für Delamination, die aufgrund thermischer und mechanischer Belastungen auftreten können.
Die Größe und der Abstand des PCB-Pads
Die Größe, gestalten, und Abstand der Pads hängen von den spezifischen Anforderungen der verwendeten Komponenten ab. Unterschiedliche Komponententypen können unterschiedliche Pad-Konfigurationen haben. Für einseitige Pads, Der Durchmesser bzw. die Mindestbreite beträgt 1,6 mm; für doppelseitige Schwachstellenpolster, Es ist lediglich erforderlich, die Blende um 0,5 mm zu vergrößern, da eine zu große Padgröße leicht zu kontinuierlichem Schweißen führt. Für Pads mit Öffnungen größer als 1,2 mm oder Pad-Durchmesser größer als 3,0 mm, Wir sollten darüber nachdenken, sie als speziell geformte Pads zu entwerfen. Zusätzlich, Wir müssen wissen, dass das Innenloch des Pads im Allgemeinen nicht weniger als 0,6 mm beträgt, weil das Loch, das kleiner als 0,6 mm ist, beim Stanzen nicht einfach zu bedienen ist.
Was den Abstand der Pads angeht, Es ist wichtig, die Größe der Komponentenstifte zu berücksichtigen, die in die Pads eingesetzt oder daran befestigt werden, unter Berücksichtigung des zugehörigen Komponentenpakets. Verschiedene Komponenten stellen unterschiedliche Anforderungen an den Abstand der Pad-Befestigungslöcher. Zum Beispiel, beim Umgang mit axialen Bauteilen mit Stiftdurchmessern von weniger als 0,8 mm, Der Installationslochabstand ist normalerweise 4 mm länger als der Standardlochabstand. Auf der anderen Seite, wenn der Stiftdurchmesser einer axialen Komponente 0,8 mm überschreitet, Der Installationslochabstand ist im Allgemeinen mehr als 6 mm länger als der Standardlochabstand des Komponentenkörpers. Wenn es um radiale Komponenten geht, Der Abstand der Montagelöcher sollte mit dem Abstand zwischen den Komponentenstiften übereinstimmen.
Probleme durch falsche PCB-Pad-Größen
Die Größe, Position, und Form der Lötpads im Footprint einer Leiterplatte wirken sich direkt auf den Herstellungsprozess von Leiterplatten aus. Die Verwendung falscher Lötpadgrößen oder eine falsche Platzierung kann beim Löten bei der Leiterplattenbestückung zu verschiedenen Problemen führen. Hier sind einige Probleme, auf die Sie stoßen können:
- Unzureichende Lotbenetzung
Eine zu kleine Padgröße bietet nicht genügend Oberfläche für eine ordnungsgemäße Benetzung des Lots, Dies kann zu schlechten Lötstellen und schwachen elektrischen Verbindungen führen.
- Lötbrücken
Wenn die Lötpads zu nahe beieinander liegen oder falsch positioniert sind, Es besteht ein höheres Risiko einer Lötbrückenbildung. Dies geschieht, wenn geschmolzenes Lot unbeabsichtigt benachbarte Pads verbindet, Kurzschlüsse verursachen.
- Grabstein
Bei der oberflächenmontierten Komponentenplatzierung, Tombstoning kann auftreten, wenn sich beim Löten ein Ende einer Komponente vom Pad abhebt, Dies führt zu einer ungleichmäßigen oder unvollständigen Verbindung. Dies kann passieren, wenn die Pad-Größen oder die Positionierung falsch sind, Dies führt zu unausgeglichenen thermischen Profilen beim Reflow.
- Dochtwirkung des Lots
Die Dochtwirkung des Lots kann eine Herausforderung für die Konstruktion von Durchgangsloch-Pads darstellen, wenn diese nicht richtig ausgelegt sind. Wenn die für die Mine verwendete Bohrergröße zu groß ist, Der Lötstopplack kann durch das Loch eindringen, bevor eine feste Verbindung hergestellt wird. Umgekehrt, wenn die Bohrergröße zu klein ist, Das Einführen des Bauteilkabels wird schwierig, was zu langsameren Montageprozessen führt. Es ist wichtig, die richtige Balance zu finden, um zuverlässige und effiziente Durchgangslochverbindungen zu gewährleisten.
- Unvollständige Lötstellen
Ein unzureichender Abstand zwischen kleinen oder eng beieinander liegenden Lötpads kann die Bildung ausreichender Lötkehlen und Lotlegierungen behindern. Diese Einschränkung kann dazu führen, dass entweder keine Lötstellen gebildet werden oder die Lötverbindungen des Bauteils nicht ordnungsgemäß erfolgen.
- Löthohlräume
Große oder unregelmäßig geformte Lötpads können zur Bildung von Löthohlräumen oder Lufteinschlüssen innerhalb der Lötstelle beitragen. Diese Hohlräume können die Verbindung schwächen und die Wärmeableitung und elektrische Leitfähigkeit beeinträchtigen.
Fazit
Die Qualität der PCB-Pads spielt im PCBA-Prozess eine entscheidende Rolle und hat direkten Einfluss auf die Lötqualität der Komponenten auf der Leiterplatte. Es ist wichtig, die Bedeutung von Pads bei der PCB- und PCBA-Herstellung zu verstehen. Die Wahl eines zuverlässigen PCBA-Unternehmens ist von entscheidender Bedeutung, um qualitativ hochwertige Pads und Lötungen sicherzustellen. MOKO-Technologie, ein chinesischer Leiterplattenhersteller mit 17 langjährige Erfahrung, bietet umfassende Fertigungsdienstleistungen aus einer Hand. Unsere Dienstleistungen beinhalten PCB-Design, Herstellung, Prototyp entwickeln, Komponentenbeschaffung, Leiterplattenmontage, und testen. Eine Partnerschaft mit uns kann Ihre Bedenken hinsichtlich Qualitätsproblemen zerstreuen, So können Sie sich auf andere Aspekte Ihres Projekts konzentrieren.
