PCBパッドとは? それらの機能は何ですか?

の製造工程において、 PCBA, はんだ付けは非常に重要な工程です, すべてのコンポーネントとプリント基板間の電気接続を実現するために使用されます。. また、PCB パッドは、コンポーネントが基板上のどこにはんだ付けされるかを決定するため、PCB アセンブリ プロセスにおいて重要な役割を果たします。. それらのサイズ, 形, 位置は PCBA の機能と信頼性に影響します. したがって, 今日のブログで, PCBパッドを詳しく見ていきます.

PCBパッドとは?

PCBパッド, はんだ付けパッドまたははんだパッドとも呼ばれます, 電子部品を取り付けるために特別に設計されたプリント基板上の領域です。. これらのパッドは通常、円形または長方形の形状で、銅または別の導電性材料でできています。. PCB パッドは、電子コンポーネントと PCB 上のトレース間の接続ポイントとして機能します。. コンポーネントのリード線または端子がはんだ付けまたは取り付けられる表面を提供します。. パッドは通常、トレースの終点に配置されます。, コンポーネントを配置する場所. パッドの設計と配置は、はんだ付け性に直接影響を与える可能性があります。, 信頼性, コンポーネントの熱伝導.

PCB パッドの種類

PCB パッドは、コンポーネントとパッケージング方法に基づいて 2 つの主なタイプに分類できます。: スルーホールパッドと表面実装パッド.

スルーホールパッド

スルーホールパッドは、スルーホール部品を回路基板に実装するために使用されます。. これらのパッドには、コンポーネントのピンが挿入時に挿入されるビアホールが備わっています。 PCBはんだ付け 処理する. スルーホールパッドを介してコンポーネントをはんだ付けする, 耐久性のあるはんだ接合が確立されています, PCB への信頼性の高い長期にわたる機械的および電気的接続を確保します。. しかしながら, コンポーネントのリード線と必要な穴が存在するため、注意することが重要です。, 上のルーティング スペースの可用性 多層PCB 制限される可能性があります.

表面実装パッド

表面実装パッドは、電子部品を回路基板の表面に直接実装するために使用されます。. スルーホールパッドとは異なります, コンポーネントが基板の穴を通過する必要がある, 表面実装パッドは、基板の表面に直接はんだ付けできる小型コンポーネント用に設計されています。. 表面実装パッドにはいくつかの利点があります. より高いコンポーネント密度が可能になります, 基板上のより小さなスペースに、より多くのコンポーネントを配置できるようになります。. このコンパクトな配置により、回路の機能とパフォーマンスが向上します。. さらに, 表面実装パッドは、複雑な多層基板の設計に特に有益です, スペースの最適化が重要な場合. しかしながら, 表面実装パッドは、大量の熱を発生するコンポーネントには適さない可能性があることに注意することが重要です。. 表面実装技術のコンパクトな性質により、熱の放散が制限される可能性があります, 過熱の問題を引き起こす可能性がある.

BGA (ボール・グリッド・アレイ) パッドは表面実装パッドのカテゴリに属します, 通常、他の表面実装コンポーネントに使用されるパッドよりも小さく、より高密度に実装されています。. そして、2種類のBGAパッドが一般的に使用されます:

• はんだマスク定義パッド (SMD)

BGA コンポーネント用の SMD パッドは、カバーするパッドの直径よりも小さいはんだマスク開口部を使用して設計されています。. これは、コンポーネントがはんだ付けされるパッドのサイズを最小限に抑えることを目的としています。. はんだマスクを適用して、その下の銅パッドの一部を覆うことによって, 2つの利点が得られます: まず第一に, パッドを回路基板に固定するのに役立ちます, 機械的または熱的ストレスによる浮き上がりを防止します。. 第二に, マスクの開口部は、はんだ付け中に BGA 上の各ボールの位置を合わせるためのガイドとなります。.

• 非ソルダーマスク定義パッド (NSMD)

非はんだマスクの定義 (NSMD) パッドは、はんだマスクで覆われていないプリント基板で使用される銅パッドの一種です。. 多くの場合、はんだボールの直径に比べてサイズが小さくなります。, 通常、パッドのサイズをおよそ減らす 20% ボールの直径の. このパッド サイズの縮小により、パッド間の間隔を狭くすることが可能になります。, より効率的な配線が可能になり、高密度かつファインピッチの BGA チップに適したものになります。. しかしながら, NSMD パッドは層間剥離が起こりやすい, 熱的および機械的ストレスによって発生する可能性があります.

PCB パッドのサイズと間隔

サイズ, 形状, パッドの間隔は、使用するコンポーネントの特定の要件によって異なります。. コンポーネントの種類が異なればパッド構成も異なる場合があります. 片面パッド用, 直径または最小幅は1.6mmです; 両面弱線パッド用, 口径を0.5mm大きくするだけで済みます, パッドサイズが大きすぎると連続溶接が発生しやすくなりますので、. 開口部が 1.2mm を超えるパッド、またはパッド直径が 3.0mm を超えるパッドの場合, 特殊な形状のパッドとして設計することを検討する必要があります. 加えて, パッドの内穴は通常0.6mm以上であることを知っておく必要があります。, 0.6mm未満の穴はパンチングの際に操作しにくいため.

パッドの間隔に関しては, パッドに挿入または取り付けられるコンポーネント ピンのサイズを考慮することが重要です。, 関連するコンポーネント パッケージも考慮しながら. コンポーネントが異なれば、パッド取り付け穴の間隔に関する要件も異なります。. 例えば, ピン直径が 0.8mm 未満のアキシャル部品を扱う場合, 取り付け穴のピッチは通常、標準の穴ピッチより 4mm 長くなります。. 一方, アキシャル部品のピン径が0.8mmを超える場合, 取付穴ピッチは、一般的に部品本体の標準穴ピッチより6mm以上長くなります。. ラジアルコンポーネントに関しては, 取り付け穴の間隔はコンポーネントのピン間の間隔と一致する必要があります.

間違った PCB パッド サイズによって引き起こされる問題

サイズ, ポジション, プリント基板の設置面積内のはんだパッドの形状は、PCB の製造プロセスに直接影響します。. 不適切なはんだパッド サイズまたは不適切な配置を使用すると、PCB アセンブリのはんだ付け中にさまざまな問題が発生する可能性があります。. 遭遇する可能性のある問題をいくつか紹介します:

• はんだ濡れが不十分

パッドのサイズが小さすぎると、適切なはんだ濡れのための十分な表面積が得られません。, はんだ付け不良や電気接続の弱さにつながる可能性があります.

• はんだブリッジ

はんだパッドが近づきすぎたり、位置が不適切な場合, はんだブリッジのリスクが高くなります. これは、溶けたはんだが隣接するパッドを意図せず接続した場合に発生します。, 短絡の原因となる.

• 墓石

表面実装部品の配置において, トゥームストン現象は、はんだ付け中にコンポーネントの一端がパッドから浮き上がると発生することがあります。, 接続が不均一または不完全になる. これは、パッドのサイズまたは位置が正しくない場合に発生する可能性があります。, リフロー中に熱プロファイルの不均衡を引き起こす.

• はんだ吸い取り

適切に設計されていない場合、はんだの吸い上げによりスルーホール パッドの構築に問題が生じる可能性があります。. リードに使用するドリルサイズが大きすぎる場合, しっかりとした接続を確立する前に、はんだマスクが穴から染み出す可能性があります。. 逆に, ドリルのサイズが小さすぎる場合, 部品リードの挿入が困難になる, 組み立てプロセスの遅延につながる. 信頼性が高く効率的なスルーホール接続を確保するには、適切なバランスを見つけることが重要です.

• はんだ接合が不完全

小さいはんだパッド間の間隔が不十分な場合、または間隔が狭いはんだパッド間の間隔が不十分であると、適切なはんだフィレットやはんだ合金の形成が制限される可能性があります。. この制限により、はんだ接合が形成されなかったり、コンポーネントのはんだ接続が不適切になったりする可能性があります。.

• はんだボイド

大きいはんだパッドや不規則な形状のはんだパッドは、はんだ接合部内にはんだボイドやエアポケットが形成される可能性があります。. これらの空隙は接合部を弱め、熱放散や導電性に悪影響を与える可能性があります。.

結論

PCB パッドの品質は PCBA プロセスで重要な役割を果たし、回路基板上のコンポーネントのはんだ付け品質に直接影響します。. PCB および PCBA の製造におけるパッドの重要性を理解することが不可欠です. 高品質のパッドとはんだ付けを保証するには、信頼できる PCBA 会社を選択することが重要です. MOKOテクノロジー, 中国の PCB メーカー 17 長年の経験, 総合的なワンストップ製造サービスを提供します. 私たちのサービスは次のとおりです PCBデザイン, 製造, プロトタイピング, コンポーネント調達, PCBアセンブリ, とテスト. 当社と提携することで、品質問題に関するお客様の懸念を軽減できます, プロジェクトの他の側面に集中できるようになります.