Standardowy wzór terenu „jeden za wszystkich” w porównaniu do określonego wzoru terenu w arkuszu danych

Zaprojektowałem wiele „prostych” płytek drukowanych do celów hobbystycznych i weryfikacji koncepcji, ale nigdy do (masowej) produkcji. Aby to zrobić w przyszłości i dalej poszerzać swoje umiejętności projektowe i wiedzę, badam różne standardy pakietu.

Do tej pory dowiedziałem się, że nie ma czegoś takiego jak „jeden główny standard dla wszystkich pakietów”. Zamiast tego istnieje wiele standardów dla wielu pakietów, skonfigurowanych przez wiele organizacji. Najbardziej znane są standardy IPC i JEDEC.

Ale nawet w ramach IPC istnieje wiele wersji. IPC-7351B jest najnowszym z IPC (w momencie pisania).

Dowiedziałem się *, że nie ma na przykład „standardowego” pakietu 0603 (metryczny 1608). Zamiast tego ślad 0603 (zwany również „wzorem terenu” ) zależy od pożądanej gęstości płyty i zastosowanej techniki lutowania w produkcji (falowanie lub rozpływ).

* czytając same standardy oraz te interesujące wątki: tutaj , tutaj i tutaj .

Było to dla mnie rewelacyjne, ponieważ wcześniej zakładałem, że te ogólne pakiety zostały w pewien sposób ustandaryzowane (ponieważ są tak powszechne).

W każdym razie zaakceptowałem rzeczywistość chaotycznych standardów i rozumiem, że musiałem wybrać jeden standard, z którym będę pracować. Wybieram IPC, ponieważ jest on najczęściej używany w branży.

Moje oprogramowanie CAD (Autodesk Eagle) oferuje bardzo praktyczny generator pakietów, który spełnia normy IPC. Generuje wzór terenu dla - i modelu 3D - pożądanego pakietu, który jest zgodny z IPC.

Jednak teraz mam do czynienia z dylematem. Odkryłem, że nie tylko „standardowy 0603” nie istnieje (co rozwiążę, trzymając się jednego standardu), ale najwyraźniej nawet „standardowy LQFP48” na przykład nie istnieje!

Na przykład: weź następujące składniki z Microchip , z TI , z STM ; wszystkie mają pakiet LQFP48 o tym samym rozmiarze obudowy i podziałce pada.

Jednak wszystkie trzy arkusze danych określają nieco inny wzór terenu dla tego, co uważałem za dokładnie taki sam LQFP48. Różnica jest subtelna i wpływa tylko na przedłużenie (długość) podkładki i szerokość podkładki (odpowiednio 0,25 - 0,27 - 0,30), ale tak jest!

Więc jaka jest teraz zasada? Co wybraliby doświadczeni projektanci PCB, gdyby te komponenty były w tym samym projekcie?

opcja 1: Użycie 3x innego wzoru terenu dla tego, co faktycznie opisuje się jako ten sam kontur opakowania.

opcja 2: Użyj LQFP48 * zgodnego z IPC-7351 dla wszystkich trzech.

* w kategoriach IPC byłoby to: QFP50P900X900X160-48

Ponieważ różnice są tak subtelne, wiem, że obie opcje byłyby prawdopodobnie w porządku, ale jaka jest tutaj ogólna zasada? Co to jest „dobra praktyka”?

Wielkie dzięki!

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​możesz bezpiecznie trzymać się standardów IPC, które, nawiasem mówiąc, sugerują również trzy różne ślady dla każdej części: najmniejszą, największą i nominalną. Wybór należy do Ciebie, w zależności od procesu produkcyjnego. W większości przypadków użyjesz nominalnych rozmiarów padów.

Ogólnie rzecz biorąc, ślad sugerowany przez producentów w arkuszu danych jest po prostu tym, czego użyli do zaprojektowania zestawów ewaluacyjnych i działali dobrze dla zastosowanego procesu; Mogę ci to powiedzieć, ponieważ pracowałem dla jednej z dużych firm produkujących półprzewodniki i tak się stało. Odciski stóp były zwykle uzyskiwane ze standardów IPC, które zawsze powinny stanowić odniesienie, chyba że jest to całkowicie niestandardowa część.

Jeśli chodzi o masową produkcję, przejdziesz wystarczającą liczbę poprawek PCB, aby zoptymalizować powierzchnię, a wtedy producent / dom montażowy PCB przejmie i zmodyfikuje wzory terenu, aby dopasować je do procesu produkcyjnego i zapewnić dobrą wydajność.

Prawidłowy ślad do użycia dla gruntu składowego to „działający”.

To nie jest tak obrócone, jak się wydaje.

Co musi zrobić wzór terenu, aby „pracować”?

a) musi połączyć każdą nogę komponentu z podkładką
b) nie może połączyć go z sąsiednimi elektrodami
c) musi pociągnąć komponent do prawidłowego wyrównania, gdy lut jest ciekły
d) musi być wizualnie sprawdzalny

Te razem wzięte oznaczają, że ziemie muszą być co najmniej tak duże jak ołów, ale niezbyt blisko siebie. Istnieje znaczna szerokość geograficzna, o ile większe mogą być ziemie. Ta szeroka szerokość geograficzna pozwala na wiele projektów.

Ziemia, która jest znacznie większa, zadowoli (a) i (d), ale może utknąć lutem między ziemiami, więc spadnie faul (b).

To, czy dany ślad można lutować bez uzyskania połączenia między lądami, zależy w dużej mierze od procesu stosowanego przez asembler płyty, a także w pewnym stopniu od pojemności cieplnej i dokładności pozycjonowania ołowiu elementu. Jeśli różni producenci stosują różne procesy asemblera w celu udoskonalenia powierzchni, nie jest zaskakujące, że mogą one mieć nieco inne rozmiary padów.

Co jest zaskakujące jest to, że proces ten działa tak samo i tak często, jak to robi.

Taki przypadek. Kiedyś korzystałem z diody w pakiecie 0402, a producent dążył do uzyskania bardzo małych, tak bardzo gęstych upakowań płyt. W rezultacie określili wzór terenu, w którym miedziane obszary mają dokładnie taki sam rozmiar jak pola składowe. Spowodowało to niewielką objętość lutu bez bocznych lub palcowych filetów, przez co nasz szczególny wewnętrzny proces reflow często nie był prawidłowo montowany. Musiałem walczyć z naszym reakcyjnym kierownikiem produkcji i jego polityką „zawsze używaj zalecenia producenta”, aby korzystać z ziem, które były większe i bardziej dostosowane do naszego procesu lutowania. Gdy mieliśmy więcej lutu i filetów, wydajność wróciła do 100%. Możliwe, że gdybyśmy użyli grubszego szablonu pasty lutowniczej, przylutowałby OK, ale byłoby to niewłaściwe dla naszych innych komponentów z ich bardziej hojnymi ziemiami.