Di bidang manufaktur elektronik, desain pad merupakan langkah penting dalam desain PCB, yang secara langsung mempengaruhi kualitas pemasangan komponen dan kinerja papan sirkuit.
1, Definisi dasar dan tujuan bantalan solder
Bantalan solder adalah area logam pada papan sirkuit tercetak yang digunakan untuk menyolder pin komponen, biasanya terbuat dari tembaga. Tujuan utamanya adalah untuk memastikan koneksi mekanis dan listrik yang stabil antara komponen dan papan sirkuit. Kualitas desain bantalan solder secara langsung mempengaruhi kekuatan penyolderan, kinerja listrik, dan keandalan PCB secara keseluruhan. Oleh karena itu, desain bantalan solder merupakan bagian penting yang tidak dapat diabaikan dalam tata letak PCB dan proses pembuatannya.
2, Standar untuk ukuran dan bentuk bantalan solder
Desain ukuran dan bentuk bantalan solder harus mempertimbangkan kemampuan manufaktur proses, persyaratan penyolderan komponen, dan kinerja kelistrikan. Jenis bantalan solder yang umum adalah sebagai berikut:
Melalui-lubang bantalan
Through hole pad merupakan tempat penyolderan yang digunakan untuk memasukkan komponen, biasanya disertai dengan lubang pengeboran, agar pin komponen dapat melewati PCB. Bantalan solder jenis ini harus dirancang berdasarkan diameter pin komponen dan ketebalan lapisan PCB untuk memastikan pengisian solder yang cukup. Standar IPC-2221 merekomendasikan bahwa bukaan bantalan solder harus kira-kira 0,2-0,3 mm lebih besar dari diameter pin komponen untuk memastikan kelancaran pin dan memberikan ruang untuk pengisian solder.
Bantalan solder pemasangan di permukaan
Bantalan pemasangan permukaan digunakan untuk menyolder komponen pemasangan permukaan tanpa memerlukan perforasi. Ukuran dan bentuknya harus konsisten dengan ukuran dan tata letak pin komponen. Standar IPC-7351A memberikan panduan terperinci untuk desain bantalan pemasangan di permukaan, dengan bentuk umum termasuk persegi panjang, elips, dan lingkaran. Saat mendesain, distribusi solder harus dipertimbangkan. Bantalan solder yang terlalu kecil dapat menyebabkan penyolderan yang buruk, sedangkan bantalan yang terlalu besar dapat menyebabkan sambungan solder.
Jarak bantalan
Jarak antara bantalan solder menentukan apakah akan terjadi korsleting atau masalah penyolderan virtual selama penyolderan. Menurut standar IPC-2221, jarak minimum antara bantalan solder harus mempertimbangkan kemampuan proses manufaktur dan jarak pin komponen, terutama persyaratan desain untuk komponen pitch halus. Secara umum, jarak minimum antara bantalan solder tidak boleh kurang dari 0,2 mm untuk memastikan kinerja penyolderan dan kelistrikan yang baik.
3, Masalah umum dan solusinya
Bantalan terkelupas
Pengelupasan bantalan biasanya disebabkan oleh desain yang tidak tepat atau tekanan panas yang berlebihan selama pemrosesan. Kunci untuk mengatasi masalah ini terletak pada pengontrolan adhesi antara bantalan solder dan substrat PCB dengan benar, dan memastikan bahwa ukuran bantalan solder sesuai selama desain, terutama dalam situasi arus tinggi di mana area bantalan solder perlu ditingkatkan secara tepat.
Menjembatani solder
Penghubung solder mengacu pada sambungan solder antara bantalan solder, yang mengakibatkan korsleting. Alasan umumnya adalah jarak antar bantalan solder terlalu kecil atau bantalan solder terlalu besar. Solusinya termasuk menambah jarak pad, mengurangi ukuran pad, atau menyesuaikan parameter proses pengelasan.
Oksidasi bantalan
Oksidasi bantalan dapat menyebabkan penyolderan yang buruk atau penyolderan virtual. Untuk menghindari masalah ini, disarankan untuk memilih bahan bantalan dengan perlakuan anti-oksidasi selama desain, seperti OSP, pelapisan timah, atau pelapisan emas. Pada saat yang sama, perhatikan kondisi penyimpanan komponen dan PCB untuk menghindari paparan udara berlebihan yang dapat menyebabkan oksidasi pad.
4, Standar dan pedoman industri
Standar dan pedoman industri untuk desain bantalan memberikan dasar referensi untuk desain. Berikut ini adalah standar desain bantalan yang umum:
IPC-2221: Standar umum untuk desain produk interkoneksi elektronik, yang mencakup persyaratan desain seperti bantalan solder, kabel, jarak, dll.
IPC-7351A: Standar desain pemasangan di permukaan, memberikan panduan terperinci untuk desain bantalan komponen pemasangan di permukaan.