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Elección del tamaño correcto de las almohadillas de PCB para el diseño de su placa de circuito impreso

Elección del tamaño adecuado de las placas de circuito impreso

La calidad del montaje de una placa de circuito impreso depende en gran medida de algunos factores. Entre ellos, la interfaz entre los componentes de la placa y la propia placa.

Por este motivo, el tampón de soldadura es un aspecto muy importante del diseño y desarrollo de las placas de circuito impreso, ya que funciona como la superficie que garantiza el contacto eléctrico entre la placa y el componente.

¿Qué papel desempeña el pad de PCB en el diseño de placas de circuito impreso?

Los pads de PCB son una región metálica expuesta en las placas de circuito impreso a través de la cual se suelda el componente principal. Además, las almohadillas de soldadura múltiples que están en conjunción son útiles para la generación del patrón de tierra o huella del componente en las placas de circuito impreso.

Existen dos tipos principales de placas de circuito impreso. Se trata de los pads de montaje superficial y los pads pasantes.

Placas de montaje superficial

Los pads de montaje superficial son aquellos pads útiles en el montaje de componentes de montaje superficial y dispositivos de montaje superficial. Tienen las siguientes características

  • Almohadillas de soldadura que muestran el área de cobre. La almohadilla de contacto puede tener forma oblonga, cuadrada, redonda o rectangular.
  • Pasta de soldadura y aleación de soldadura
  • Capa de máscara de soldadura
  • Número de pads (son el número de pads que hay disponibles para el componente).
  • Patrones de pads y tierras
Placa de circuito impreso

Placas pasantes

Las almohadillas pasantes son almohadillas de PCB que ayudan a montar los componentes pasantes. Existen dos tipos principales.

Taladro pasante no chapado

Se trata de pastillas para soldar sin revestimiento en el orificio. En la mayoría de los casos, la almohadilla de soldadura es útil para placas de un solo lado. Un agujero pasante también puede ser útil para el montaje de PCB en cajas con tornillos que se montan a través de los agujeros.

Desde siempre, los orificios sin revestimiento suelen tener un área específica alrededor del orificio pasante, que no tiene cobre. Esto es como la separación del borde de la placa. Tenga en cuenta que esto se hace para ayudar en la prevención de cortocircuitos entre las capas de cobre, así como las partes que se colocan.

Una almohadilla con orificio pasante tiene diferentes almohadillas, que se denominan pila de almohadillas. Esta pila de pads de soldadura está formada por el pad interior, el taladro, el pad superior, el pad inferior, el número de pin y el anillo anular.

Agujero pasante chapado

El orificio pasante chapado se refiere a un pad que tiene un orificio pasante. El chapado de la pared de este agujero pasante se realiza con cobre. A veces, se realiza con una máscara de soldadura, o se pueden utilizar diferentes chapados de protección. Utilizando la electrólisis, se puede conseguir este chapado. Con este chapado puede estar seguro de que se forman conexiones eléctricas entre las capas de la placa.

¿Es posible colocar una Via en Pads: ¿Vía en almohadilla?

En los diseños HDI, en los que el espacio se convierte en una limitación, la colocación de vías en los pads se hace muy necesaria. Las vías convencionales presentan señales que llevan trazas, que se encaminan desde el pad hasta la vía.

Además, las vías en pad son útiles para minimizar el factor de forma de una placa de circuito impreso. Esto se consigue reduciendo el espacio ocupado por las trazas. Asimismo, las placas via-in-pad son útiles para componentes BGA con pasos de 0,5 mm como máximo.

¿Qué son las almohadillas de unión?

Los Bonding Pads ayudan a conectar los circuitos presentes en una matriz a un pin de un chip empaquetado. Uno de los lados del alambre de oro se conecta a las almohadillas de unión. El otro lado se conecta al paquete. Estas almohadillas de unión se fabrican a partir de todas las capas de metal que se apilan juntas y luego se conectan a través de las vías. De este modo, existe una conexión entre la almohadilla y el núcleo del chip.

Además, esta matriz requiere una fina capa de pasivación o aislante en el chip. Esto garantiza que la contaminación ambiental no se acerque al núcleo. Además, las almohadillas de unión deben ser accesibles para ser conectadas al chip. Por ello, aún no se puede envolver con la capa aislante. Además, la capa interior de vidrio indica al fabricante de la placa de circuito impreso dónde deben estar esas aberturas al realizar la unión.

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Problemas con tamaños erróneos de las almohadillas de la placa de circuito impreso

Tenga en cuenta que el tamaño de la almohadilla de soldadura, la posición de la almohadilla de soldadura y la forma de la almohadilla de soldadura en la huella de una placa de circuito impreso tiene una relación directa con el alcance de la fabricación de las placas de circuito impreso. Trabajar con tamaños de almohadilla de soldadura incorrectos, o con una en la posición incorrecta, puede provocar diferentes problemas al soldar durante el montaje de la placa de circuito impreso. A continuación se indican algunos de estos problemas con los que puede encontrarse.

Piezas flotantes

Cuando la superficie de montaje se asienta sobre almohadillas de soldadura que están espaciadas incorrectamente o son demasiado grandes, puede abandonar su posición cuando el reflujo de soldadura está en curso. Esto podría provocar puentes de soldadura con otros metales, así como un espaciado insuficiente del componente para la prueba de PCB, el retrabajo y la refrigeración térmica.

Puentes de soldadura

Unas almohadillas de soldadura demasiado grandes pueden hacer que una de las piezas flote. Esto puede provocar puentes de soldadura. La soldadura cruza a una característica metálica o almohadilla en una red diferente y entonces crea un cortocircuito directo específico. También pueden producirse puentes de soldadura si no se diseñan las características correctas de pasta de soldadura y máscara de soldadura en la forma de pad presente en las herramientas CAD.

Mechas de soldadura

Los taladros pasantes también pueden presentar dificultades si no se construyen correctamente. Si el tamaño del taladro utilizado en el conductor es demasiado grande, la máscara de soldadura puede acabar escurriéndose por el orificio antes de establecer una buena conexión. Del mismo modo, un tamaño de taladro demasiado pequeño dificultará la inserción del cable del componente. Esto también ralentizará el montaje.

Tombstoning

Cada vez que una pequeña pieza discreta de montaje en superficie se desequilibra térmicamente cuando se realiza el reflujo de soldadura, la pasta de soldadura presente en una almohadilla de soldadura podría fundirse mucho más rápido en comparación con la otra, tirando de esta pieza hacia arriba en una posición vertical o de lápida específica.

Rotura del taladro

Cuando el tamaño de la almohadilla de soldadura para ese taladro utilizado es demasiado pequeño, este taladro puede acabar desviándose ligeramente durante la operación de taladrado. También se saldrá de esa forma de almohadilla.

Juntas de soldadura incompletas

Los pads demasiado pequeños o los pads de soldadura espaciados muy juntos pueden impedir que haya espacio suficiente para permitir la formación de suficientes filetes de soldadura y aleación de soldadura. Esto puede provocar que la pieza no tenga unión soldada o que la unión soldada sea incorrecta.

Diseño de PCB

Conclusión

Aquí llega el final de nuestro artículo sobre los pads de PCB. También hemos hablado de los posibles problemas que te puedes encontrar cuando eliges el tamaño incorrecto para tu pad de PCB. Esperamos que evites estos errores para asegurarte un diseño de circuito perfecto.

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