วิธีที่ดีที่สุดในการติดแผ่น SMD แบบสั้นที่อยู่ติดกันคืออะไร


16

วิธีการแผ่น SMD สั้น?

วิธีใดในสามวิธีที่แสดงด้านบนจะเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการย่อแผ่น SMD สองแผ่นที่อยู่ติดกันเข้าด้วยกันและทำไม เหล่านี้คือแผ่น TSSOP และกระบวนการประกอบจะเป็นแบบไม่มีตะกั่วหากมีความสำคัญ หากมีวิธีที่ดีกว่าที่ฉันไม่ได้นึกภาพไว้

ฉันสามารถจินตนาการได้ว่าในแง่ของความต้านทาน C นั้นดีที่สุดและ A นั้นแย่ที่สุด แต่ฉันไม่แน่ใจว่า C หรือแม้กระทั่ง B อาจจะทำให้กระบวนการประกอบซับซ้อนขึ้น


1
ฉันได้รับการสอนให้ทำในแบบที่เป็นอยู่เสมอ แต่ฉันเกรงว่าจะจำปัญหาที่ B ไม่ได้
Federico Russo

เปรียบเทียบกับ var. A มีพื้นที่ใช้งานบน PCB น้อยกว่า เปรียบเทียบกับ var. B มีอิมพีแดนซ์น้อยกว่าระหว่างสองแผ่น
m.Alin

1
@ m.Alin เกี่ยวกับการไหลประสาน? (โปรดทราบว่านี่เป็นคำถามไม่ใช่ความคิดเห็นประชดประชัน!)
exscape

@ ภูมิฉันมองข้ามมุมมองนั้น
m.Alin

คำตอบ:


19

มีสองประเด็นที่นี่คือการเชื่อมต่อไฟฟ้าและการเชื่อมต่อความร้อน

การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่ดีที่สุดช่วยลดความต้านทานระหว่างแผ่นอิเล็กโทรดสองแผ่น จากมุมมองนั้นลำดับของการตั้งค่าคือ C, B, A

การเชื่อมต่อความร้อนที่ดีที่สุดมีความต้านทานความร้อนมากที่สุดดังนั้นลำดับของการตั้งค่าคือ A, B, C

เช่นเดียวกับวิศวกรรมส่วนใหญ่มันเกี่ยวกับการสร้างการแลกเปลี่ยนที่ถูกต้องสำหรับกรณีเฉพาะหลังจากพิจารณาข้อดีและข้อเสียของแต่ละข้อ เราจำเป็นต้องเข้าใจเหตุผลสำหรับการพิจารณาในการแข่งขันแต่ละครั้งและผลลัพธ์นั้นสำคัญเพียงใด

ความปรารถนาสำหรับความต้านทานไฟฟ้าต่ำควรจะชัดเจน แต่มันสำคัญแค่ไหน? ขึ้นอยู่กับสิ่งที่จะไหลระหว่างสองแผ่น นี่เป็นสัญญาณแบบ multi-GHz เช่นไปหรือมาจากเสาอากาศ WiFi หรือไม่? ในกรณีดังกล่าวแม้แต่ nH และ fF เพียงเล็กน้อยก็มีความสำคัญและการพิจารณาทางไฟฟ้าก็มีความสำคัญ นี่เป็นฟีดกระแสสูงหรือไม่ ในกรณีนั้นความต้านทานกระแสตรงมีความสำคัญ เวลาส่วนใหญ่สำหรับสัญญาณทั่วไปของชนิดที่คุณพบรอบ ๆ ไมโครคอนโทรลเลอร์แม้ความต้านทานของรูปแบบ A จะต่ำมากจนไม่สำคัญ

ปัญหาการนำความร้อนขึ้นอยู่กับวิธีการสร้างบอร์ด หากบอร์ดจะถูกบัดกรีด้วยมือเลย์เอาต์ C จะทำให้แผงระบายความร้อนขนาดใหญ่ซึ่งอาจเป็นเรื่องยากที่จะทำให้หลอมประสานที่ประสานอยู่บนแผ่นรวมกัน มันจะยิ่งแย่ลงเมื่อมีการติดตั้งส่วนหนึ่งและส่วนอื่นไม่ได้ ส่วนแรกจะทำหน้าที่เหมือนแผ่นระบายความร้อนซึ่งทำให้การติดตั้งแผ่นความร้อนเป็นเรื่องยาก ในที่สุดประสานจะละลาย แต่ความร้อนจำนวนมากจะถูกทิ้งลงในส่วนแรก ไม่เพียง แต่จะถามหาข้อผิดพลาดเมื่อทำการบัดกรีด้วยตนเองเท่านั้น

หากคณะกรรมการจะถูกยัดโดยการเลือกและวางด้วยวางประสานแล้วบัดกรี reflow เตาอบแล้วไม่มีปัญหาหนึ่งแผ่นดูดความร้อนจากที่อื่นเพราะพวกเขาทั้งสองจะได้รับความร้อน ในความหมายเลย์เอาต์ C นั้นใช้ได้ แต่มีปัญหาอื่น ปัญหานั้นเรียกว่าการขุดหลุมฝังศพและจะเกิดขึ้นเมื่อโลหะบัดกรีละลายในเวลาต่างกันที่ส่วนปลายของชิ้นส่วนขนาดเล็กและเบา การหลอมเหลวมีความตึงผิวสูงกว่าการบัดกรีแบบประสาน แรงตึงผิวนี้ที่ปลายด้านหนึ่งของชิ้นส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นสามารถทำให้ชิ้นส่วนหลุดออกจากแผ่นอิเล็กโทรดอื่น ๆ และยืนขึ้นบนแผ่นอิเล็กโทรดที่มีการบัดกรีหลอมเหลว การยืนขึ้นที่มุมฉากจากกระดานเป็นจุดที่คำว่าหลุมฝังศพมาจากเหมือนหลุมฝังศพที่โผล่ขึ้นมาจากพื้นดิน นี่ไม่ใช่ปัญหาที่ขนาด 0805 ขึ้นไปเพราะส่วนยาวเกินไปและหนักเกินไปสำหรับแรงตึงผิวที่ปลายด้านหนึ่งเพื่อยกขึ้น ที่ 0603 และต่ำกว่าคุณต้องคิดเรื่องนี้

แม้ว่าจะมีปัญหาเรื่องความร้อนอื่นและสิ่งนี้ใช้ได้กับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ด้วย ความตึงผิวของบัดกรีที่หลอมเหลวบนหมุดแต่ละอันนั้นจะดึงหมุดไปทางกึ่งกลางแผ่น นี่เป็นสาเหตุข้อผิดพลาดเล็กน้อยในการจัดตำแหน่งในตำแหน่งไม่สำคัญ พวกมันถูกยืดออกไปในระหว่างการรีโฟลว์โดยความตึงผิวหน้ารวมของหมุดทั้งหมดที่พยายามเฉลี่ยตำแหน่งกลาง หากชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกับแผ่น C ที่ปลายด้านหนึ่งมีแผ่นแบบปกติที่ปลายอีกด้านหนึ่งมันอาจจะถูกดึงไปที่กึ่งกลางแผ่น C และปิดแผ่นที่ปลายอีกด้านหนึ่ง คุณสามารถชดเชยสิ่งนี้ได้นิดหน่อยโดยสร้างรอยพิเศษที่มีแผ่นปลายอีกด้านใกล้กว่าปกติเพื่อให้การดึงบางอย่างเป็นปกติ ฉันจะเล่นเกมนั้นก็ต่อเมื่อฉันต้องการเลย์เอาต์ C จริงๆซึ่งฉันสามารถจินตนาการได้เฉพาะในกรณีที่มีกระแสสูงหรือความถี่สูง

การใช้รูปร่างหน้ากากประสานปกติสำหรับแผ่น C จะทำให้เกิดกรณีการดึงชิ้นส่วน จะมีช่องเปิดหน้ากากประสานสองอันแยกกันบนแผ่น C พร้อมด้วยส่วนของหน้ากากประสานระหว่าง ความตึงผิวจะดึงที่จุดศูนย์กลางของการเปิดหน้ากากประสานแต่ละครั้งไม่ถึงจุดศูนย์กลางของทั้งแผ่น C สิ่งนี้ไม่ได้ช่วยแก้ไขปัญหาหลุมฝังศพสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก

โดยทั่วไปฉันจะใช้เลย์เอาต์ B ยกเว้นว่าฉันรู้เหตุผลที่ดีในการใช้ A หรือ C


3
สิ่งหนึ่งที่ควรพิจารณาคือ A ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์ใด ๆ ที่คุณอาจต้องตัดการติดตามเพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจแก้จุดบกพร่อง B จะยากมากที่จะตัดเมื่อ PCB มีประชากรและ C จะเป็นฝันร้าย
Connor Wolf

@ ปลอม: B จริง ๆ แล้วควรจะค่อนข้างง่ายเพราะชิ้นส่วนจากแผ่นสองแผ่นไม่ได้อยู่เหนือมัน อย่างไรก็ตามฉันเห็นด้วยกับ C. คุณจะต้องปลดส่วนหนึ่งและแก้ไขวงจรจากที่นั่น
Olin Lathrop

ที่ขึ้นอยู่กับระยะพินและไม่ว่าจะเป็น SOIC หรือ (S / T) SOP ซึ่งจะสามารถเข้าถึงได้หรือ QFN / PLCC ซึ่งจะไม่สามารถเข้าถึงได้
Connor Wolf

@ ปลอม: มันควรจะสามารถเข้าถึงได้ทั้งสองวิธีเนื่องจากชิ้นส่วนบนแผ่นสองแผ่นไม่ติดกัน สิ่งที่คุณต้องมีก็พอที่จะเลื่อนส่วนมีดอรรถประโยชน์ได้ นอกจากนี้จากรูปร่างของแผ่นรอง OP นี่คือไม่มีแพ็คเกจ QFN
Olin Lathrop

สักพักฉันก็นึกถึงการขุดหลุมแต่จากรูปร่างของพวกมันพวกมันดูเหมือนจะเป็นแผ่น QFP และนั่นก็ไม่ได้ใช้
stevenvh

10

มีคนเคยพูดบางอย่างเช่น: ถามนักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ 2 คนได้ 3 คำตอบ :-)

หมุดกระแสสูง

เมื่อฉันมีอุปกรณ์ที่จัดการกับกระแสสูง - บางทีมันอาจเป็นไดรเวอร์มอเตอร์หรือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า - จากนั้นฉันจะเชื่อมต่อร่องรอยที่ใหญ่ที่สุดที่เป็นไปได้สำหรับแต่ละขาทุกขาแรงดันคงที่หรือแรงดันช้า - ชนิด C หรืออย่างยิ่ง ทองแดงมากขึ้น

พินปัจจุบันต่ำ

อุปกรณ์ TSSOP ส่วนใหญ่มีอินพุตและเอาต์พุตที่เป็นสัญญาณดิจิตอลที่มีปริมาณกระแสไฟฟ้าเกือบไม่มีนัยสำคัญ ด้วยอุปกรณ์เหล่านี้ฉันชอบลูปที่เข้าถึงได้ง่ายเช่น Type A สำหรับบอร์ดต้นแบบเครื่องแรกของฉัน

จากนั้นถ้าฉันเชื่อมต่อบางสิ่งที่ไม่ควรเชื่อมต่อมันง่ายที่จะตัดลูปนั้นและเชื่อมต่อแต่ละพินกับอย่างอื่น

หลังจากที่ฉันได้ต้นแบบทำงาน (ซึ่งมักจะใช้เวลานานกว่าที่ฉันคาดไว้) ในขณะที่มันไม่เจ็บอะไรเลยที่จะแปลงให้เป็นประเภท B ทำไมต้องรำคาญ? ฉันมักจะไม่รำคาญดังนั้นกระดานผลิตสุดท้ายของฉันมักจะมีลูปประเภท A


9

ฉันชอบ A ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน ด้วย A คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าแผ่นเหล่านั้นควรจะเชื่อมต่อ ใช่มันใช้พื้นที่ PCB ที่มีค่ามากขึ้นซึ่งในกรณีที่ B หรือ C เป็นที่ยอมรับอย่างสมบูรณ์ แต่ฉันต้องการ C มากกว่า B สำหรับการแก้ไขจุดบกพร่อง

หากคุณมีร่องรอยเดียวเช่น B ระหว่างสองแผ่นยกเว้นว่าคุณมีกล้องจุลทรรศน์ที่ดีดูเหมือนว่ามีบางสิ่งติดอยู่ในนั้นเมื่อคุณมองด้วยตาเปล่า ส่วนหนึ่งของงานของฉันคือการแก้ไขปัญหาฮาร์ดแวร์และฉันได้เห็นนักออกแบบฮาร์ดแวร์ของเราทำทั้งสามอย่างแล้ว

A คือการอ่านที่ง่ายที่สุด C คือถัดไปเนื่องจากแผ่นยักษ์ที่ทำให้มันชัดเจนด้วยตาเปล่าว่าพวกเขาควรจะเชื่อมโยง; และ B คือสิ่งที่ฉันชอบน้อยที่สุดเพราะฉันมักจะต้องดึงขอบเขตเพื่อดูมันอย่างถูกต้อง


2
ถัดจากการตรวจสอบด้วยแสงมนุษย์ / การทำใหม่ A ดีที่สุด (และอาจเป็นทางออกเดียว) หากผู้ผลิตของคุณใช้ AOI (การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ) หรือ AXI (การตรวจเอกซเรย์อัตโนมัติ) B อาจดูเหมือนหยดบัดกรีที่ไม่ได้ตั้งใจ C. ด้วยเช่นกันคุณสามารถบอกได้อย่างง่ายดายว่าเกิดอะไรขึ้นเท่าที่มีการประสานที่มากเกินไป
zebonaut

2

บ่อยครั้งที่หน้ากากประสานถูกดึงกลับไปมาระหว่างแผ่นของ B (ขึ้นอยู่กับระยะห่างของแผ่นและค่าการบรรเทาทุกข์ของทหาร) ซึ่งจะเผยทองแดงระหว่างหมุด สิ่งนี้ส่งผลในสิ่งที่ดูเหมือนสะพานประสานซึ่งอาจทำให้สับสนระหว่างการตรวจสอบด้วยสายตาและการดีบัก

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.