'หนึ่งสำหรับทุกคน' รูปแบบที่ดินมาตรฐานเทียบกับรูปแบบที่ดินที่ระบุในแผ่นข้อมูล

ฉันได้ออกแบบ PCB แบบ 'เรียบง่าย' จำนวนมากสำหรับงานอดิเรกและวัตถุประสงค์ในการพิสูจน์แนวคิด แต่ไม่เคยทำเพื่อการผลิต (จำนวนมาก) เพื่อที่จะทำเช่นนี้ในอนาคตและการขยายทักษะการออกแบบและความรู้ของฉันต่อไปฉันกำลังสำรวจมาตรฐานโครงร่างแพ็คเกจที่แตกต่างกัน

โดยตอนนี้ฉันได้เรียนรู้ว่าไม่มีสิ่งเช่น "มาตรฐานหลักหนึ่งเดียวสำหรับทุกแพ็คเกจ" แต่มีหลายมาตรฐานสำหรับหลายแพ็คเกจที่ติดตั้งโดยหลายองค์กร 'ที่รู้จักมากที่สุด' คือมาตรฐาน IPC และ JEDEC

แต่แม้กระทั่งภายใน IPC ก็มีหลายรุ่น IPC-7351B เป็นรุ่นล่าสุดจาก IPC (ณ เวลาที่เขียน)

ฉันเรียนรู้ * ไม่มีสิ่งใดที่เป็นโครงร่างแพ็คเกจ“ มาตรฐาน” 0603 (1608 เมตริก) แต่รอยเท้า 0603 (หรือที่เรียกว่า'รูปแบบพื้นดิน' ) จะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของบอร์ดที่ต้องการและเทคนิคการบัดกรีที่ใช้ในการผลิต (คลื่นหรือ reflow)

* โดยการอ่านในมาตรฐานของตัวเองเช่นเดียวกับหัวข้อที่น่าสนใจเหล่านี้: ที่นี่ , ที่นี่ และ ที่นี่

นี่เป็นการเปิดเผยต่อฉันอย่างที่ฉันคิดไว้ก่อนหน้านี้ว่าแพ็คเกจทั่วไปเหล่านั้นเป็นมาตรฐานในทางหนึ่ง (เพราะมันเป็นเรื่องธรรมดามาก)

อย่างไรก็ตามฉันยอมรับความเป็นจริงของมาตรฐานที่วุ่นวายนี้และฉันเข้าใจว่าฉันต้องเลือกหนึ่งมาตรฐานสำหรับตัวเองที่จะทำงานด้วย ฉันเลือก IPC เนื่องจากเป็นที่นิยมใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม

ซอฟต์แวร์ CAD ของฉัน (Autodesk Eagle) เสนอตัวสร้างแพ็คเกจที่ใช้งานได้จริงซึ่งเป็นไปตามมาตรฐาน IPC มันสร้างรูปแบบที่ดินสำหรับ- และโมเดล 3 มิติของ -แพคเกจที่ต้องการซึ่งสอดคล้องกับ IPC

อย่างไรก็ตามตอนนี้ฉันกำลังเผชิญกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก ฉันค้นพบไม่เพียง แต่ไม่มี“ มาตรฐาน 0603” เท่านั้น (ซึ่งฉันจะแก้ปัญหาด้วยการติดกับมาตรฐานเดียว) แต่เห็นได้ชัดว่าแม้แต่“ LQFP48 มาตรฐาน” ยกตัวอย่างเช่นไม่มีอยู่จริง!

ตัวอย่างเช่น: ใช้องค์ประกอบต่อไปนี้จากMicrochip , จากTI , จากSTM ; พวกเขาทั้งหมดมีแพ็คเกจ LQFP48 ที่มีขนาดเคสเท่ากันและระยะพิทช์

อย่างไรก็ตามเอกสารข้อมูลทั้งสามระบุรูปแบบที่ดินที่แตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับสิ่งที่ฉันคิดว่าเป็น LQFP48 ที่แน่นอน ความแตกต่างนั้นบอบบางและมีผลเฉพาะกับส่วนขยาย (ความยาว) ของความกว้างของแผ่นและความกว้างของแผ่น (0,25 - 0,27 - 0,30 ตามลำดับ) แต่มีอยู่ที่นั่น!

ดังนั้นกฎของหัวแม่มือคืออะไรตอนนี้? ผู้ออกแบบ PCB ที่มีประสบการณ์จะเลือกอะไรหากองค์ประกอบเหล่านี้อยู่ในการออกแบบเดียวกัน

ตัวเลือกที่ 1: การใช้ 3x รูปแบบที่ดินที่แตกต่างกันสำหรับสิ่งที่อธิบายไว้จริงเป็นร่างของแพคเกจเดียวกัน

ตัวเลือกที่ 2: ใช้ LQFP48 ที่เป็นไปตามมาตรฐาน IPC-7351 สำหรับทั้งสาม

* ในแง่ IPC นี่จะเป็น: QFP50P900X900X160-48

เนื่องจากความแตกต่างนั้นลึกซึ้งมากฉันรู้ว่าตัวเลือกทั้งสองอาจกลายเป็นเรื่องดี แต่กฎทั่วไปที่นี่คืออะไร 'การปฏิบัติที่ดี' คืออะไร?

ขอบคุณมาก!

จากประสบการณ์ของฉันคุณสามารถยึดติดกับมาตรฐาน IPC ได้อย่างปลอดภัยซึ่งยังแนะนำให้ใช้สามรอยเท้าที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละส่วน: Least, Most และ Nominal ขึ้นอยู่กับคุณว่าจะเลือกแบบไหนขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตเป็นส่วนใหญ่ ในกรณีส่วนใหญ่คุณจะใช้ขนาดแผ่นที่กำหนด

โดยทั่วไปแล้วรอยเท้าที่ผู้ผลิตแนะนำในแผ่นข้อมูลเป็นเพียงสิ่งที่พวกเขาใช้ในการออกแบบชุดการประเมินผลและทำงานได้ดีสำหรับกระบวนการที่ใช้ ฉันสามารถบอกคุณได้เพราะฉันเคยทำงานให้กับหนึ่งใน บริษัท เซมิคอนดักเตอร์ขนาดใหญ่และนี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น รอยเท้ามักมาจากมาตรฐาน IPC ซึ่งควรเป็นข้อมูลอ้างอิงของคุณเสมอเว้นแต่เป็นส่วนที่ไม่ได้มาตรฐานอย่างสมบูรณ์

เมื่อพูดถึงการผลิตจำนวนมากคุณจะต้องผ่านการปรับปรุง PCB อย่างเพียงพอเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของรอยเท้าและ ณ จุดนั้นผู้ผลิต / โรงงานประกอบ PCB จะเข้ามามีส่วนร่วมและปรับเปลี่ยนรูปแบบที่ดินเพื่อให้ตรงกับกระบวนการผลิตของพวกเขา

รอยเท้าที่ถูกต้องที่จะใช้สำหรับพื้นที่ของส่วนประกอบคือ 'ที่ทำงาน'

มันไม่ได้พลิกอย่างที่มันฟัง

รูปแบบที่ดินต้องทำอะไรเพื่อ 'ทำงาน'

a) มันจะต้องเชื่อมต่อแต่ละขาส่วนประกอบกับแผ่นของมัน
ข) มันจะต้องไม่เชื่อมต่อมันไปยังแผ่นอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกัน
c) มันจะต้องดึงส่วนประกอบในการจัดตำแหน่งที่ถูกต้องเมื่อประสานเป็นของเหลว
d) มันจะต้องตรวจสอบด้วยสายตา

สิ่งเหล่านี้นำมารวมกันหมายถึงดินแดนที่จะต้องมีขนาดใหญ่อย่างน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นผู้นำ แต่ไม่ใกล้กันเกินไป มีละติจูดที่มากพอในการพิจารณาว่าที่ดินจะใหญ่กว่านี้ได้อย่างไร ละติจูดกว้างนี้ช่วยให้มีการออกแบบที่หลากหลาย

ดินแดนที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นจะตอบสนอง (ก) และ (ง) แต่อาจติดอยู่ระหว่างดินแดนต่างๆ

รอยที่เฉพาะเจาะจงนั้นสามารถประสานได้โดยไม่ต้องเชื่อมต่อระหว่างดินแดนหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการส่วนใหญ่ที่ผู้ประกอบบอร์ดใช้และความสามารถในการระบายความร้อนและความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งของส่วนประกอบ หากผู้ผลิตที่แตกต่างกันใช้กระบวนการแอสเซมเบลอร์ที่แตกต่างกันเพื่อปรับแต่งรอยเท้าก็ไม่น่าแปลกใจที่พวกเขาอาจจะจบลงด้วยขนาดแผ่นที่แตกต่างกันเล็กน้อย

อะไรเป็นที่น่าแปลกใจก็คือกระบวนการทำงานเป็นอย่างดีและได้บ่อยเท่าที่มันจะ

กรณีในจุด. ครั้งหนึ่งฉันเคยใช้ไดโอดแบบแพคเกจ 0402 และผู้ผลิตเล็งไปที่บอร์ดขนาดเล็กมากความหนาแน่นในการบรรจุสูงมาก เป็นผลให้พวกเขาระบุรูปแบบที่ดินที่มีพื้นที่ทองแดงมีขนาดเท่ากับแผ่นส่วนประกอบ สิ่งนี้ส่งผลให้มีปริมาณการบัดกรีขนาดเล็กที่ไม่มีด้านหรือไม่มีนิ้วเท้าที่กระบวนการ reflow ในบ้านของเราโดยเฉพาะมักจะล้มเหลวในการประกอบอย่างถูกต้อง ฉันต้องต่อสู้กับผู้จัดการฝ่ายผลิตเชิงอนุรักษ์ของเราและนโยบาย 'รอยเท้าของผู้ผลิตที่แนะนำ' ของผู้ผลิตเพื่อใช้พื้นที่ที่มีขนาดใหญ่และเหมาะสมกับกระบวนการบัดกรีของเรา เมื่อเรามีการประสานมากขึ้นและเนื้อผลตอบแทนก็กลับไปที่ 100% อาจเป็นไปได้ว่าถ้าเราใช้ลายฉลุที่มีความหนามากกว่านั้นก็จะบัดกรีได้ แต่ก็ไม่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบอื่น ๆ ของเราที่มีพื้นที่กว้างกว่า