Pola lahan standar 'Satu untuk semua' vs pola tanah tertentu dalam lembar data

Saya telah merancang banyak PCB 'sederhana' untuk hobi dan tujuan pembuktian konsep, tetapi tidak pernah untuk pembuatan (massal). Untuk melakukannya di masa depan, dan semakin memperluas keterampilan desain dan pengetahuan saya, saya sedang mengeksplorasi standar garis besar paket yang berbeda.

Sekarang saya belajar tidak ada yang namanya "satu standar utama untuk semua paket". Sebagai gantinya, ada beberapa standar untuk beberapa paket, yang dibuat oleh banyak organisasi. 'Paling dikenal' adalah standar IPC dan JEDEC.

Tetapi bahkan di dalam IPC ada beberapa versi. IPC-7351B adalah yang terbaru dari IPC (pada saat penulisan).

Saya belajar * tidak ada garis paket 0603 (1608 metrik) “standar” misalnya. Sebaliknya, jejak 0603 (alias 'pola tanah' ) tergantung pada kepadatan papan yang diinginkan dan teknik penyolderan yang digunakan dalam pembuatan (gelombang atau reflow).

* dengan membaca dalam standar itu sendiri dan juga utas yang menarik ini: di sini , di sini dan di sini .

Ini adalah wahyu bagi saya karena saya sebelumnya berasumsi paket-paket generik itu distandarisasi dengan cara (karena mereka sangat umum).

Bagaimanapun, saya menerima kenyataan standar kacau ini dan saya mengerti saya harus memilih satu standar untuk saya kerjakan. Saya memilih IPC karena sejauh ini yang paling banyak digunakan di industri.

Perangkat lunak CAD saya (Autodesk Eagle) menawarkan generator paket yang sangat praktis yang memenuhi norma-norma IPC. Ini menghasilkan pola tanah untuk - dan model 3D - paket yang diinginkan yang sesuai dengan IPC.

Namun sekarang saya dihadapkan pada dilema. Saya menemukan tidak hanya "standar 0603" tidak ada (yang saya akan pecahkan dengan tetap berpegang pada satu standar), tetapi ternyata bahkan "standar LQFP48", misalnya, tidak ada!

Misalnya: ambil komponen berikut dari Microchip , dari TI , dari STM ; mereka semua memiliki paket LQFP48 dengan ukuran case dan pad pitch yang sama.

Namun, ketiga lembar data menentukan pola tanah yang sedikit berbeda untuk apa yang saya pikir adalah LQFP48 yang sama persis. Perbedaannya halus, dan hanya memengaruhi ekstensi (panjang) bantalan dan lebar bantalan (masing-masing 0,25 - 0,27 - 0,30), tetapi ada di sana!

Jadi apa aturannya sekarang? Apa yang akan dipilih oleh perancang PCB berpengalaman jika komponen ini memiliki desain yang sama?

opsi 1: Menggunakan 3x pola tanah yang berbeda untuk apa yang sebenarnya digambarkan sebagai garis besar paket yang sama.

opsi 2: Gunakan LQFP48 * yang sesuai dengan IPC-7351 untuk ketiganya.

* dalam istilah IPC, ini adalah: QFP50P900X900X160-48

Karena perbedaannya sangat halus, saya tahu kedua opsi mungkin akan baik-baik saja tetapi apa aturan umum di sini? Apa itu 'praktik yang baik'?

Terimakasih banyak!

Dalam pengalaman saya, Anda dapat dengan aman berpegang pada standar IPC, yang omong-omong juga menyarankan tiga jejak kaki yang berbeda untuk setiap bagian: Paling Sedikit, Paling Banyak, dan Nominal. Terserah Anda mana yang harus dipilih, sebagian besar tergantung pada proses pembuatan. Dalam kebanyakan kasus, Anda akan menggunakan ukuran Nominal pad.

Secara umum, jejak kaki yang disarankan oleh pabrikan pada lembar data, adalah apa yang mereka gunakan untuk mendesain kit evaluasi, dan bekerja dengan baik untuk proses yang mereka gunakan; Saya dapat memberi tahu Anda ini, karena saya dulu bekerja di salah satu perusahaan semikonduktor besar, dan inilah yang terjadi. Jejak kaki biasanya berasal dari standar IPC, yang harus selalu menjadi referensi Anda, kecuali jika itu adalah bagian yang sepenuhnya tidak standar.

Ketika datang ke produksi massal, Anda akan melalui revisi PCB yang cukup untuk mengoptimalkan jejak, dan pada saat itu produsen PCB / majelis akan mengambil alih dan memodifikasi pola tanah agar sesuai dengan proses manufaktur mereka, dan memastikan hasil yang baik.

Jejak kaki yang benar untuk digunakan untuk tanah komponen adalah 'salah satu yang berfungsi'.

Ini tidak begitu flip kedengarannya.

Apa yang harus dilakukan oleh pola tanah untuk 'bekerja'?

a) ia harus menghubungkan setiap kaki komponen ke padnya
b) ia tidak harus menghubungkannya ke bantalan yang berdekatan
c) ia harus menarik komponen ke penyelarasan yang benar ketika solder cair
d) itu harus secara visual dapat diinspeksi

Ini diambil bersama-sama berarti tanah harus setidaknya sebesar timah, tetapi tidak terlalu berdekatan. Ada garis lintang yang cukup besar dalam seberapa besar tanah tersebut. Ini lintang luas yang memungkinkan ada beberapa desain.

Sebuah tanah yang jauh lebih besar akan memuaskan (a) dan (d), tetapi mungkin akan tersangkut di antara tanah sehingga jatuh dari (b).

Apakah jejak tertentu dapat disolder tanpa mendapatkan konektivitas antar lahan tergantung sebagian besar pada proses yang digunakan oleh assembler papan, dan sampai batas tertentu pada kapasitas termal dan akurasi penentuan posisi komponen. Jika pabrikan yang berbeda menggunakan proses assembler yang berbeda untuk memperbaiki jejak, tidak mengherankan bahwa mereka mungkin berakhir dengan ukuran pad yang sedikit berbeda.

Apa yang mengejutkan adalah bahwa prosesnya bekerja sebaik dan sesering mungkin.

Contoh kasus. Saya pernah menggunakan dioda paket 0402, dan pabrikan mengarahkannya ke papan yang sangat kecil, kepadatan pengepakan sangat tinggi. Sebagai hasilnya, mereka menentukan pola tanah yang memiliki area tembaga dengan ukuran yang persis sama dengan bantalan komponen. Ini menghasilkan volume solder kecil tanpa fillet sisi atau jari kaki, yang proses reflow in-house khusus kami sering gagal dipasang dengan benar. Saya harus melawan manajer produksi reaksioner kami dan kebijakan jejak kaki 'selalu gunakan rekomendasi pabrik' untuk menggunakan tanah yang lebih besar dan lebih cocok untuk proses penyolderan kami. Setelah kami memiliki lebih banyak solder, dan fillet, hasilnya kembali menjadi 100%. Kemungkinan kita menggunakan stensil solderpaste yang lebih tebal yang akan disolder OK, tapi itu tidak sesuai untuk komponen kita yang lain dengan tanah yang lebih murah hati.