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智能电表的贴片电容焊盘尺寸设计

文章出处:行业新闻 网责任编辑: 东莞市平尚电子科技有限公司 阅读量: 发表时间:2024-06-07 14:14:17

智能电表的贴片电容焊盘尺寸设计

 

      随着智能电表的广泛应用,小型化印制电路板 组件(PCBA)的需求日益增大,希望同时保证组件 小尺寸、更好的机械强度、制造效率和PCBA可靠 性,因此必须在PCBA设计阶段便考虑可制造性及制造可靠性。对于印制电路板组件 的可制造性设计来讲,表面贴装焊盘设计 是其中一个重要而又容易被忽视的方面,其设计水 平直接影响PCBA组装质量。

      目前表面贴装焊盘设计的行业标准很多,其中 IPC-7351B是IPC制定的表 面贴装设计和焊盘图形标准通用要求,是国际通用的设计规范之一。该标准充分考虑了产品组装密 度、应用环境和返修等因素。在IPC-7351B标准 中,按照焊盘伸出引脚长度将PCB焊盘划分为A、B 和C 3个密度等级,其中密度等级A为最大焊盘伸 出,适用于低元器件密度应用,典型的应用例子如暴 露在高冲击或震动环境中的PCBA产品。焊接结构是最坚固的,并且在需要的情况下很容易进行返修, 人工焊接和机器焊接都易于操作,且留有较大的制 造裕量。密度等级B为中等焊盘伸出,适用于中等 元件密度的产品,提供坚固的焊接结构。人工焊接 和机器焊接也都可以操作。密度等级C为最小焊 盘伸出,适用于希望具有最小焊接结构要求的微型 产品,可实现最高的元件组装密度,适用于机器焊 接,人工焊接较难。3个密度等级示意图见图1。


图1


      此外,从印制电路板组件的智能制造角度出发, 希望所设计的焊盘尺寸便于实现自动化生产、自动化 监测等,因此倾向于IPC7351标准密度等级A焊盘尺 寸。但是,采用IPC7351标准密度等级A来开展表面 贴装焊盘尺寸设计后,其焊接结构强度到底如何。针对智能电 表中常用的1210表面贴装电容,本文有 2种焊 盘设计尺寸(其中一种为IPC7351标准推荐的密度等 级A的焊盘尺寸),对其焊接结构强度进行对比验 证,希望为表面贴装焊盘设计提供技术参考。同时采用有限元仿真分析方法对2种焊盘所形 成的焊点热疲劳寿命进行有限元对比计算,以便从焊盘设计角度为智能电表的焊点可靠性设计提供技术参考。


表1


研究所选实验样品为1210表面贴装电容,尺寸 信息见表1


表2


根据IPC7351B标准,焊盘尺寸标识示意图见 图2,所做的PCB焊盘尺寸见表2。


图2


图2 IPC 7351 B标准的Chip类型表面


表3


依据表2的焊盘尺寸来分别制作1210电容的 PCB侧焊盘,采用同样的组装工艺共制备了 6块 PCBA组件,见表3,组装后1210电容的典型外观照 片见图3。


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