SMD-Footprint-Design: Schweres Kupfer, Pad-Breite kleiner als Pin-Breite?

Ich arbeite an einer Hochleistungsplatine, die schwereres (4 Unzen) Kupfer verwendet. Ich habe einen IC auf dieser Platine in einem QFP-32-Gehäuse mit 0,8 mm Abstand (keine anderen Gehäuseoptionen verfügbar). Das Datenblatt des IC sagt, dass die Pin-Breiten zwischen 0,3 mm und 0,45 mm liegen werden, und auf der empfohlenen Grundfläche sind die Pads 0,45 mm breit, was 0,35 mm (~13,8 mil) zwischen ihnen lässt. Meine Leiterplattenfertigung erfordert einen Mindestabstand von 15 mil (0,381 mm) für 4 Unzen Kupfer, also habe ich die Pad-Breiten auf 0,4 mm verringert, um diese Anforderung zu erfüllen. Dies lässt die Möglichkeit für einen Stift, bis zu 0,05 mm breiter als sein Pad zu sein.

Meine Frage ist, ob es in Ordnung ist, das zu tun, was ich getan habe, oder kann dies zu Montagefehlern und / oder anderen Problemen führen?

Versuchen Sie, nach der geringsten Variante des Footprints und den relevanten IPC-Empfehlungen zu suchen. Das Datenblatt zeigt normalerweise die nominale Version. Außerdem ist 0,35 mm näher an 14 mil als an 9,8 mil.
äh, hoppla. Sieht so aus, als hätte ich bei der Berechnung versehentlich 0,25 mm eingegeben.
Verwenden Sie hier Per-Pin- oder Ganged-Lötstoppmaskenfenster?
4 Unzen!!! Von wie viel Strom reden wir? Können Sie 2 Unzen Hobel machen und 0,5 Unzen bis 1 Unze Oberflächenkupfer behalten? Oder Stromschienen?
60A @ ~350-400VDC, also viel Power. 4 Unzen, 2 Schichten erfüllten besser die Einschränkungen, die in Bezug auf Platinengröße, Temperaturanstieg und minimale Kriech- und Luftstrecken (die die maximale Leiterbahnbreite begrenzten) auferlegt wurden, als 4 Schichten mit höheren internen Ebenen. Stromschienen wären zu umständlich und teuer gewesen (die Stromleiter mussten sich ziemlich herumschlängeln, und die Platine ist riesig).
Wenn Ihre Platine nicht sehr einfach ist, ist es oft besser, zwei Platinen zu haben - die Leistungsplatine mit dem schweren Kupfer und die Steuerplatine mit den kleinen Fußabdrücken. Sie können mit normalen Steckverbindern verbunden werden oder indem die Steuerplatine mit Zacken versehen und direkt an die Leistungsplatine gelötet wird.

Antworten (2)

Es hängt wirklich davon ab, wer das zusammenbaut. Pads sind breiter als Stifte, um mechanische Toleranzen und Löten zu ermöglichen. Sie könnten in den IPC-Standards (Wayback-Maschine) nach Gründen suchen, warum Sie dies nicht tun sollten, aber ich werde einige eigene Gründe hinzufügen.

Denken Sie darüber nach, es wäre wirklich sehr schwierig, das Teil auf 0,001 Zoll genau zu platzieren, aber wenn Sie dem Pad ein paar Tausendstel geben, gibt es einen Spielraum für Fehler. Das andere Problem ist, dass die Teileverpackung selbst mechanische Toleranzen aufweist. Die Stifte verbiegen sich und sind nicht perfekt zentriert, daher sind Pad-Empfehlungen normalerweise breiter, um dies zu berücksichtigen.

Der andere Grund, warum Pads größer sind, ist das Löten. Sie können die Menge an Lötpaste, die auf den Stift aufgetragen wird, durch die Pad-Größe steuern. Das Lot schmilzt dann und fügt Oberflächenspannung hinzu, und diese Oberflächenspannung kann tatsächlich dazu beitragen, das Teil bis zu einem gewissen Grad zu zentrieren. Es ist besser, die Oberflächenspannung um den Stift herum zu haben. Wenn das Pad kleiner als der Stift ist, hat es eine geringere Oberflächenspannungskraft.

Beide Probleme könnten möglicherweise dazu führen, dass das Teil nicht richtig gelötet wird, sodass Sie am Ende einen Prozentsatz Ihrer Platinen haben könnten, bei denen das Gehäuse nicht richtig ausgerichtet ist oder Stifte nicht gelötet sind.

Ich würde Folgendes tun: Finden Sie ein anderes Boardhouse, das Ihre Boards mit dem empfohlenen Footprint herstellt. Wenn dies nicht möglich ist, bleiben Sie beim aktuellen Boardhouse und experimentieren Sie mit dem "modifizierten" Fußabdruck. Sie haben vielleicht nicht viele Probleme. Wenn Sie Probleme haben, kann es eine Nacharbeit erfordern, die Sie Geld kostet. Die kleinere Pad-Route birgt ein höheres Risiko, da Sie etwas tun, das außerhalb der Richtlinien und Standards liegt. Es wäre also eine gute Idee herauszufinden, wie Sie die Kosten für Zeit und Geld minimieren können, egal für welchen Weg Sie sich entscheiden.

Bearbeiten: Eine weitere Sache, Sie könnten die Pads auch länger machen, um sich mehr Lötpastenfläche zu verschaffen.

Mehr IPC-Standards.

die Verbindung zu den IPC-Standards ist unterbrochen

Es gibt eine Version von Heavy Copper PCB, die zwei oder drei verschiedene Kupferebenen verwendet. Es kostet normalerweise etwas mehr, aber Sie können 1 oz bei einer Ätzgenauigkeit von 1,5 mil und dann miteinander verbundene 4-oz-Schaltungen für stärkere Ströme bei einer Ätzgenauigkeit von 15 mil haben. Sie können immer die 4 oz in die inneren Schichten legen (weniger Wärme wird abgeleitet, sodass Sie breitere Spuren benötigen) und 1 oz normal auf der obersten Schicht haben.

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