Modèle de terrain standardisé «Un pour tous» par rapport au modèle de terrain spécifié dans la fiche technique

J'ai conçu de nombreux PCB «simples» à des fins de passe-temps et de preuve de concept, mais jamais pour la fabrication (de masse). Afin de le faire à l'avenir et d'élargir encore mes compétences et connaissances en conception, j'explore les différentes normes de contour de package.

À ce jour, j'ai appris qu'il n'existait pas de «norme principale pour tous les packages». Au lieu de cela, il existe plusieurs normes pour plusieurs packages, définies par plusieurs organisations. «Les plus reconnus» sont les normes IPC et JEDEC.

Mais même dans IPC, il existe plusieurs versions. IPC-7351B est le plus récent d'IPC (au moment de la rédaction).

J'ai appris * qu'il n'y a pas de plan de package 0603 (1608 métrique) «standard» par exemple. Au lieu de cela, une empreinte 0603 (alias «motif de terrain» ) dépend de la densité souhaitée du panneau et de la technique de soudage utilisée dans la fabrication (ondulation ou refusion).

* en lisant les normes elles-mêmes ainsi que ces fils de discussion intéressants: ici , ici et ici .

Ce fut une révélation pour moi car je supposais auparavant que ces packages génériques étaient normalisés d'une certaine manière (car ils sont si courants).

Quoi qu'il en soit, j'ai accepté cette réalité des normes chaotiques et je comprends que je devais choisir une norme avec laquelle travailler. Je choisis l'IPC car il est de loin le plus utilisé dans l'industrie.

Mon logiciel de CAO (Autodesk Eagle) propose un générateur de package très pratique qui satisfait aux normes IPC. Il génère un motif de terrain pour - et un modèle 3D - d' un package souhaité qui est compatible IPC.

Mais maintenant, je suis confronté à un dilemme. J'ai découvert non seulement qu'un «standard 0603» n'existe pas (que je résoudrai en m'en tenant à un standard), mais apparemment même un «standard LQFP48», par exemple, n'existe pas!

Par exemple: prenez les composants suivants de Microchip , de TI , de STM ; ils ont tous un boîtier LQFP48 avec la même taille de boîtier et le même pas de pad.

Cependant, les trois fiches techniques spécifient un modèle de terrain légèrement différent pour ce que je pensais être exactement le même LQFP48. La différence est subtile et n'affecte que l'extension (longueur) du pad et la largeur du pad (0,25 - 0,27 - 0,30 respectivement), mais elle est là!

Alors, quelle est la règle d'or maintenant? Que choisiraient les concepteurs de circuits imprimés expérimentés si ces composants étaient de la même conception?

option 1: utiliser 3x un motif de terrain différent pour ce qui est réellement décrit comme le même plan de package.

option 2: utilisez le LQFP48 * compatible IPC-7351 pour les trois.

* en termes d'IPC, ce serait: QFP50P900X900X160-48

Étant donné que les différences sont si subtiles, je sais que les deux options se révéleront probablement très bien, mais quelle est la règle générale ici? Qu'est-ce qu'une «bonne pratique»?

Merci beaucoup!

D'après mon expérience, vous pouvez vous en tenir aux normes IPC, qui suggèrent également trois empreintes différentes pour chaque partie: la moins, la plupart et la valeur nominale. C'est à vous de choisir lequel choisir, en fonction principalement du processus de fabrication. Dans la plupart des cas, vous utiliserez les tailles de tampon nominales.

De manière générale, l'empreinte proposée par les fabricants sur la fiche technique est simplement celle qu'ils ont utilisée pour concevoir les kits d'évaluation et qui a bien fonctionné pour le processus qu'ils ont utilisé; Je peux vous dire cela, parce que je travaillais pour l'une des grandes sociétés de semi-conducteurs, et c'est ce qui s'est produit. Les empreintes étaient généralement dérivées des normes IPC, qui devraient toujours être votre référence, sauf s'il s'agit d'une pièce complètement non standard.

En ce qui concerne la production de masse, vous passerez par suffisamment de révisions de PCB pour optimiser l'empreinte, et à ce stade, le fabricant / maison d'assemblage de PCB prendra le relais et modifiera les modèles de terrain pour correspondre à leur processus de fabrication et assurer un bon rendement.

L'empreinte correcte à utiliser pour un terrain composant est «celle qui fonctionne».

Ce n'est pas si flip qu'il y paraît.

Que doit faire un modèle de terrain pour «travailler»?

a) il doit connecter chaque jambe du composant à son tampon
b) il ne doit pas le connecter aux tampons adjacents
c) il doit tirer le composant dans le bon alignement lorsque la soudure est liquide
d) il doit être inspectable visuellement

Ensemble, ces terres doivent être au moins aussi grandes que le plomb, mais pas trop rapprochées. Il y a une latitude considérable quant à la taille des terres. C'est cette large latitude qui permet d'avoir plusieurs designs.

Un terrain qui est beaucoup plus grand satisfera (a) et (d), mais pourrait se coincer de la soudure entre les terrains donc tomber en faute de (b).

La question de savoir si une empreinte particulière est soudable sans obtenir de connectivité entre les terrains dépend dans une large mesure du processus utilisé par l'assembleur de cartes, et dans une certaine mesure de la capacité thermique et de la précision de positionnement du plomb du composant. Si différents fabricants utilisent des processus d'assemblage différents pour affiner l'empreinte, il n'est pas surprenant qu'ils puissent se retrouver avec des tailles de tampon légèrement différentes.

Ce qui est surprenant, c'est que le processus fonctionne aussi bien et aussi souvent qu'il le fait.

Un cas d'espèce. J'utilisais une fois une diode emballée 0402, et le fabricant la visait vers de très petites cartes, donc une densité d'emballage très élevée. En conséquence, ils ont spécifié un motif de terrain qui avait des zones de cuivre exactement de la même taille que les patins des composants. Cela s'est traduit par un petit volume de soudure sans filets latéraux ou orteils, que notre processus de refusion interne en particulier n'a souvent pas réussi à assembler correctement. J'ai dû combattre notre directeur de production réactionnaire et sa politique d'empreinte «toujours utiliser la recommandation des fabricants» pour utiliser des terres plus grandes et plus adaptées à notre processus de soudure. Une fois que nous avons eu plus de soudure et de filets, le rendement est revenu à 100%. Il est probable que si nous utilisions un pochoir de pâte à souder plus épais, cela aurait soudé OK, mais cela n'aurait pas été approprié pour nos autres composants avec leurs terres plus généreuses.