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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PG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ꦛ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𒆙 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ꦇ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ꦯ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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