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Qual è la forma della maschera di gruppo attorno al campo del pin su un PCB? Perché ne abbiamo bisogno?
Il controllo di alta precisione è richiesto durante Assemblaggio di PCB. In effetti, la considerazione progettuale più cruciale che fa la differenza è la seguente nella vita e nella capacità operativa a lungo termine di un circuito stampato è il contorno della maschera che circonda l'area del campo dei pin di un PCB.
Ed ecco un articolo che si concentra su uno sguardo dettagliato su come la forma della maschera della banda sia un elemento critico in Progettazione di PCB e quindi influisce sull'intero processo di assemblaggio nella creazione di dispositivi elettronici di alta qualità.
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Che cos'è la forma di una maschera di gruppo?
La "maschera della banda" descrive un concetto in base al quale diversi pin rientrano in un unico disegno di mascheratura, o protezione. Può anche essere definito come il modello di maschera di saldatura che circonda diversi pin in una sezione densa di un PCB. In questo punto, il campo dei pin, dove si creano più contatti elettrici, è essenziale applicare una maschera di saldatura accurata in modo che, per caso, non ci sia alcun contatto tra i pin vicini.
L'isolamento dei singoli pin all'interno della maschera gang ha assicurarsi che sia esposto solo ciò che deve essere saldato evitando allo stesso tempo altri punti della scheda in cui la saldatura gocciola inavvertitamente.
Funzioni della forma della maschera di gruppo su PCB
La forma del campo di pin di un circuito stampato, formata dalla maschera di protezione, è molto importante e ha diverse funzioni critiche per il corretto funzionamento delle apparecchiature elettroniche.
Tra questi vi sono i seguenti:
Prevenzione della saldatura ponte:
- Il ruolo principale della maschera di saldatura è prevenire la bagnatura tra i pin adiacenti per campi di pin molto ravvicinati, e la forma a maschera di gruppo protegge questi pin da ponti di saldaturache potrebbero causare cortocircuiti elettrici.
Migliore precisione di saldatura:
- Applicazione della saldatura solo nei punti richiestie il gang-mask lo garantisce; le giunzioni sono quindi più pulite con una maggiore affidabilità della saldatura.
La durata dei PCB è migliorata:
- La resistenza a saldare applicata alla maschera di protezione protegge il PCB da umidità, polvere e sostanze chimiche esistenti nell'ambiente. In questo caso, il PCB durerà a lungo, soprattutto quando il circuito è esposto a condizioni estreme.
Protezione termica durante la saldatura:
- La maschera di saldatura protegge l'intero PCB dal calore durante la saldatura. saldatura a onda e saldatura a riflusso processi. Inoltre, consente di indirizzare il calore solo sulle giunzioni di saldatura senza causare alcun tipo di distruzione al resto dei componenti.
Vantaggi dell'uso di a
Forma della maschera a bande intorno al campo di spine
Sono diversi i vantaggi che rendono questa forma di maschera intorno al campo dei pin su un PCB una caratteristica indispensabile nell'assemblaggio dei PCB. Questi includono:
Precisione nell'applicazione della saldatura:
- Definisce chiaramente i confini di ciascun pin nel campo dei pin per garantire che solo le aree necessarie ricevano la saldatura. Questo aspetto è molto importante in evitare errori di saldatura in campi di spilli densamente popolati.
Impedisce la saldatura ponte:
- Nei progetti di PCB ad alta densità in cui i pin sono molto vicini tra loro, se la saldatura scorre tra pin adiacenti, si verifica un ponte di saldatura. La resistenza di saldatura nella maschera gang impedisce che ciò accada, agendo come una barriera che assicura che ogni pin è elettricamente isolato.
Affidabilità migliorata:
- Nel caso in cui la forma a gang-mask sia ben implementata, il PCB può migliorare significativamente il livello di affidabilità grazie alla prevenzione di difetti sotto forma di cortocircuiti o giunzioni saldate.
Produzione efficiente:
- La forma a mascherina facilita inoltre la produzione grazie alle chiare istruzioni da seguire per le saldatrici automatiche.
- Così, meno rilavorazioni e rendimenti più elevati in produzione durante l'assemblaggio dei PCB.
Tipi di forma della maschera di gruppo su PCB
Le forme di maschera comune sono principalmente di forma circolare e quadrata. Cerchiamo di capire le differenze tra i vari tipi di maschere a bande dal punto di vista di vantaggi, principi, applicazioni e casi di studio.
Forma circolare della maschera a bande
- Vantaggi:
In PCB multistrato ad alta densitàlo spazio è una risorsa molto preziosa ed è molto efficace utilizzare lo spazio limitato intorno a un'area di spillatura con l'adozione di una maschera circolare.
- Principio:
Geometricamente, un cerchio è privo di angoli viviche consente di coprire e proteggere con un minimo spreco di spazio i perni strettamente distanziati. Se il passo dei perni è molto piccolo, le maschere a banda di forma rotonda possono formare un'area di protezione uniforme e continua intorno ai perni, che sarebbe portano a una minore cortocircuito rischio tra i pin adiacenti.
- Applicazione:
Nel processo di trasmissione del segnale, un cerchio ha una simmetria geometrica che riduce l'interferenza del segnale. Lo strato interno delle schede multistrato ad alta densità presenta linee di segnale solitamente complesse e dense. Una maschera a bande di forma circolare possono essere utilizzati per integrare i metodi di schermatura elettromagnetica. Questi metodi riducono l'impatto delle interferenze elettromagnetiche esterne sui pin, migliorando ulteriormente la stabilità e la precisione della trasmissione del segnale.
- Studio di caso
Ad esempio, in alcuni smartphone di fascia altaLa forma circolare della gang-mask viene utilizzata in massa per ottenere la miniaturizzazione e soddisfare i requisiti di alte prestazioni. In base alle statistiche dei dati di produzione, dopo l'utilizzo di questa forma di gang-mask, nella stessa area del PCB, circa il 10-15 per cento La densità può essere aumentata durante la disposizione dei pin e il tasso di errore per la trasmissione del segnale può essere migliorato anche 5-8 per cento.
Forma quadrata della mascherina della banda
- Vantaggi:
Flessibile PCB La produzione ha le sue particolarità. Durante le fasi di piegatura e ripiegatura, ad esempio, è necessario mantenere la stabilità strutturale e le prestazioni elettriche. La forma quadrata della maschera è più compatibile con il processo di produzione dei PCB flessibili.
- Principio:
La piazza è comoda per essere precisione posizionamento e allineamento durante il processo di produzione. La maschera quadrata sulla linea di produzione di PCB flessibili, che può essere più convenientemente abbinata ad altri processi di produzione (come ad esempio incisione, perforazioneecc.), quando il PCB flessibile viene piegato, i bordi della maschera quadrata possono sopportare meglio le sollecitazioni, in modo da evitare problemi quali è meno probabile che si verifichino screpolature o spellatureproteggendo così l'area del perno.
- Applicazioni:
Per quanto riguarda il collegamento elettrico, la mascherina a banda quadrata fornisce un'area di protezione più regolare per il flessibile PCB spilli, che è conduttivo per garantire le prestazioni di isolamento elettrico in diversi stati di piegatura ed evitare un cortocircuito tra i pin.
- Studio di caso
Questa forma di maschera quadrata è stata ampiamente utilizzata nei circuiti stampati flessibili di alcuni dispositivi indossabili.come gli orologi intelligenti. In base alle statistiche dei dati di produzione, dopo l'utilizzo della forma quadrata della maschera, il tasso di guasti da cortocircuito dei pin dopo 1.000 test di piegatura di PCB flessibili è stato ridotto da l'1% originale a meno di 0,1%che ha migliorato notevolmente l'affidabilità del prodotto.
Oltre a queste due forme molto comuni, esistono anche i seguenti tipi:
Forma della maschera di gruppo sagomata
- I tamponi sagomati sono quelli di forme irregolari e non standard. Queste piazzole sono solitamente personalizzate in base ai requisiti specifici dei componenti elettronici o a speciali processi di saldatura. Ad esempio, diverse forme speciali di package di Circuiti integrati (N.d.T.)CI） richiedono piazzole sagomate a causa della disposizione dei pin e delle esigenze di saldatura.
Array in forma di maschera a bande
- Cuscinetti a griglia: più di un pad dello stesso tipo o simile, secondo alcune regole composte da pad. Le piazzole sono solitamente utilizzate per un numero maggiore di componenti elettronici, come ad esempio: Pacchetto BGA (Ball Grid Array), pacchetto QFP (pacchetto piatto con quattro pin), ecc.
Tecniche di forma della maschera a bande
nell'assemblaggio di PCB
Sia l'assemblaggio di PCB che di circuiti stampati prevede l'applicazione di una maschera di saldatura e la progettazione di una forma di gang-mask intorno al campo dei pin. Queste sono solo alcune delle fasi del processo:
Fase 1: progettazione
La progettazione è la fase iniziale del processo di formazione della maschera di un PCB. Gli ingegneri sono così attenti a dove posizionare componenteche tipo di tracciatura in rame è necessaria e dove deve essere posizionato il campo dei pin affinché la scheda funzioni come dovrebbe.
Fase 2: Applicazione
Dopo la fabbricazione del PCB, viene applicata la maschera di saldatura. in cima alle tracce di rameNelle aree più importanti, come il campo dei pin, la forma gang-mask espone solo i pin necessari.
Fase 3: Saldatura
Durante la saldatura, la maschera di saldatura applicata garantisce che, una volta fissato sulla scheda, il componente Copre tutti i pin esposti e impedisce la ponte e difetti.
Sfase 4: controllo di qualità
Il PCB è stato ispezionato per l'assemblaggio in modo da verificare che la maschera di saldatura e la gang-mask applicate fossero corrette. Tutti i difetti, compresi i ponti di saldatura e le connessioni scadenti, vengono individuati e corretti prima della spedizione del PCB.
Scoperte tecnologiche
La ricerca ha individuato che il stencil modificati sono in grado di eliminare il problema dei vuoti di saldatura. Finora il problema era stato risolto modificando la rugosità delle maschere di saldatura. Nella preparazione dei campioni utilizzando stencil modificati, l'effetto della maschera di saldatura sul fenomeno dei vuoti non è più importante. Il punto più importante è che gli stencil modificati indebolire l'influenza delle maschere di saldatura efficacemente.[1]
Conclusione
La forma della maschera di banda è un elemento critico componente nella progettazione del PCB, consentendo ai progettisti di migliorare l'efficienza e la precisione. Impedendo la formazione di ponti di saldatura e isolando i pin, i progettisti possono garantire che il sistema abbia prestazioni ottimali, durata e protezione termica migliorata. La forma di un elemento gang-mask, dalla linea di un semplice prodotto di consumo a un complesso sistema aerospaziale, dimostra la resistenza e l'efficienza a lungo termine di un PCB.
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Domande frequenti
Una maschera di gruppo (nota anche come modello di maschera di saldatura) è un modello progettato intorno a più pin che impedisce alla saldatura di fare ponte. Garantisce connessioni affidabili su tutta la scheda PCB.
Sì, la forma della maschera gang è un fattore importante, perché isola i pin e impedisce che vadano in cortocircuito, migliorando la precisione e l'affidabilità del PCB.
Con lo sviluppo della scienza dei materiali, un gruppo di ricerca ha ora sviluppato un nuovo tipo di materiale per maschere in grado di raggiungere questo risultato: "L'approccio proposto, utilizzando una maschera di saldatura a bassa perdita, può migliorare l'integrità del segnale a microstriscia di oltre 10%. [2]"
Nel settore vengono utilizzate diverse maschere di saldatura che offrono caratteristiche quali precisione e affidabilità. Alcune delle più comuni maschere per PCB sono
- Liquido epossidico
- Liquido fotoimmaginabile (LPI)
- Maschere di saldatura a film secco
Questa sezione costituisce una parte importante di ogni PCB, poiché ospita una serie di connessioni elettriche o giunzioni. In genere contiene un numero enorme di pin o di vias in un'area ridotta. Ogni pin è solitamente collegato a diversi livelli del PCB o per collegare il PCB a componenti esterni. Nelle aree ad alta densità di assemblaggio di PCB, i campi di pin potrebbero essere notevolmente congestionati, creando seri problemi di saldatura. Forma corretta della maschera che circonda il campo dei pin impedisce che la saldatura si diffonda tra i pin più vicinicon conseguenti cortocircuiti e connessioni di bassa qualità.
Riferimenti
- Kozak M, Vesely P, Dusek K (2023) Analisi dell'influenza della rugosità della maschera di saldatura e della forma dello stencil sulla formazione di vuoti nelle giunzioni di saldatura. In: Weld World, vol. 67, pp 1347-1355. https://doi.org/10.1007/s40194-023-01505-7
- J. Hsu, T. Su, X. Ye e C. Lin, "Microstrip signal integrity enhancement by using low-loss solder mask", 2017 12th International Microsystems, Packaging, Assembly and Circuits Technology Conference (IMPACT), Taipei, Taiwan, 2017, pp. 122 - 125, doi: 10.1109/IMPACT.2017.8255958.
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