【技术干货】PCB焊盘设计之问题详解

SMT的组装质量与PCB焊盘设计有直接的关系，焊盘的大小比例十分重要。如果PCB焊盘设计正确，贴装时少量的歪斜可以再次回流焊纠正(称为自定位或自校正效应)，相反，如果PCB焊盘设计不正确，即使贴装位置十分准确，在回流焊后反而会出现元件位置偏移、吊桥等焊接缺陷。

PCB焊盘设计基本原则

根据各种元器件焊点结构分析，为了满足焊点的可靠性要求，PCB焊盘设计应掌握以下关键要素：

1、对称性：两端焊盘必须对称，才能保证熔融焊锡表面张力平衡。

2、焊盘间距：确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸，焊盘间距过大或过小都会引起焊接缺陷。

3、焊盘剩余尺寸：元件端头或引脚与焊盘搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面。

4、焊盘宽度：应与元件端头或引脚的宽度基本一致。

设计缺陷导致的可焊性问题

1 焊盘大小不一

焊盘设计大小需一致，长短需适合范围，焊盘外伸长度有一个合适的范围，太短或太长都容易发生立碑现象。焊盘大小不一致拉力不均匀也会导致器件立碑。

2 焊盘宽度比器件引脚宽

焊盘设计不可以比元器件过于太宽，焊盘宽度比元器件宽2mil即可。焊盘宽度过宽会导致元器件位移、空焊和焊盘上锡量不足等问题。

3 焊盘宽度比器件引脚窄

焊盘设计的宽度比元器件宽度窄，在SMT贴片时元器件接触的焊盘面积少，很容易造成元器件侧立或翻转。

4 焊盘长度比器件引脚长

设计的焊盘不能比元器件的引脚太长，超出一定范围在SMT回流焊过程中过多的焊剂的流动会导致元器件往一边拉偏移位。

5 焊盘内间距比器件短

焊盘间距短路的问题一般发生在IC焊盘间距，但是其他焊盘的内间距设计不能比元器件引脚间距短很多，超出一定范围值一样会造成短路。

6 焊盘引脚宽度过小

同一个元器件在SMT贴片中，焊盘存在缺陷会导致元器件拉偏。比如某个焊盘过小或者部分焊盘过小，会形成不上锡或少锡，导致两端张力不一样形成偏位。

因焊盘小偏料的真实案例

物料焊盘尺寸与PCB封装尺寸不符

问题描述：某产品在SMT生产时，过完回流焊目检时发现电感发生偏移，经过核查发现电感物料与焊盘不匹配，物料焊端焊盘尺寸3.3*1mm，PCB封装pad尺寸为2.5*1.6MM，物料焊接后会发生扭转。

问题影响：导致物料的电器连接性变差，影响产品性能，严重的导致产品无法正常启动；

问题延伸：如果无法采购到与PCB焊盘尺寸相同，感值和耐电流又能满足电路所需的物料，那么还面临改板的风险。

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Chip标准封装的焊接可靠性检查，可分为“焊盘长度”、“焊盘的宽度”、“焊盘间的内距”三个要点。不同品牌生产的chip件都可能存在尺寸的差别，针对这类问题，华秋DFM会分别每个品牌对应的型号创建元件库（元件几何模型库）来进行分析检查。

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华秋DFM的组装分析，检查焊盘大小存在SMT贴片的缺陷。焊盘设计的大小值对应的器件并不是一定不能组装，华秋DFM根据焊盘大小定义风险系数，系数等级有最优值、一般值、存在风险值、危险值。

PCBA在生产过程产生的焊接缺陷，除了与生产工艺、焊接辅料、物料有关，还与PCBA的焊盘设计有很大的关系。华秋DFM就是帮助用户解决焊盘设计存在异常风险，生产前使用华秋DFM，为用户解决产品设计生产的困扰。

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