Vzorec normalizovaného obrazce pájecích plošek

Datum: 22.06.2017

Kategorie: Návrh desek plošných spojů

Návrh pájecích plošek je v zásadě jednoduchý. Pakliže jsou uvažovány všechny činitele, které se mohou objevit při osazování a pájení, a není-li opomenuta tolerance rozměrů součástek (tolerance mezi jednotlivými výrobci), stává se návrh již velmi komplikovanou záležitostí.

Rozličná literatura i normy IPC uvádějí vzorce, podle kterých je možné velmi přesně stanovit rozměry pájecích plošek. Bohužel většinou jejich výpočty končí konstatováním, že rozměry je třeba experimentálně ověřit. Konstruktér plošných spojů má naštěstí v současné době situaci jednoduchou. Každý návrhový systém má rozsáhlou knihovnu již osvědčených rozměrů pájecích plošek pro celé spektrum SMD. Již sami výrobci mají zájem o kvalitní zpracování svých výrobků, proto ihned dodávají ověřené rozměry pájecích ploch. Výrobce nezapomíná ani na rozdíly mezi pájením vlnou a pájením přetavením. Pokud tedy konstruktér sleduje všechny novinky, dodavatel návrhového systému mu je jistě poskytne.

Jak se počítají rozměry pro kvádrová SMD pouzdra?

Konstrukční pravidla obrazců pájecích plošek pro rezistory na sestavách pájených přetavením nebo vlnou vycházejí z následujících vzorců, kde rozměry pájecích plošek a jejich vzdálenost jsou vypočítány z rozměrů SMD a rozměrů vývodů SMD. Pro stanovení rozměrů pájecí plošky jsou nutné následující rozměry SMD: W = šířka součástky, H = výška součástky, L = délka součástky, T = pájitelný koncový kontakt a K = konstanta 0,25 mm pro pájení přetavením a K=0,50 mm pro pájení vlnou.

Šířka pájecí plošky X = Wmax - K (pájení vlnou)
Šířka pájecí plošky X = Wmax + K (pájení přetavením)
Délka pájecí plošky Y = Hmax/2 + Tmax + K
Mezera mezi ploškami A = Lmax - 2Tmax - K

Všechny výsledky odvozené z této rovnice je třeba zaokrouhlit na nejbližší platný rozměr plošky, přičemž je nutno vzít v úvahu, že tolerance pro zpracování desky a tolerance rozměrů SMD mohou zredukovat nebo zvětšit vodivý obrazec.
Bylo již řečeno, že rozměr pájecí plošky závisí rovněž na technologii pájení. Rozdíl plošek mezi pájením vlnou nebo pájením přetavením ukazuje obrázek:

Rozdíl rozměrů pájecích plošek při různé technologii pájení

Příklad stanovení obrazce plošek pro rezistor 1206 ukazuje následující výpočet:

Šířka pájecí plošky X = 1,8 - 0,25 = 1,55 zaokrouhleno na 1,6 mm
Délka pájecí plošky Y = 0,7 + 0,7 + 0,25 = 1,65 zaokrouhleno dolů na 1,6 mm
Mezera mezi ploškami A = 3,4 - 1,4 - 0,25 = 1,75 zaokrouhl. nahoru na 1,8 mm

Již zde je vidět, že podle IPC dochází k zaokrouhlení výsledku. Autorem této knihy byly porovnávány různé metody výpočtů pro jeden konkrétní prvek. Nikdy nebylo dosaženo absolutně stejných výsledků. Je tedy nutno opakovat, že je třeba dbát doporučení jednotlivých výrobců součástek. Výrobce součástek již provede potřebné výpočty a hlavně korekce pro tolerance rozměrů, ve kterých danou součástku SMD vyrábí. Tato doporučení přebírají výrobci návrhových systémů CAD a touto cestou se dostanou ke konečnému uživateli.

V literatuře (Sczendiuch) jsou uvedeny rozměry pájecích plošek pasivní součástky. Čtenář si může sám odzkoušet a porovnat si své výpočty s uvedenými. Tyto rozměry byly stanoveny s ohledem na tolerance různých výrobců dané součástky. Rovněž koresponduje výrobními tolerancemi desek plošných spojů. Vzdálenost plošek je stanovena tak, aby mezi nimi prošly dva plošné spoje.

Pro kondenzátory je vzorec poněkud modifikován. Stanovení šířky plošky “X” a mezery “A” je stejné, avšak délka plošky se mění vlivem výšky pokovení:

Obdobná pravidla platí pro ostatní součástky. Není účelem této publikace prezentovat všechny pouzdra SMD, jelikož každý konstruktér pracující v CADu nalezne tyto v softwarové knihovně.