Was sind PCB-Pads? | Arten von Leiterplattenpads verstehen

 Was ist ein PCB-Pad?

Ein PCB-Pad ist der freiliegende Kupferbereich auf einer Leiterplatte, wo die Bauteilanschlüsse verlötet werden. Alle elektrischen Verbindungen der Bauteile werden über die Pads hergestellt. Das Design und die Platzierung der Pads spielen eine entscheidende Rolle für die Lötbarkeit, die Stabilität und die Wärmeübertragung der Bauteile. 

PCB-Pad

Basierend auf den spezifischen Komponenten und Verpackungsmethoden werden Leiterplattenpads typischerweise in durchkontaktierte Pads und oberflächenmontierte Pads unterteilt.

Pads für Oberflächenmontage

Pads für Oberflächenmontage

Pads, die es ermöglichen, elektronische Bauteile direkt auf der Leiterplattenoberfläche zu montieren, werden als oberflächenmontierbare Pads bezeichnet. Im Gegensatz zu Pads mit Durchgangslöchern eignen sich oberflächenmontierbare Pads gut für die Montage kleinerer Bauteile. Sie ermöglichen die Unterbringung einer größeren Anzahl von Komponenten auf kleinerem Raum und bieten gleichzeitig eine verbesserte Funktionalität und Leistung. 

Diese Art von Pads bietet einen erheblichen Vorteil bei der Entwicklung komplexer mehrlagiger Leiterplatten. Dennoch sind oberflächenmontierte Pads in der Regel nicht für Komponenten geeignet, die viel Wärme erzeugen.

Pads für Durchgangslöcher

PCB-Pad mit Durchgangsbohrung

Pads, die für die Montage von durchkontaktierten Bauteilen verwendet werden, nennt man Durchkontaktierungspads. Während des Lötvorgangs müssen die Bauteilstifte in die Durchgangslöcher des Pads eingeführt werden.

Das Löten von Bauteilen über Durchgangslochpads gewährleistet zuverlässige Lötverbindungen zwischen den Bauteilen und den Leiterplatten, so dass langfristig dauerhafte mechanische und elektrische Verbindungen entstehen. Allerdings können das Vorhandensein von Bauteilanschlüssen und die Anzahl der Löcher die verfügbaren Routingbereiche auf einer mehrlagigen Leiterplatte begrenzen.

BGA-Pads

BGA-Pads

Beim Anschluss von BGA-Bauteilen ist das geeignete Pad-Design entscheidend für die Herstellbarkeit der Leiterplatten. Zwei gängige Arten von BGA-Pads sind Solder Mask Defined Pads (SMD) und Non-Solder Mask Defined Pads (NSMD).

Lötstoppmaske Defined Pads (SMD)

Lötstoppmaske Definierte Pads

SMD-Pads werden durch die auf den BGA-Pads angebrachten Lötmaskenöffnungen definiert. Bei diesem Pad-Design ist die Maskenöffnung kleiner als das eigentliche Kupferpad, und das Pad wird teilweise von der umgebenden Lötmaske bedeckt. Die Verwendung von SMD-Pads bietet bestimmte Vorteile, z. B. wird verhindert, dass sich das Pad aufgrund der überlappenden Maske verschiebt oder von der Leiterplatte ablöst. Außerdem erleichtert das Pad die BGA-Positionierung. 

Diese Art von Pads verringert jedoch die Kontaktfläche zwischen dem Pad und der Kupferoberfläche sowie den Abstand zwischen benachbarten Pads, was die Dicke der Leiterbahnen zwischen den Pads einschränkt und die Verwendung von Durchgangslöchern beeinträchtigen kann.

Lötstopplacke (Non-Solder Mask Defined Pads, NSMD)

Lötstoppmaske Definierte Pads

NSMD, kurz für Non-Solder Mask Defined Pad oder Copper Defined Land Pattern, zeichnet sich dadurch aus, dass die Größe des Pads durch den Durchmesser des Pads selbst und nicht durch die Öffnung der Lötstoppmaske bestimmt wird. Zwischen dem Rand des Pads und der Lötmaske besteht ein kleiner Spalt, und das Pad ist unabhängig, wobei das Kupfer auf der Oberfläche vollständig freigelegt ist. 

Dieses Pad-Design bietet eine größere Oberfläche für Lötverbindungen und einen größeren Abstand zwischen den Pads und wird häufig bei BGA-Chips mit hoher Dichte und kleinem Raster verwendet. Ein Nachteil von NSMD-Pads ist ihre Anfälligkeit für Delamination durch thermische und mechanische Belastungen.

Schlussfolgerung

Pads spielen eine wichtige Rolle bei der Gestaltung und Herstellung von Leiterplattenpads. Die Beherrschung dieses Aspekts ist für Leiterplattendesigner entscheidend, um voll funktionsfähige und effiziente elektrische Leiterplatten zu erstellen. Denken Sie daran, dass Sie sich jederzeit an PCBGrube für PCB-Lösungen aus einer Hand.

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