Whats the Difference Between SMD and NSMD?

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Whats the Difference Between SMD and NSMD?

SMD and NSMD are two types of semiconductors. While their pads are similar in size, NSMD components have smaller dimensions. In contrast, SMDs can be moved by the soldering iron, while a through-hole component can be mechanically secured prior to soldering.

NSMD pads are smaller

There are several differences between NSMD pads and SMD pads. Firstly, the solder mask for NSMD pads is made much smaller. This allows for the pad edge to leave a small gap that is not present on SMD pads. The following figure shows a top and cross-section view of an NSMD-style pad.

NSMD pads are smaller than SMD pads and are therefore more suitable for high density board layouts. They also allow more space between adjacent pads and allow easier trace routing. As a result, NSMD pads are used in high-density BGA chips. However, NSMD pads are more susceptible to delamination, but standard manufacturing practices should prevent this problem.

In addition to being smaller, NSMD pads are cheaper to manufacture. This is due to the fact that they are made of less expensive materials. However, this does not mean that they are of inferior quality. Whether you choose NSMD or SMD will depend on your application. For example, a board with large pads will need a solder mask that has a larger solder mask aperture than one with small pads.

When it comes to manufacturing BGA components, proper pad design is crucial. NSMD pads are smaller because they have solder mask apertures that are smaller than the copper pad diameter. NSMD pads also have a risk of asymmetrical solder bump, which will tilt the device on the PCB.

NSMD pads are used for diodes

NSMD pads are a kind of diode-packaging pads that differ from SMD pads in one important way: a gap is left between the pad edge and solder mask. Using a NSMD-style pad can result in improved solder connections and package pads with wider trace widths.

The solder lands on a PCB are either solder-mask defined or non-solder mask defined. The non-solder-mask defined pad is characterized by a gap between the solder mask and the circular contact pad. Solder flows over the top and sides of the contact pad to create a high-quality solder joint.

The diameter of an NSMD pad is often smaller than the diameter of a BGA pad. This reduced size allows easier trace routing. However, NSMD pads can be more prone to delamination than SMD pads. As a result, it is necessary to adhere to standard manufacturing practices to minimize the possibility of pad delamination.

When soldering BGA components, the pad design plays a crucial role. A bad pad can lead to poor manufacturability and costly hours of failure analysis. Fortunately, there are simple guidelines for pad design. With a little practice, you can make the correct NSMD pads for your BGA components.

NSMD pads are used for transistors

When using NSMD pads for transistors, you must remember that a NSMD pad is smaller than a corresponding SMD pad. This difference is due to the fact that the NSMD pads have a larger opening for the solder mask to fit. This allows for greater surface area for solder joints, a wider trace width, and increased flexibility in through-holes. However, this difference also means that an NSMD pad is more likely to fall off during the soldering process.

The diameter of a copper pad is a key factor in defining the size of an NSMD pad. NSMD pads are approximately 20% smaller than a solder ball, allowing for better trace routing. This reduction is necessary for high-density BGA chips. However, a NSMD pad is more prone to delamination, but standard manufacturing practices should minimize this problem.

NSMD pads are a good option when soldering transistors. These types of pads are often used in applications where transistors must be soldered through a hole in a metal substrate. This makes the soldering process easier and less time-consuming. However, the downside of using a NSMD pad is that you can’t get the same level of control over the soldering process as with a SMD pad.

The other major advantage of using SMD pads is that they can be easily manufactured. This method is very popular for manufacturing electronic components, as it is the most cost-effective way to create a high-quality board. Furthermore, the SMD approach is also a good way to minimize the number of variables that are involved in your design.

Os defeitos mais comuns de PCB e as suas soluções

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Os defeitos mais comuns de PCB e as suas soluções

There are many problems with PCBs, but some of them are less obvious than others. These problems are called implementation failures and require specialized knowledge to diagnose. For example, Electrostatic discharge, Chemical leakage, Lifted pads, and component shifting are all possible causes of failure. To identify the failure modes, a PCB must be stress tested until it fails.

Descarga eletrostática

Electrostatic discharge (ESD) is a common problem in electronic circuits. It results from the wrong handling of electronic components or an excessive voltage level. In many cases, the resulting damage is latent or catastrophic. This problem can cause a PCB to malfunction partially or completely.

There are several ways to detect and repair electrostatic discharge. While some of these are visible and will affect the performance of the product, others will not. The first method is to inspect the device to determine if any component is affected. In some cases, a minuscule hole will appear on the circuit board.

Fuga de produtos químicos

Chemical leakage in PCBs can be a problem for many industries. Although the United States banned the production of PCBs in 1977, they are still found in the environment at very low levels. Environmental cycling is the primary source of ambient PCBs, and they are transported throughout ecosystems. Although these contaminants have low levels, they can have serious effects on humans and the environment.

In addition to their use in electronics, PCBs were also used in the construction of school buildings during the 1950s to 1970s. Many schools had PCB-containing caulk and fluorescent light fixtures. The problem with these products was that they leaked, causing contamination in other building materials and the soil. This caused widespread contamination, which is why they were banned.

Lifted pads

Lifted pads are caused by a number of causes, including excess heat and force during soldering. The result can be an unsatisfactory solder joint. These defects require re-soldering, and can lead to short circuit hazards. Other causes of lifted pads include pollutant contamination, poor cleaning, or insufficient flux. Lifted pads can affect the functioning of circuits and the appearance of the board.

Lifted pads occur most frequently on thin copper layers and boards that lack through-plating. Identifying the root cause of a lift is crucial for preventing further damage. In the case of single-sided circuit boards, the problem is often the result of improper wave soldering. The lift can be prevented by using extreme caution while handling PCBs and avoiding excessive force when handling components.

Component shifting

Component shifting is one of the most common defects encountered in PCB assembly. It can be caused by a number of factors, including the placement of components incorrectly. For example, a component placed in a way that is not oriented correctly may float, resulting in a realignment of the component.

In some cases, the cause of component shifting is due to mismatching of the parts to the pad geometry. This causes the component to move towards the thermal mass closest to it. Other causes include bent leads, improperly placed components, or oxidation. Fortunately, there are a number of solutions to component shifting. For instance, adhering to the correct reflow profile, reducing movement during the unreflowed assembly process, and using an aggressive flux can all help minimize component movement.

Soldering ball defects

Soldering ball defects are common in the SMT assembly process. They are essentially balls of solder that separate from the main body of the solder. To prevent them, you should adjust the mounting pressure on the chip mounter to a precise setting. This will prevent the solder paste from being squeezed out of the pad and increase the chance that the solder paste will be generated properly.

A good solder joint will be clean, symmetrical, and have a concave shape. On the other hand, a bad solder joint may be large and have a long stem. Another common defect is disturbed joints, which will have a flaky, distorted, or uneven appearance.

Thermal imaging

Thermal imaging is a powerful tool for quality control, speeding up PCB and component repairs. By identifying hot spots, thermal images can point out faulty components or areas that are using too much power. This information can help designers reduce power consumption and prolong battery life. Thermal imaging can also detect areas that have poor thermal management, requiring more cooling, larger heat sinks, or even redesign.

Thermal imaging for PCB defects can also help designers and engineers determine the cause of defects. When a test board fails to pass quality control tests, a thermal imager can reveal the problems. It can also show the differences in temperature between two different areas of a board, revealing how the two differ.

5 factores que afectam a qualidade da soldadura SMT

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5 factores que afectam a qualidade da soldadura SMT

Vários factores têm impacto na qualidade da soldadura SMT. Estes incluem o estado do equipamento, a qualidade da pasta de solda e a estabilidade. A compreensão destes factores ajudá-lo-á a melhorar os seus processos de soldadura SMT. A melhor maneira de melhorar a qualidade da soldadura SMT é implementar melhorias em todas as áreas.

Estabilidade

Num processo de fabrico em que os componentes são colocados numa placa de circuito impresso, a estabilidade das juntas de soldadura é importante para o desempenho do circuito. No entanto, em determinadas condições, o processo de soldadura pode ser instável. Nestas condições, a pasta de solda SnAgCu sem chumbo é utilizada para reduzir o stress térmico no substrato. Este tipo de pasta de solda tem uma vantagem sobre outros materiais: pode ser utilizado em vários substratos e pode ser aplicado dispensando a pasta na superfície do dispositivo.

Uma boa pasta de solda será estável a uma temperatura específica. A melhor forma de verificar a estabilidade da sua pasta de solda é utilizar um viscosímetro para medir a sua viscosidade. Uma boa pasta deve ter uma viscosidade entre 160 Pa*S e 200 Pa*S.

Repetibilidade

Durante o processo de soldadura, o fluxo é um ingrediente fundamental para o sucesso do processo de soldadura. Se o fluxo for insuficiente ou se existirem demasiadas impurezas, o processo de soldadura pode falhar. A melhor forma de garantir a repetibilidade da soldadura SMTS é preparar cuidadosamente os componentes e as placas de PCB antes da soldadura. É igualmente importante manter corretamente a temperatura do refluxo e evitar qualquer movimento do conjunto durante o refluxo. Por último, a liga deve ser analisada para detetar eventuais contaminantes.

Embora se recomende a utilização de soldas sem chumbo, a solda com chumbo pode ser utilizada em certos casos. No entanto, é importante notar que a solda com chumbo não tem o fluxo necessário para fazer juntas fiáveis. Como resultado, o processo de soldadura não é repetível.

Estado do equipamento

Muitos factores afectam a qualidade da soldadura SMT. Estes factores incluem o design das placas de circuito impresso, a qualidade da pasta de solda e o estado do equipamento utilizado para o fabrico. Cada um destes factores é fundamental para garantir a qualidade da soldadura por refluxo. Além disso, podem também influenciar os defeitos de soldadura. Para melhorar a qualidade da soldadura, é essencial utilizar excelentes desenhos de placas de circuito impresso.

Para além da seleção dos componentes, a precisão de montagem é outro fator que afecta a qualidade da junta de soldadura. O equipamento utilizado para a montagem deve ser de elevada precisão para que os componentes permaneçam estáveis. Além disso, o ângulo de montagem deve ser correto para garantir que o dispositivo polar está corretamente orientado. Além disso, a espessura do componente após a montagem deve ser adequada.

Qualidade da pasta de solda

Os defeitos de soldadura podem ser o resultado de uma variedade de factores. Muitas vezes, estes problemas são causados por uma conceção incorrecta da placa de circuito impresso. A conceção incorrecta das almofadas pode resultar em componentes que se deslocam ou em forma de lápide, bem como em defeitos de soldadura. Por esta razão, a conceção das almofadas de PCB deve ser cuidadosamente examinada para evitar estes problemas.

A temperatura e a humidade desempenham um papel importante na qualidade da pasta de solda. A temperatura ideal para aplicação é de cerca de 20 graus Celsius e a humidade adequada situa-se entre trinta e cinquenta por cento. Níveis elevados de humidade podem provocar a formação de bolas, o que afecta o processo de soldadura. A velocidade e a qualidade da lâmina de raspagem também são factores importantes que afectam a soldadura. Para obter os melhores resultados, a pasta de solda deve ser aplicada a partir do núcleo e em direção às extremidades da placa.

A velocidade, a pressão do raspador, a velocidade de descida do estêncil e o modo de limpeza do estêncil devem ser optimizados para obter a máxima impressão de pasta de solda. Uma velocidade incorrecta pode resultar numa impressão desigual da pasta de solda e pode reduzir a eficiência da produção. Outro parâmetro crítico é a frequência de limpeza do estêncil. Uma velocidade de limpeza do stencil demasiado alta ou demasiado baixa pode provocar uma acumulação de estanho, o que pode afetar a eficiência da produção.

Conceção de PCB

A conceção de placas de circuito impresso é um aspeto crítico da qualidade do fabrico. Envolve o posicionamento adequado dos componentes na placa para garantir que são montados corretamente. Deve incluir espaço suficiente para os orifícios de fixação mecânica. Caso contrário, os componentes delicados podem ser danificados. Além disso, as juntas de soldadura perto das pegadas dos componentes de montagem em superfície podem dar origem a curtos-circuitos. Por conseguinte, é essencial que a conceção da placa de circuito impresso permita a colocação correcta tanto dos componentes convencionais como dos componentes de montagem em superfície.

Para além da colocação correcta dos componentes, a conceção adequada da placa de circuito impresso também pode contribuir para a soldadura SMT. De acordo com as estatísticas da HP, cerca de 70 a 80 por cento das falhas de fabrico são causadas por defeitos na conceção da placa de circuito impresso. Os factores que afectam a conceção da placa de circuito impresso incluem a disposição dos componentes, a conceção da almofada térmica, os tipos de embalagem dos componentes e o método de montagem. A conceção da placa de circuito impresso deve também ter em conta os pontos de compatibilidade electromagnética (CEM) e as posições das vias.

Como o material de PCB de alta condutividade térmica resolverá o problema da dissipação de calor

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Como o material de PCB de alta condutividade térmica resolverá o problema da dissipação de calor

As PCB, também conhecidas como placas de circuito impresso, são estruturas em camadas feitas de folhas de cobre ensanduichadas entre camadas de vidro-epóxi. Estas camadas servem de suporte mecânico e elétrico para os componentes. As folhas de cobre de alta condutividade servem de circuito condutor na placa de circuito impresso, enquanto a camada de vidro-epóxi serve de substrato não condutor.

Material de PCB de elevada condutividade térmica

A condutividade térmica é a capacidade de um material transferir calor para fora de um dispositivo. Quanto mais baixa for a condutividade térmica, menos eficiente é o dispositivo. Materiais de alta condutividade térmica podem eliminar a necessidade de vias e produzir uma distribuição de temperatura mais uniforme. Isso também reduz o risco de expansão volumétrica localizada, que pode levar a pontos quentes perto de componentes de alta corrente.

Uma placa de circuito impresso típica de um computador pessoal pode ser constituída por dois planos de cobre e duas camadas de traços exteriores. A sua espessura é de cerca de 70 um e a sua condutividade térmica é de 17,4 W/mK. O resultado é que a PCB típica não é um condutor de calor eficiente.

Moedas de cobre

As moedas de cobre são pequenas peças de cobre incorporadas na placa de circuito impresso. São colocadas por baixo do componente que produz mais calor. A sua elevada condutividade térmica permite-lhes transferir o calor do componente quente para um dissipador de calor. Podem ser fabricadas em diferentes formas e tamanhos para se adaptarem às áreas pretendidas e podem ser metalizadas para garantir uma ligação estanque.

Vidro-epóxi

O problema da dissipação de calor está a tornar-se mais importante na eletrónica. O excesso de calor pode levar a um fraco desempenho e a uma falha prematura. Atualmente, as opções de dissipação de calor são limitadas, especialmente em ambientes extremos. Uma das soluções para este problema é a utilização de material PCB epóxi de vidro de alta temperatura, ou HDI-PCB. Este material é capaz de resolver este problema por ter uma condutividade térmica mais de duzentas vezes melhor do que o composto FR4.

A resina epóxi de vidro tem uma excelente resistência ao calor e à chama. Tem uma elevada temperatura de transição vítrea e uma elevada condutividade térmica. Pode servir como uma camada isolante e uma camada de dissipação de calor. Pode ser fabricada por impregnação ou revestimento. A condutividade térmica do PCB de epóxi de vidro melhora o desempenho e a estabilidade dos componentes electrónicos.

PCBs com núcleo metálico

Os fabricantes de placas de circuito impresso com núcleo metálico introduziram novos substratos de placas que podem suportar temperaturas elevadas. Isto permite-lhes aplicar seletivamente camadas de cobre mais espessas que têm uma condutividade térmica mais elevada. Este tipo de placa de circuito impresso permite uma melhor dissipação do calor e pode ser utilizado para padrões de circuitos finos e embalagens de chips de alta densidade.

Para além de oferecerem uma maior condutividade térmica, as PCB metálicas são também dimensionalmente estáveis. As PCB com núcleo metálico de alumínio têm uma alteração de tamanho de 2,5-3% quando aquecidas, o que as torna ideais para aplicações de alta potência. As suas propriedades de baixa expansão térmica também as tornam adequadas para uma elevada potência de comutação. O metal mais comummente utilizado para uma PCB com núcleo metálico é o alumínio, que é barato e reciclável. A sua elevada condutividade térmica permite um processo de arrefecimento rápido.

Outro problema associado à dissipação de calor é o risco de calor excessivo. O calor gerado pelos componentes que geram calor deve ser removido da placa, caso contrário a placa de circuito impresso não terá o melhor desempenho possível. Felizmente, existem atualmente novas opções para resolver este problema. As PCB com núcleo metálico de elevada condutividade térmica são um novo tipo de solução térmica que pode ultrapassar estes problemas.

Substratos FR4

As placas de circuito impresso são estruturas em camadas feitas de folhas de cobre e polímeros reforçados com vidro. Suportam e ligam componentes electrónicos. O cobre cria um circuito condutor dentro da PCB, enquanto a camada de vidro-epóxi actua como um substrato não condutor.

Os componentes de alta potência são melhor colocados perto do centro da placa de circuito impresso, em vez de nas extremidades. Isto deve-se ao facto de o calor se acumular perto das extremidades e se dispersar. Além disso, o calor dos componentes de alta potência deve ser colocado longe de dispositivos sensíveis, e o calor deve ser canalizado através da PCB.

O material de PCB de elevada condutividade térmica é a melhor solução para a dissipação de calor, permitindo uma rápida transferência de calor e evitando a acumulação de calor. As PCB de alta tecnologia utilizam uma base de cobre, alumínio ou cerâmica como material de substrato. Isto resolverá os problemas de dissipação de calor e tornará as PCB mais duradouras.