FPC软板厂了解到,20世纪30年代,电子行业正在迅速发展,奥地利工程师保罗·爱斯勒(Paul Eisler)在英国参与了军事通信设备的开发和生产。
当时,由于电子设备的体积庞大且重量沉重,因此对于轻便和紧凑的电子设备的需求就非常迫切。
在PCB设计中,焊盘是连接电子元器件引脚与PCB板上的导电轨迹的重要部分。焊盘的设计不仅影响电子元件的焊接质量和稳定性,还关系到PCB板的整体性能和可靠性。
为了满足不同电子元器件和焊接工艺的需求,焊盘在PCB设计中呈现出多种形状。本文将介绍几种常见的焊盘形状及其在PCB设计中的应用。
1、圆形焊盘
圆形焊盘是最常见且最基本的焊盘形状,它具有简单、对称的特点。圆形焊盘适用于大多数电子元器件的引脚,尤其是通过孔插装的元件。在PCB设计中,圆形焊盘的直径通常根据元件引脚的直径和焊接工艺要求来确定。
2、方形焊盘
方形焊盘在PCB设计中也较为常见,尤其适用于表面贴装元件(SMT)。与圆形焊盘相比,方形焊盘在相同面积下具有更大的焊接区域,有助于提高焊接的可靠性和稳定性。此外,方形焊盘对于自动焊接设备的对位精度要求相对较低,有利于降低生产成本。
3、椭圆形焊盘
椭圆形焊盘结合了圆形和方形焊盘的特点,既具有较大的焊接区域,又能适应不同直径的元件引脚。椭圆形焊盘在PCB设计中通常用于引脚间距较小或引脚形状不规则的电子元器件。
4、岛形焊盘——焊盘与焊盘间的连线合为一体。常用于立式不规则排列安装中。
5、异形焊盘
异形焊盘是指形状不规则、非标准的焊盘。这类焊盘通常根据特定电子元器件或特殊焊接工艺的需求进行定制设计。例如,某些特殊封装形式的集成电路(IC)可能需要异形焊盘来满足引脚排列和焊接要求。异形焊盘的设计需要充分考虑焊接可靠性、生产工艺和成本等因素。
6、开口形焊盘——为了保证在波峰焊后,使手工补焊的焊盘孔不被焊锡封死时常用。
二、特殊焊盘
1、梅花焊盘
梅花焊盘通常用在大的过孔接地的位置,这样设计有以下几点原因:
1)固定孔需要金属化和GND相连, 如果该固定孔是全金属化的,在回流焊的时候容易将该孔堵住。
2)采用内部的金属螺孔可能由于安装或多次拆装等原因,造成该接地处于不良的状态。而采用梅花孔焊盘,不管应力如何变化,均能保证良好的接地。
2、十字花焊盘
十字花焊盘又称热焊盘、热风焊盘等。其作用是减少焊盘在焊接中向外散热,以防止因过度散热而导致的虚焊或PCB起皮。
1)当你的焊盘是地线时候。十字花可以减少连接地线面积,减慢散热速度,方便焊接。
2)当你的PCB是需要机器贴片,并且是回流焊机,十字花焊盘可以防止PCB起皮(因为需要更多热量来融化锡膏)。
3、泪滴焊盘
电路板厂讲当焊盘连接的走线较细时常采用,以防焊盘起皮、走线与焊盘断开。这种焊盘常用在高频电路中。
在处理这个问题的过程中,保罗·爱斯勒开始思考如何替代常规的刚性电路板
在他之前发明的刚性电路板中,电路线路是通过将导线焊接到刚性基板上来实现的。这种设计限制了电路板的形状和尺寸,并且不适用于柔性和曲面设计。另外,传统刚性电路板的制造过程也相对复杂和昂贵。
他意识到,可以通过在一种柔性绝缘基板上印刷导电墨水,来减小电路板的尺寸和重量,从而实现更灵活的设计。
保罗·爱斯勒在实验中尝试了多不同的方法和材料,最终选择了一种高分子聚合物组成的柔性基材作为解决方案,这种基材这是一种柔软且耐热的材料。
他使用一种导电墨水,在柔性基材上印刷出电路线路图案,通过导电墨水的印刷和腐蚀工艺,在基材上形成具有所需功能的电路路径。
这便是FPC柔性线路板最早的原型。
20世纪60年代,已经移民美国的保罗·爱斯勒(Paul Eisler)加入了美国宇航局的一个项目组,该项目组的目的是开发一种可以承受极端环境条件的电子设备。在项目组中,保罗·爱斯勒开始考虑使用一种可以弯曲、扭曲、拉伸和折叠的材料来制造柔性电路板。他发现,如果在制造过程中使用更合适的材料去取代之前的高分子聚合物材料,那么制造出来的这种柔性电路板将具有很大的优势。
于是,保罗·爱斯勒通过在聚酰亚胺薄膜(Polyimide Film)上制作电路图案,成功地制造出了世界上第一款真正的柔性电路板。这款电路板具有高度可靠性、灵活性和可连接性,可以方便地适应各种复杂的外形和应用场景。这一发明被视为柔性电路板领域的里程碑,也为保罗·爱斯勒赢得了美国宇航局的表彰和赞誉。
保罗·爱斯勒的FPC柔性电路板设计具有许多突破性的优势。首先,由于柔性基材的特性,FPC电路板可以弯曲、折叠和弯曲,适应各种形状和体积要求。这使得FPC电路板在小型和便携设备的设计中非常有用。
其次,FPC柔性电路板具有出色的空间利用率。相对于刚性电路板,FPC可以更紧凑地布局电路元件和线路,实现更高密度的电路设计。这对于要求小型化和轻量化的电子产品非常重要
保罗·爱斯勒的柔性线路板概念和初期发展为这一领域奠定了基础,并为后来的广泛应用和改进提供了重要的启示。随着科技的不断发展,柔性电路板的应用领域也不断扩展,包括消费电子产品、汽车电子、医疗器械、智能家居、工业控制等。未来,随着技术进步和市场需求的不断增长,柔性电路板的发展前景将更加广阔。