Dip forrasztás és SMD forrasztott eszközök

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

Dip forrasztás és SMD forrasztott eszközök

A merülőforrasztás és az smd forrasztott eszközök két különböző feldolgozási módszer, amelyeket az elektronikus eszközök összeszerelésére használnak. Mindkét módszer egy újraforrasztási folyamatot alkalmaz, amely a forraszpaszta fokozatos felmelegítésével jár. Ha az újraolvasztási folyamat sikeres, az olvadt forraszpaszta hatékonyan összeköti a szerelt alkatrészeket a NYÁK-kal, stabil elektromos kapcsolatot hozva létre. A két módszer számos közös jellemzővel rendelkezik.

Aszimmetrikus hullámforrasztás

Az aszimmetrikus hullámforrasztás az alkatrészt körülvevő és a környező levegőtől elválasztani képes forraszanyaggyűrű kialakításának folyamata. Ez egyben egy gátat is létrehoz a forraszanyag és az oxigén között. Ez a forrasztási módszer egyszerű és sokoldalú, de jelentős kihívásokat jelenthet, különösen felületre szerelt eszközök használata esetén.

A hullámforrasztás az egyik leggyakrabban használt forrasztási módszer. Ez egy tömegforrasztási eljárás, amely lehetővé teszi a gyártók számára, hogy gyorsan és tömegesen sok áramköri lapot gyártsanak. Az áramköri lapokat átvezetik az olvadt forraszanyagon, amelyet egy serpenyőben lévő szivattyú hoz létre. A forraszanyag hulláma ezután rátapad a NYÁK alkatrészeire. A folyamat során az áramköri lapot hűteni és fújni kell, hogy a forraszanyag ne szennyezze a NYÁK-ot.

Fluxusgát

A fluxus olyan folyadék, amely lehetővé teszi az olvadt forraszanyag folyását, és eltávolítja az oxidokat a felületről. Háromféle fluxustípus létezik. Ezek közé tartozik a vízalapú, az alkoholalapú és az oldószeralapú. A forrasztási folyamat során a lapot elő kell melegíteni a fluxus aktiválásához. A forrasztási folyamat befejezése után a fluxust oldószer- vagy vízbázisú eltávolítókkal kell eltávolítani.

A jó minőségű folyasztószer kritikus fontosságú a kívánt eredmény eléréséhez a forrasztási folyamat során. A kiváló minőségű folyasztószer javítja a forraszanyag nedvesedési és kötési tulajdonságait. A magas aktiváltságú folyasztószer azonban növelheti az oxidáció kockázatát, ami nem mindig kívánatos.

Hideg ízületek

Hideg forrasztáskor az ötvözet nem olvad meg teljesen, illetve nem folyik vissza. Ez súlyos következményekkel járhat egy elektronikus eszközben. Ez befolyásolhatja a forraszanyag vezetőképességét, és meghibásodott áramkört eredményezhet. A hideg forrasztási kötések teszteléséhez csatlakoztasson egy multimétert a csatlakozókhoz. Ha a multiméter 1000 ohm feletti ellenállást jelez, a hidegforrasztás meghibásodott.

A NYÁK forrasztása jó forrasztási kötéseket igényel, amelyek biztosítják a termék működését. Általában a jó forrasztási kötés sima, fényes és tartalmazza a forrasztott vezeték körvonalát. A rossz forrasztási varrat a NYÁK rövidzárlatát és az eszköz károsodását okozza.

Fém hozzáadása a PCB-khez

A fém hozzáadása a PCB-khez dip vagy smd forrasztással magában foglalja a töltőfém hozzáadását a PCB-hez a forrasztás előtt. A lágyforrasztás a legelterjedtebb módszer a kis alkatrészek NYÁK-ra való felhelyezésére. A hagyományos forrasztással ellentétben a lágyforrasztás nem olvasztja meg az alkatrészt, mivel a forraszanyag nem tud megtapadni az oxidált felületen. Ehelyett egy töltőanyagot, általában ón-ólom ötvözetet adnak hozzá.

Az alkatrész forrasztása előtt fontos, hogy a forrasztópákát 400 fokos hőmérsékletre készítse elő. Ennek a hőnek elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy a forraszanyag megolvadjon a hegyén. Hasznos, ha a forrasztás előtt ónozzuk a hegyet, hogy segítsük a hő átadását. Ezenkívül segít az alkatrészek rendezett tárolásában, hogy a forrasztás ne legyen stresszes.

Kézi vs. automatizált hullámforrasztás

A hullámforrasztó berendezések különböző formában léteznek, beleértve a robotizált, kézi és merülő szelektív rendszereket. Mindegyik típusnak számos előnye és hátránya van. Azt kell megvásárolnia, amelyik a legjobban megfelel a művelet igényeinek. Egy karcsú üzemnek például a legegyszerűbb modell megvásárlását kell fontolóra vennie. Figyelembe kell azonban vennie a berendezés költségeit is. A legtöbb esetben a kézi hullámforrasztó berendezés kevesebbe kerül, mint egy automatizált gép.

A kézi forrasztás lassabb, mint az automatizált hullámforrasztás, és hajlamos az emberi hibára. A szelektív forrasztás azonban kiküszöböli ezeket a problémákat, mivel lehetővé teszi a kezelő számára, hogy az egyes alkatrészek pontos helyeit beprogramozza. Továbbá a szelektív forrasztás nem igényel ragasztót. Ezenkívül nem igényel drága hullámforrasztási raklapokat, és költséghatékony.

Problémák az SMD forrasztással

A forrasztási problémák számos okból adódhatnak. Az egyik gyakori ok a forrasztófolyadék használatakor a rossz pasztasablon vagy a rossz összeszerelő adagoló beállítása. Más problémák közé tartozik az elégtelen forraszanyag és az alkatrészek vagy a pads rossz forraszthatósága. Ezek a hibák ahhoz vezethetnek, hogy a hegesztési pont nem várt alakzatokat alakít ki. A forraszgolyók, forraszgömbök és lyukak is keletkezhetnek a helytelen forrasztás következtében.

A nem nedvesedő forrasztási kötések másik gyakori oka a nem megfelelő tisztítás. Az elégtelen nedvesedés azt jelenti, hogy a forraszanyag nem tapadt szorosan az alkatrészhez. Ennek eredményeként az alkatrészek nem kapcsolódnak össze, és leeshetnek.

PCB Chip csomag és folyamatok forrasztási módszerei és folyamatai

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

PCB Chip csomag és folyamatok forrasztási módszerei és folyamatai

A forrasztás a PCB chipcsomag kritikus része. A forrasztási folyamatok különböző technikák kombinációját foglalják magukban, beleértve a fókuszált IR-t, a konvekciót és a nem fókuszált IR-t. Mindegyik módszer a csomag fokozatos felmelegítésével, majd az egész szerelvény lehűtésével jár.

Forrasztási folyamat

A forrasztás a forraszgolyók és más forraszanyagok PCB chipcsomagokhoz való csatlakoztatásának folyamata. Ez a folyamat kétféle módszerrel történik. A konvekciós módszer és az újraforrasztási eljárás. Az első típusnál egy folyadékot képező folyékony anyagot használó fűtési folyamatot alkalmaznak. Mindkét eljárásnál a csúcshőmérsékletet szabályozzák. Az újraolvasztási folyamatot azonban kellő óvatossággal kell végezni, hogy elkerülhető legyen a törékeny forrasztási kötések kialakulása.

A NYÁK-ban használt alkatrészektől függően a forrasztási folyamat lehet lágy vagy kemény. A használt forrasztópáka típusának alkalmasnak kell lennie az alkatrészek fajtájához. A folyamatot olyan NYÁK-összeszerelő és -gyártó szolgáltatónak kell elvégeznie, aki nagy tapasztalattal rendelkezik a NYÁK-ok terén, és pontosan ismeri az egyes folyamatok végrehajtásának módját.

A forrasztópadok méretei

A NYÁK chipcsomagon lévő forrasztópadok méretei kritikus fontosságúak az alkatrész optimális teljesítményének biztosítása érdekében. Ez különösen igaz a nagyfrekvenciás területen, ahol az alkatrészek elhelyezése és a forrasztási technikák nem feltétlenül olyan pontosak, mint amilyenre szükség van. Az IPC-SM-782 szabvány értékes referenciadokumentum az alkatrészek optimális elhelyezéséhez és forrasztásához. A dokumentum követelményeinek vakon történő követése azonban nem optimális nagyfrekvenciás teljesítményt vagy nagyfeszültségű problémákat eredményezhet. E problémák elkerülése érdekében a PCBA123 azt ajánlja, hogy a forrasztópadokat kicsire és egy sorban tartsák.

A betétméretek mellett más tényezők, például az alkatrészek elhelyezése és igazítása is fontos. A nem megfelelően méretezett pads használata elektromos problémákat okozhat, valamint korlátozhatja a kártya gyárthatóságát. Ezért fontos, hogy kövesse az iparág által ajánlott NYÁK-lapkaméreteket és -formákat.

Fluxing

A folyósítás a forrasztási folyamat fontos eleme. Eltávolítja a fémes szennyeződéseket és az oxidokat a forrasztási felületről, hogy tiszta felületet biztosítson a magas minőségű forrasztási kötésekhez. A fluxusmaradványokat egy utolsó tisztítási lépésben távolítják el, amely a felhasznált fluxus típusától függ.

A forrasztási folyamathoz számos különböző folyasztószer használható. Ezek a gyantától a gyantaalapúig terjednek. Mindegyik más-más célt szolgál, és aktivitási szint szerint kategorizálják őket. A folyasztóoldat aktivitási szintjét általában L (alacsony aktivitású vagy halogénmentes) vagy M (közepes aktivitású, 0-2% halogéntartalmú), illetve H (magas aktivitású, legfeljebb 3% halogéntartalmú) jelöléssel szokták feltüntetni.

Az egyik leggyakoribb hiba a chip közepén lévő forraszgömbök. Ennek a problémának a megoldása gyakran a stencil kialakításának módosítása. Más módszerek közé tartozik a nitrogén használata a forrasztási folyamat során. Ez megakadályozza a forraszanyag elpárolgását, így a paszta kiváló kötést képezhet. Végül egy mosási lépés segít eltávolítani a szemcséket és a vegyszermaradványokat a lapról.

Ellenőrzés

A PCB chipcsomagok vizsgálatához többféle vizsgálati eszköz használható. Ezek közül néhány közé tartozik az áramkörön belüli tesztelés, amely a NYÁK különböző vizsgálati pontjaihoz csatlakozó szondákat használ. Ezek a szondák képesek felismerni a rossz forrasztást vagy az alkatrészhibákat. Feszültségszinteket és ellenállást is mérhetnek.

A helytelen forrasztás problémákat okozhat a NYÁK áramköreiben. Nyitott áramkörök akkor keletkeznek, ha a forraszanyag nem éri el megfelelően a csatlakozóbetéteket, vagy ha a forraszanyag felmászik az alkatrész felületére. Ilyenkor a csatlakozások nem lesznek teljesek, és az alkatrészek nem fognak megfelelően működni. Gyakran ez elkerülhető a furatok gondos tisztításával és annak biztosításával, hogy az olvadt forraszanyag egyenletesen fedje a vezetékeket. Ellenkező esetben a felesleges vagy hiányos forraszanyag-borítás a kivezetések harmatosodását vagy nem nedvesedését okozhatja. A nedvesedés megelőzése érdekében használjon kiváló minőségű forraszanyagot és minőségi szerelőberendezést.

A nyomtatott áramköri lapok hibáinak felderítésére egy másik gyakori módszer az automatizált optikai ellenőrzés (AOI). Ez a technológia kamerákat használ a NYÁK-ról HD-felvételek készítésére. Ezután ezeket a képeket összehasonlítja előre beprogramozott paraméterekkel, hogy azonosítsa az alkatrészek hibás állapotát. Ha bármilyen hibát észlel, a gép ennek megfelelően megjelöli azt. Az AOI berendezések általában felhasználóbarátok, egyszerű műveletekkel és programozással. Az AOI azonban nem feltétlenül hasznos szerkezeti vizsgálatokhoz vagy nagyszámú alkatrészből álló NYÁK-ok esetében.

Helyreigazítás

Az elektronikai termékek gyártása során alkalmazott forrasztási eljárásoknak bizonyos szabványoknak és irányelveknek kell megfelelniük. Általában a forrasztási maszknak legalább 75% vastagnak kell lennie a megbízható forrasztási kötések garantálásához. A forraszpasztákat közvetlenül a nyomtatott áramköri lapokra kell felhordani, nem pedig szitanyomással. A legjobb, ha az adott csomagtípushoz megfelelő sablont és jig-et használunk. Ezek a sablonok egy fém lapátoló pengét használnak a forraszpaszta felviteléhez a csomag felületére.

A hullámforrasztási eljárás használata számos előnnyel jár a hagyományos fluxusszórásos módszer helyett. A hullámforrasztási eljárás mechanikus hullámforrasztási folyamatot alkalmaz az alkatrészek nagyfokú stabilitással történő PCB-hez való ragasztásához. Ez a módszer drágább, de biztonságos és megbízható módszert biztosít az elektronikus alkatrészek rögzítéséhez.

Bevezetés az egyoldalas és kétoldalas SMT-szerelésről

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

Bevezetés az egyoldalas és kétoldalas SMT-szerelésről

Az egyoldalas és a kétoldalas SMT-szerelvények az alkatrészsűrűség tekintetében különböznek egymástól. Az egyoldalas SMT-szerelvény nagyobb sűrűségű, mint a kétoldalas SMT-szerelvény, és a feldolgozáshoz nagyobb mennyiségű hőre van szükség. A legtöbb összeszerelő a nagyobb sűrűségű oldalt dolgozza fel először. Ez minimálisra csökkenti az alkatrészek kihullásának kockázatát a melegítési folyamat során. Az újraolvasztásos összeszerelési folyamat mindkét oldalán SMT-ragasztó hozzáadása szükséges, hogy az alkatrészeket a helyükön tartsa a fűtési művelet során.

FR4 PCB

Az egyoldalas NYÁK a legelterjedtebbek. Az egyoldalas lapon az összes alkatrész a lap egyik oldalán található, és az összeszerelés csak ezen az oldalon szükséges. A kétoldalas lapoknál a nyomvonalak a lap mindkét oldalán megtalálhatók, ami csökkenti a helyigényüket. A kétoldalas lapok jobb hőelvezetést is biztosítanak. A kétoldalas lapok gyártási folyamata eltér az egyoldalas NYÁK-okétól. A kétoldalas eljárás során a réz eltávolításra kerül a kétoldalas lapról, majd egy maratási folyamatot követően újra behelyezik.

Az egyoldalas nyomtatott áramköri lapok gyártása is egyszerűbb és olcsóbb. Az egyoldalas NYÁK gyártása több fázisból áll, beleértve a vágást, a lyukak fúrását, az áramkörök kezelését, a forrasztási ellenállást és a szövegnyomtatást. Az egyoldalas NYÁK-ok elektromos méréseken, felületkezelésen és AOI-n is átesnek.

PI rézbevonatú lap

A PI rézbevonatú egyoldalas és kétoldalas smt összeszerelési folyamat során a PCB egyik oldalán poliimid fedőfóliát használnak a réz laminálásához. A rézbevonatú lapot ezután egy ragasztó ragasztóval nyomják a helyére, amely egy meghatározott helyen nyílik. Ezt követően a rézzel burkolt lapot hegesztésgátlóval ellenálló mintázzák, és az alkatrészvezető lyukat stancolják.

Az egyoldalas hajlékony NYÁK egy PI rézborítású lapból áll, egy vezető réteggel, általában hengerelt rézfóliával. Ezt a rugalmas áramkört az áramkör elkészülte után védőfóliával borítják. Az egyoldalas hajlékony NYÁK gyártható fedőréteggel vagy anélkül, amely az áramkör védelmét szolgáló védőgátként működik. Az egyoldalas NYÁK-ok csak egy réteg vezetővel rendelkeznek, ezért gyakran hordozható termékekben használják őket.

FR4

Az FR4 egy olyan epoxigyantafajta, amelyet általában a nyomtatott áramköri lapok gyártásához használnak. Ez az anyag kiváló hő- és lángállóságot biztosít. Az FR4 anyag magas üvegesedési hőmérséklettel rendelkezik, ami a nagy sebességű alkalmazásoknál alapvető fontosságú. Mechanikai tulajdonságai közé tartozik a szakító- és nyírószilárdság. A méretstabilitást tesztelik, hogy az anyag különböző munkakörnyezetekben ne változtassa meg az alakját, és ne veszítse el az erejét.

Az FR4 egyoldalas és kétrétegű többrétegű lapok egy FR4 szigetelőmagból és egy vékony rézbevonatból állnak az alján. A gyártás során az átmenő furatú alkatrészeket a hordozó alkatrész felőli oldalára szerelik, a vezetékek pedig az alsó oldalon lévő rézsávokhoz vagy padokhoz futnak át. Ezzel szemben a felületre szerelt alkatrészek közvetlenül a forrasztási oldalra kerülnek. Bár szerkezetük és felépítésük nagyon hasonló, az elsődleges különbség a vezetékek elhelyezésében van.

FR6

Az SMT-szerelés (Surface Mount Technology) hatékony módja az elektronikus alkatrészek nyomtatott áramköri lapokra történő, furatok nélküli rögzítésének. Ez a fajta technológia ólmozott és ólommentes alkatrészekhez egyaránt alkalmas. A kétoldalas SMT-technikával a nyomtatott áramköri lap (PCB) két vezető réteggel rendelkezik - egy a tetején és egy az alján. A lap mindkét oldalán lévő rézborítás áramvezető anyagként működik, és segíti az alkatrészek rögzítését a NYÁK-hoz.

Az egyoldalas táblák esetében könnyű egyszerű tartóoszlopokat használni. Kétoldalas táblák esetén további támasztékra van szükség. A tábla körüli szabad területnek legalább 10 mm-nek kell lennie.

FR8

Az FR8 egyoldalas és dupla smt összeszerelés folyamata néhány eltéréssel hasonló az általános összeszerelési folyamathoz. Mindkét eljárás ragasztót és forraszpasztát használ. Ezeket tisztítás, ellenőrzés és tesztelés követi. A készterméknek meg kell felelnie a tervező által meghatározott specifikációknak.

Az egyoldalas lapok elterjedtebbek és kisebb alapterületűek. A kétoldalas lapok azonban csökkentik a helyigényt és maximalizálják a hőelvezetést. A maratási folyamat során a réz eltávolításra kerül a kétoldalas oldalról. A folyamat után újra visszahelyezik.

Hogyan készítsünk egy PCB impedancia számítási modellt?

/0 Hozzászólások/a oldalon. /a

Hogyan készítsünk egy PCB impedancia számítási modellt?

Smith-diagram használata

A Smith-diagram hasznos eszköz, ha egy áramkör impedanciáját szeretné meghatározni. Ez egy elektromos áramkör komplex ellenállásának vizuális ábrázolása a frekvencia függvényében. Megmutatja az impedancia helyét is a frekvencia függvényében, ami a stabilitáselemzéshez és a rezgéselkerüléshez szükséges. Sok számítógép képes az impedanciaértékek numerikus megjelenítésére, de a Smith-diagram segít a lehetőségek vizualizálásában.

A Smith-diagram használható a jel útvonalának értékelésére a PC-lap érintkezési felületei és egy elektronikus eszköz között. Ez az eszköz lehet IC, tranzisztor vagy passzív alkatrész. Tartalmazhat belső áramkört is. A táblázat segítségével meghatározhatja az áramköri lap impedanciáját, és felhasználhatja azt egy elektromos áramkör tervezéséhez.

A Smith-diagram használható a NYÁK-tervezés során előforduló különböző típusú impedanciamodellek azonosítására. Három formája van: kötött, nem kötött és fordított. A Smith-diagram közepén lévő pont egy korlátlan impedanciamodellt, míg a külső körön lévő pont egy invertált impedanciamodellt jelöl.

Az impedancia kiszámításához használt Smith-diagram segítségével könnyen össze lehet egyeztetni a forrás- és a célimpedanciát. Ezután kiszámíthatja az illesztőhálózat méretét. Az illesztőhálózat mérete a forrás és a célimpedancia között szükséges eltolás mértékétől függ. Ezenkívül a soros és párhuzamos L és C értékek eltolnak egy pontot az állandó ellenállás és reaktancia görbék mentén. Ha az ellenállás csökken, akkor több R értéket adhat a vezeték végéhez.

3D-s mezőmegoldó használata

A PCB impedancia számítása szükséges lépés a PCB tervezési folyamat során. Ez magában foglalja az átviteli vonal vagy a nyomvonal impedanciájának kiszámítását a PCB-n a tervezési konfiguráció alapján. Ha a NYÁK összetett vagy több réteget tartalmaz, a legpontosabb impedancia-számításhoz egy 3D-s mezőmegoldó használata vezethet.

Az impedancia számítási modellek általában azt feltételezik, hogy a keresztmetszet téglalap alakú, és hogy az áram tökéletesen visszatér. A valós keresztmetszetek azonban sokszögletűek lehetnek, és akár a referenciaréteg hézagain is áthaladhatnak. Ez jelentős torzulásokat okozhat a jeleken, különösen a nagysebességű hálókban.

A megoldó kétféle porttípust támogat: hullámportokat és lumped portokat. Mindkét esetben kifejezetten meg kell határoznia, hogy melyik porttípust kívánja használni. A hullámporthoz vagy a geometria segítségével adhat meg egy síkot, vagy manuálisan definiálhatja a Wave Custom Size típus használatával.

A legtöbb 3D-s térmegoldó S-paraméteres viselkedési modelleket generál. Ezek a modellek a tényleges eszköz egyszerűsített sematikus ábrázolása. Mint ilyenek, sok iterációt igényelnek. Létrehozhat például szimulációt számos áramköri modellel, és összehasonlíthatja az eredményeiket.

A PCB impedancia számítások elengedhetetlenek a PCB tervezéshez. Fontos, hogy modellezze a NYÁK szabályozott impedanciáját, így elkerülheti az impedancia-eltéréseket. Emellett fontos, hogy szorosan együttműködjön a NYÁK gyártójával. A NYÁK gyártójának lehet, hogy van egy külön CAM részlege, amely megfelelő jelzéseket tud adni az impedanciával kapcsolatos tervezési kérdések megoldásához. Fontos azonban, hogy az impedanciával kapcsolatos kérdések irányítását ne adja át teljesen egy külső félnek.