Įmerkiamasis litavimas ir SMD sulituoti prietaisai

Įmerkiamasis litavimas ir SMD sulituoti prietaisai

Įmerkiamasis litavimas ir smd litavimas - tai du skirtingi apdorojimo metodai, naudojami elektroniniams prietaisams surinkti. Abiem būdais naudojamas pakartotinio lydymo procesas, kurio metu lydmetalio pasta palaipsniui kaitinama. Kai lydymo procesas sėkmingas, išlydyta lydmetalio pasta veiksmingai sujungia sumontuotus komponentus su spausdintine plokšte ir sukuria stabilų elektrinį ryšį. Šie du metodai turi keletą bendrų savybių.

Asimetrinis banginis litavimas

Asimetrinis banginis litavimas - tai procesas, kurio metu suformuojamas lydmetalio žiedas, supantis detalę ir galintis atskirti ją nuo aplinkinio oro. Taip pat sukuriamas barjeras tarp lydmetalio ir deguonies. Šis litavimo būdas yra paprastas ir universalus, tačiau jis gali kelti nemažai sunkumų, ypač kai naudojami paviršinio montavimo įtaisai.

Litavimo bangomis procesas yra vienas iš dažniausiai naudojamų litavimo būdų. Tai masinis litavimo procesas, leidžiantis gamintojams greitai masiškai gaminti daug spausdintinių plokščių. Plokštės perleidžiamos per išlydytą lydmetalį, kuris susidaro siurblio pagalba keptuvėje. Tada lydmetalio banga prilimpa prie spausdintinės plokštės komponentų. Vykstant šiam procesui, spausdintinė plokštė turi būti aušinama ir prapučiama, kad lydmetalis neužterštų spausdintinės plokštės.

Srauto barjeras

Flux - tai skystis, kuris leidžia išlydytam lydmetaliui tekėti ir pašalina oksidus nuo paviršiaus. Yra trys fliuso rūšys. Tai vandens, alkoholio ir tirpiklių pagrindu pagaminti fliusai. Vykstant litavimo procesui plokštė turi būti iš anksto įkaitinta, kad suaktyvėtų fliusas. Pasibaigus litavimo procesui, fliusas turi būti pašalintas naudojant tirpiklio arba vandens pagrindo valiklius.

Aukštos kokybės fliusas yra labai svarbus norint pasiekti norimų rezultatų litavimo proceso metu. Aukštos kokybės fliusas pagerins lydmetalio drėkinimo ir sukibimo savybes. Tačiau didelio aktyvumo fliusas gali padidinti oksidacijos riziką, o tai ne visada pageidautina.

Šaltosios jungtys

Lituojant šaltuoju būdu, lydinys ne visiškai išlydomas arba perlydomas. Tai gali turėti rimtų pasekmių elektroniniam prietaisui. Tai gali paveikti lydmetalio laidumą ir sukelti grandinės gedimą. Norėdami patikrinti šaltojo litavimo jungtis, prie gnybtų prijunkite multimetrą. Jei multimetras rodo didesnę nei 1000 omų varžą, šaltoji jungtis sugedo.

Lituojant spausdintinę plokštę reikia gerų lydmetalio jungčių, kurios užtikrina gaminio veikimą. Paprastai geras lydmetalio sujungimas būna lygus, ryškus ir ant jo matomas lituojamos vielos kontūras. Dėl prastos lituotos jungties PCB gali sutrumpėti ir sugadinti prietaisą.

Metalo pridėjimas į PCB

Metalo pridėjimas į PCB naudojant panardinamąjį arba smd litavimą apima metalo užpildo pridėjimą į PCB prieš litavimą. Minkštasis litavimas yra labiausiai paplitęs mažų komponentų tvirtinimo prie spausdintinės plokštės būdas. Skirtingai nuo tradicinio litavimo, minkštasis litavimas neišlydo komponento, nes lydmetalis negalės prilipti prie oksiduoto paviršiaus. Vietoj to pridedamas užpildas, paprastai alavo ir švino lydinys.

Prieš lituojant komponentą svarbu paruošti lituoklį iki 400 laipsnių temperatūros. Šis karštis turi būti pakankamas, kad lydmetalis ištirptų ant antgalio. Prieš lituojant naudinga alavuoti antgalį, kad būtų lengviau perduoti šilumą. Be to, naudinga sudėtines dalis laikyti tvarkingai, kad litavimas nekeltų streso.

Rankinis ir automatinis litavimas bangomis

Banginio litavimo įranga būna įvairių formų, įskaitant robotus, rankines ir panardinimo selektyviąsias sistemas. Kiekviena rūšis turi keletą privalumų ir trūkumų. Turėtumėte įsigyti tokią, kuri geriausiai atitinka jūsų veiklos poreikius. Pavyzdžiui, taupiai dirbančiai įmonei reikėtų apsvarstyti galimybę įsigyti paprasčiausią modelį. Tačiau taip pat turėtumėte atsižvelgti į įrangos kainą. Daugeliu atvejų rankinio bangų litavimo įranga kainuos mažiau nei automatizuota mašina.

Rankinis litavimas yra lėtesnis nei automatinis litavimas bangomis ir yra linkęs į žmogiškąją klaidą. Tačiau selektyvusis litavimas pašalina šias problemas, nes operatorius gali užprogramuoti tikslias kiekvieno komponento vietas. Be to, selektyviniam litavimui nereikia klijų. Be to, jam nereikia brangių banginio litavimo padėklų ir jis yra ekonomiškas.

SMD litavimo problemos

Litavimo problemų gali kilti dėl įvairių priežasčių. Viena iš dažniausių priežasčių yra netinkamas pastos šablonas naudojant lydmetalį arba netinkamas surinkimo padavimo įtaiso nustatymas. Kitos problemos - nepakankamas lydmetalio kiekis ir blogas detalių ar kaladėlių sulydymas. Dėl šių klaidų suvirinimo taškas gali suformuoti netikėtas formas. Dėl netinkamo litavimo taip pat gali atsirasti lydmetalio rutuliukų, lydmetalio ledų ir skylių.

Kita dažna nesudrėkusių litavimo jungčių priežastis - netinkamas valymas. Nepakankamas sudrėkinimas reiškia, kad lydmetalis nestipriai prilipo prie komponento. Dėl to komponentai nėra sujungti ir gali nukristi.

PCB mikroschemų paketo litavimo metodai ir procesai

PCB mikroschemų paketo litavimo metodai ir procesai

Litavimas yra labai svarbi spausdintinių plokščių mikroschemų paketo dalis. Lituojant naudojami įvairūs metodai, įskaitant fokusuotą IR, konvekcinę ir nefokusuotą IR spinduliuotę. Kiekvienas metodas apima laipsnišką pakuotės kaitinimą, po kurio visas mazgas atvėsinamas.

Litavimo procesas

Litavimas - tai lydmetalio rutuliukų ir kitų lydmetalio medžiagų prijungimo prie PCB mikroschemų paketų procesas. Šis procesas atliekamas dviejų tipų metodais. Konvekcinis metodas ir pakartotinio lydymo procesas. Pirmasis tipas apima kaitinimo procesą naudojant fliusą, kuris sudaro skystį. Abiejų procesų metu kontroliuojama didžiausia temperatūra. Tačiau pakartotinio lydymo procesas turi būti atliekamas pakankamai atsargiai, kad nesusidarytų trapios lydmetalio jungtys.

Priklausomai nuo PCB naudojamų komponentų, litavimo procesas gali būti minkštas arba kietas. Naudojamo lituoklio tipas turi būti tinkamas komponentų rūšiai. Šį procesą turėtų atlikti PCB surinkimo ir gamybos paslaugų teikėjas, kuris turi daug patirties su PCB ir tiksliai žino, kaip įgyvendinti kiekvieną procesą.

Lituoklių matmenys

Siekiant užtikrinti optimalų komponento veikimą, labai svarbūs yra PCB mikroschemų pakuotės lituoklių matmenys. Tai ypač aktualu aukšto dažnio srityje, kur komponentų išdėstymas ir litavimo būdai gali būti ne tokie tikslūs, kaip reikia. IPC-SM-782 standartas yra vertingas informacinis dokumentas, kuriuo remiantis galima optimaliai išdėstyti ir lituoti komponentus. Tačiau aklai laikantis šio dokumento reikalavimų gali kilti neoptimalių aukšto dažnio parametrų arba aukštos įtampos problemų. Kad išvengtumėte šių problemų, PCBA123 rekomenduoja, kad litavimo aikštelės būtų mažos ir išdėstytos viena eile.

Be trinkelių dydžių, svarbūs ir kiti veiksniai, pavyzdžiui, komponentų išdėstymas ir derinimas. Naudojant netinkamo dydžio kaladėles gali kilti elektrinių problemų, taip pat gali būti apribotas plokštės pritaikomumas gamybai. Todėl svarbu laikytis pramonėje rekomenduojamų PCB trinkelių dydžių ir formų.

Fluxing

Lydymas yra svarbi litavimo proceso sudedamoji dalis. Jis pašalina metalo priemaišas ir oksidus nuo litavimo paviršiaus, kad paviršius būtų švarus ir užtikrintų didelio vientisumo lydmetalio jungtis. Fliuso likučiai pašalinami atliekant galutinį valymo etapą, kuris priklauso nuo naudojamo fliuso tipo.

Lituojant naudojami įvairūs fliusai. Jų būna įvairių - nuo dervos iki kanifolijos pagrindo. Kiekvienas iš jų skirtas skirtingiems tikslams ir skirstomas pagal aktyvumo lygį. Fliuso tirpalo aktyvumo lygis paprastai nurodomas kaip L (mažo aktyvumo arba be halogenidų) arba M (vidutinio aktyvumo, nuo 0 iki 2% halogenidų), arba H (didelio aktyvumo, iki 3% halogenidų).

Vienas iš dažniausiai pasitaikančių defektų yra lusto viduryje esantys lydmetalio rutuliukai. Įprastas šios problemos sprendimas - pakeisti šablono dizainą. Kiti metodai - azoto naudojimas litavimo proceso metu. Tai apsaugo lydmetalį nuo garavimo, todėl pasta sudaro geresnį ryšį. Galiausiai, plovimo etapas padeda nuo plokštės pašalinti visus smėlius ir cheminių medžiagų likučius.

Patikrinimas

PCB mikroschemų pakuotėms tikrinti galima naudoti kelių skirtingų tipų testavimo įrankius. Kai kurie iš jų apima bandymus grandinėje, kai naudojami zondai, jungiami prie įvairių PCB bandymo taškų. Šie zondai gali aptikti prastą litavimą arba komponentų gedimus. Jie taip pat gali matuoti įtampos lygį ir varžą.

Dėl netinkamo litavimo gali kilti problemų su spausdintinės plokštės grandine. Atviros grandinės atsiranda, kai lydmetalis tinkamai nepasiekia kaladėlių arba kai lydmetalis pakyla ant komponento paviršiaus. Kai taip atsitinka, jungtys nebus užbaigtos ir komponentai neveiks tinkamai. Dažnai to galima išvengti kruopščiai išvalant skylutes ir užtikrinant, kad išlydytas lydmetalis tolygiai padengtų išvadus. Priešingu atveju dėl perteklinio arba nepilnai padengto lydmetalio sluoksnio išvadai gali sudrėkti arba tapti nesudrėkę. Kad išvengtumėte drėkimo, naudokite aukštos kokybės lydmetalį ir kokybišką surinkimo įrangą.

Kitas įprastas būdas aptikti spausdintinių plokščių defektus - automatinė optinė patikra (AOI). Ši technologija naudoja kameras, kuriomis daromos spausdintinių plokščių HD nuotraukos. Tuomet ji palygina šiuos vaizdus su iš anksto užprogramuotais parametrais, kad nustatytų komponentų defektų būklę. Jei aptinkamas koks nors defektas, įrenginys jį atitinkamai pažymi. AOI įranga paprastai yra patogi vartotojui, ją paprasta valdyti ir programuoti. Tačiau AOI gali būti nenaudinga atliekant struktūrinius patikrinimus arba tikrinant spausdintines plokštes, kuriose yra daug komponentų.

Ištaisymas

Elektronikos gaminių gamyboje naudojami litavimo procesai turi atitikti tam tikrus standartus ir gaires. Apskritai lydmetalio kaukė turėtų būti bent 75% storio, kad būtų užtikrintos patikimos lydmetalio jungtys. Litavimo pastos turėtų būti tepamos ant spausdintinių plokščių tiesiogiai, o ne atspausdintos ekrane. Geriausia naudoti konkrečiam pakuotės tipui pritaikytą šabloną ir stendą. Šiuose trafaretuose lydmetalio pasta ant pakuotės paviršiaus tepama metaliniu gremžtuku.

Naudojant bangų litavimo procesą vietoj tradicinio fliuso purškimo metodo, yra keletas privalumų. Lydymo bangomis procese naudojamas mechaninis litavimo bangomis procesas, kuriuo dalys prie spausdintinių plokščių priklijuojamos labai stabiliai. Šis metodas yra brangesnis, tačiau užtikrina saugų ir patikimą elektroninių komponentų tvirtinimo būdą.

Įvadas apie vienpusį ir dvipusį SMT surinkimą

Įvadas apie vienpusį ir dvipusį SMT surinkimą

Vienpusiai ir dvipusiai SMT mazgai skiriasi komponentų tankiu. Vienpusio SMT surinkimo tankis yra didesnis nei dvipusio SMT surinkimo, o jam apdoroti reikia daugiau šilumos. Dauguma surinkimo įmonių pirmiausia apdoroja didesnio tankio pusę. Taip sumažinama rizika, kad kaitinimo proceso metu komponentai iškris. Abiejose perlydymo surinkimo proceso pusėse reikia pridėti SMT klijų, kad kaitinimo metu komponentai laikytųsi savo vietose.

FR4 PCB

Dažniausiai naudojamos vienpusės spausdintinės plokštės. Vienpusėje plokštėje visi komponentai yra vienoje plokštės pusėje, todėl surinkti reikia tik tą pusę. Dvipusės plokštės turi pėdsakus abiejose plokštės pusėse, todėl sumažėja jų užimamas plotas. Dvipusės plokštės taip pat geriau išsklaido šilumą. Dvipusių plokščių gamybos procesas skiriasi nuo vienpusių PCB gamybos proceso. Dvipusio gamybos proceso metu iš dvipusės plokštės pašalinamas varis ir po ėsdinimo proceso vėl įdedamas.

Vienpuses spausdintines plokšteles taip pat lengviau gaminti ir jos yra pigesnės. Vienpusės spausdintinės plokštės gamyba apima kelis etapus, įskaitant pjaustymą, skylių gręžimą, grandinės apdorojimą, atsparumą litavimui ir teksto spausdinimą. Taip pat atliekami vienpusių PCB elektriniai matavimai, paviršiaus apdorojimas ir AOI.

PI variu dengta plokštė

PI variu dengtos plokštės vienpusis ir dvipusis smt surinkimo procesas apima poliimido dangos plėvelės naudojimą variui laminuoti vienoje PCB pusėje. Tada variu dengta plokštė prispaudžiama į vietą klijais, kurie atsiveria tam tikroje vietoje. Vėliau variu dengta plokštė padengiama atsparumo suvirinimui modeliu ir praduriama detalės kreipiamoji skylė.

Vienpusę lanksčiąją spausdintinę plokštę sudaro PI variu padengta plokštė su vienu laidininko sluoksniu, paprastai valcuota vario folija. Ši lanksti plokštė, baigus kurti grandinę, padengiama apsaugine plėvele. Vienpusė lanksti spausdintinė plokštė gali būti gaminama su dengiamuoju sluoksniu arba be jo, kuris veikia kaip apsauginis barjeras grandinei apsaugoti. Vienpusės spausdintinės plokštės turi tik vieną laidininkų sluoksnį, todėl jos dažnai naudojamos nešiojamuosiuose gaminiuose.

FR4

FR4 yra epoksidinės dervos rūšis, kuri paprastai naudojama spausdintinių plokščių gamyboje. Ši medžiaga pasižymi puikiu atsparumu karščiui ir liepsnai. FR4 medžiaga pasižymi aukšta stiklėjimo temperatūra, o tai labai svarbu didelės spartos įrenginiams. Jos mechaninės savybės apima tempimo ir šlyties stiprį. Matmenų stabilumas tikrinamas siekiant užtikrinti, kad medžiaga nepakeistų formos ir neprarastų tvirtumo įvairiose darbo aplinkose.

FR4 vienpusės ir dvisluoksnės daugiasluoksnės plokštės sudarytos iš FR4 izoliacinės šerdies ir plonos vario dangos apačioje. Gamybos metu komponentai su skylėmis montuojami ant pagrindo komponentų pusės, o laidai išvedami į varinius takelius arba kaladėles apatinėje pusėje. Tuo tarpu paviršinio montavimo komponentai montuojami tiesiai ant litavimo pusės. Nors jų struktūra ir konstrukcija yra labai panašios, pagrindinis skirtumas yra laidininkų išdėstymas.

FR6

Paviršinio montavimo technologijos (SMT) surinkimas - tai veiksmingas būdas elektroniniams komponentams pritvirtinti prie spausdintinių plokščių be skylių. Šio tipo technologija tinka tiek su švinu, tiek be švino. Naudojant dvipusę SMT technologiją, spausdintinė plokštė (PCB) turi du laidžius sluoksnius - vieną viršuje, kitą apačioje. Abiejose plokštės pusėse esanti vario danga veikia kaip srovę praleidžianti medžiaga ir padeda pritvirtinti komponentus prie spausdintinės plokštės.

Vienpusėms plokštėms lengva naudoti paprastus atraminius stulpelius. Dvipusėms plokštėms reikia papildomų atramų. Laisvas plotas aplink plokštę turi būti ne mažesnis kaip 10 mm.

FR8

FR8 vienpusio ir dvigubo smt surinkimo procesas panašus į bendrą surinkimo procesą, tačiau yra keletas skirtumų. Abiejuose procesuose naudojami klijai ir lydmetalio pasta. Po jų seka valymas, tikrinimas ir bandymai. Gatavas gaminys turi atitikti projektuotojo nurodytas specifikacijas.

Vienpusės plokštės yra labiau paplitusios ir užima mažesnį plotą. Tačiau dvipusės plokštės užima mažiau vietos ir maksimaliai išsklaido šilumą. Ėsdinimo proceso metu nuo dvipusės pusės pašalinamas varis. Po proceso jis vėl įdedamas.

Kaip atlikti PCB impedanso skaičiavimo modelį

Kaip atlikti PCB impedanso skaičiavimo modelį

Smitho diagramos naudojimas

Smitho diagrama yra naudingas įrankis, kai norite nustatyti grandinės impedanciją. Tai vizualus elektrinės grandinės kompleksinės varžos priklausomybės nuo dažnio vaizdas. Ji taip pat parodo impedanso priklausomybės nuo dažnio lokusą, kuris reikalingas stabilumo analizei ir virpesių išvengimui. Daugelis kompiuterių turi galimybę impedanso vertes rodyti skaitine išraiška, tačiau Smitho diagrama padeda vizualizuoti galimybes.

Smitho diagrama gali būti naudojama signalo keliui tarp kompiuterio plokštės kontaktinių kaladėlių ir elektroninio prietaiso įvertinti. Šis prietaisas gali būti integrinis grandynas, tranzistorius arba pasyvusis komponentas. Jame taip pat gali būti vidinių grandynų. Naudodamiesi šia diagrama, galite nustatyti spausdintinės plokštės impedanciją ir panaudoti ją projektuojant elektrinę grandinę.

Smitho diagrama gali būti naudojama įvairių tipų varžos modeliams, su kuriais susiduriama projektuojant spausdintines plokštes, nustatyti. Ji yra trijų formų: ribota, neribota ir apversta. Smitho diagramos centre esantis taškas reiškia neribotos varžos modelį, o išoriniame apskritime esantis taškas - apverstos varžos modelį.

Naudodami Smitho diagramą impedansui apskaičiuoti, galite lengvai suderinti šaltinio ir paskirties impedansus. Tada galite apskaičiuoti suderinimo tinklo dydį. Derinamojo tinklo dydis priklauso nuo to, kokio dydžio poslinkis reikalingas tarp šaltinio ir paskirties impedanso. Be to, nuosekliosios ir lygiagrečiosios L ir C vertės perkelia tašką išilgai pastoviosios varžos ir reaktyvumo kreivių. Jei varža mažėja, prie linijos galo galite pridėti daugiau R verčių.

3D lauko sprendiklio naudojimas

PCB impedanso skaičiavimas yra būtinas PCB projektavimo proceso etapas. Jis apima perdavimo linijos arba trasos impedanso PCB apskaičiavimą pagal projekto konfigūraciją. Jei PCB yra sudėtinga arba ją sudaro keli sluoksniai, naudojant 3D lauko sprendiklį galima tiksliausiai apskaičiuoti varžą.

Impedanso skaičiavimo modeliuose paprastai daroma prielaida, kad skerspjūvis yra stačiakampio formos ir kad srovė tobulai grįžta. Tačiau tikrieji skerspjūviai gali būti daugiakampiai ir netgi gali kirsti etaloninio sluoksnio tarpus. Dėl to gali atsirasti didelių signalų iškraipymų, ypač didelės spartos tinkluose.

Sprendiklis palaiko dviejų tipų prievadus: banginius ir vienalyčius prievadus. Abiem atvejais turite aiškiai apibrėžti, kokio tipo prievadus norite naudoti. Galite nurodyti bangų prievado plokštumą naudodami geometriją arba apibrėžti ją rankiniu būdu, naudodami bangų pasirinktinį dydį (Wave Custom Size type).

Dauguma 3D lauko sprendiklių sukuria S-parametrų elgsenos modelius. Šie modeliai yra supaprastintas schematinis tikrojo prietaiso atvaizdavimas. Todėl jiems reikia daug iteracijų. Pavyzdžiui, galite sukurti modeliavimą su daugeliu schemos modelių ir palyginti jų rezultatus.

PCB impedanso skaičiavimai yra labai svarbūs projektuojant PCB. Svarbu sumodeliuoti reguliuojamąją spausdintinės plokštės impedanciją, kad išvengtumėte impedanso neatitikimų. Be to, svarbu glaudžiai bendradarbiauti su PCB gamintoju. Jūsų PCB gamintojas gali turėti specialų CAM skyrių, kuris gali pateikti atitinkamas nuorodas su impedancija susijusiems projektavimo klausimams spręsti. Tačiau svarbu visiškai neperduoti impedanso klausimų kontrolės išorinei šaliai.

Kaip pasirinkti ir naudoti "Roger" PCB medžiagą RF ir mikrobangų projektams

Kaip pasirinkti ir naudoti "Roger" PCB medžiagą RF ir mikrobangų projektams

Rinkdamiesi PCB medžiagą kitam RF ar mikrobangų projektui, turėtumėte atkreipti dėmesį į keletą svarbių aspektų. Tai guolio temperatūra, didžiausia ir mažiausia darbinė temperatūra ir medžiagos grįžtamumas. Pavyzdžiui, jei jūsų projektui reikalinga aukšta guolių temperatūra, tikriausiai norėsite naudoti "Rogers" PCB.
RF

Jei jūsų spausdintinės plokštės projektui reikia aukšto dažnio ir mažos dielektrinės skvarbos medžiagos, jums gali kilti klausimas, kaip pasirinkti ir naudoti Roger PCB medžiagą. Laimei, turite keletą galimybių. Teflono pagrindu pagamintų šerdžių galima įsigyti iš daugelio įmonių. Šios medžiagos gali būti labai lanksčios. Dėl to jos puikiai tinka viengubo lenkimo taikymams. Jos taip pat pasižymi dideliu patikimumu ir elektrinėmis savybėmis, susijusiomis su PTFE substratu.

Mikrobangų krosnelė

Spręsdami, kokia PCB medžiaga geriausiai tinka jūsų RF arba mikrobangų projektui, atsižvelkite į tai, kokius dažnius reikia pasiekti. Apskritai šioms reikmėms turėtumėte rinktis mažos dielektrinės skvarbos medžiagą. Mažos dielektrinės skvarbos medžiagos pasižymi mažais signalo nuostoliais ir idealiai tinka RF mikrobangų grandinėms.

Didelės spartos

Radijo dažnių ir mikrobangų projektams labai svarbu parinkti tinkamą PCB medžiagą. Rogers PCB medžiaga pasižymi savybėmis, reikalingomis atlaikyti aukštą temperatūrą ir išlaikyti patikimumą. Ji pasižymi aukšta stiklėjimo temperatūra - maždaug 280 laipsnių pagal Celsijų - ir stabiliomis plėtimosi savybėmis visame grandinės apdorojimo temperatūrų diapazone.

Dielektrinis sluoksnis

Projektuojant radijo dažnių arba mikrobangų PCB, dielektrinis sluoksnis yra svarbus eksploatacinių savybių parametras. Medžiaga turi turėti mažą dielektrinę skvarbą ir mažiausią tangentą, kad būtų atspari dielektriniams nuostoliams, taip pat ji turi pasižymėti dideliu šiluminiu ir mechaniniu stabilumu. Šiam tikslui puikiai tinka teflonas. Ji taip pat vadinama teflono PCB. Filtro arba osciliatoriaus stabilumui užtikrinti būtina dielektrinė medžiaga su mažu šiluminio plėtimosi koeficientu. Medžiaga taip pat turėtų turėti atitinkamus X ir Z ašių šiluminio plėtimosi koeficientus.

Pėdsako plotis

"Rogers" PCB medžiagos naudojimas yra puikus būdas pagerinti savo projektų našumą. Ši dielektrinė medžiaga pasižymi plačiu dielektrinės skvarbos verčių diapazonu, todėl ji puikiai tinka didelės spartos įrenginiams. Be to, ji suderinama su FR-4.

Signalo praradimo tolerancija

Kadangi PCB projektai tampa vis sudėtingesni, mažesni ir greitesni, vis svarbesnis tampa impedanso kontrolės poreikis. Pagrindo impedanso kontrolė yra labai svarbi, kad signalai galėtų efektyviai sklisti per trasą arba atskaitos plokštumą. Dėl netinkamos pagrindo varžos signalai gali atsidurti už nustatyto diapazono ribų. Naudodami "Rogers 4000" serijos laminatą, projektuotojai gali užtikrinti impedanso kontrolę ir kartu patobulinti bendrą konstrukciją. Tai ypač svarbu didelės spartos skaitmeninėse programose.

PTFE

Įrengiant radijo dažnių arba mikrobangų PCB, labai svarbi yra spausdintinių plokščių medžiagos dielektrinė skvarba (Dk). Kuo didesnė dielektrinė skvarba, tuo trumpesnis grandinės bangos ilgis. PTFE Rogers PCB medžiaga su didele Dk yra puikus pasirinkimas mikrobangų PCB.

Rogers RT/Duroid 5880

RT/Duroid 5880 yra stiklo mikropluoštu sustiprinta PCB medžiaga, pasižyminti maža dielektrine skvarba ir mažais nuostoliais. Ši medžiaga yra geras pasirinkimas mikrobangų arba radijo dažnių projektams. Ji pasižymi nedideliu tankiu ir yra suderinama su litavimu aukštoje temperatūroje.

Kaip surenkamos dvipusės SMD plokštės? Visas procesas ir palyginimas

Kaip surenkamos dvipusės SMD plokštės? Visas procesas ir palyginimas

Šiame straipsnyje palyginsime dvipusių ir vienpusių SMD plokščių kainą ir surinkimo procesą. Taip pat bus aptarti abiejų tipų plokščių privalumai ir trūkumai. Be to, jis padės suprasti litavimo ir lydmetalio pastos spausdinimo skirtumus.

Vienpusės ir dvipusės smd plokštės

Vienpusės ir dvipusės SMD plokštės skiriasi daugeliu aspektų. Dvipusėse plokštėse yra daugiau vietos, jose galima montuoti daugiau komponentų ir jungčių. Jos yra puikus pasirinkimas sudėtingai elektronikai. Dvipusės spausdintinės plokštės paprastai yra brangesnės ir sudėtingiau surenkamos. Nepaisant to, jos turi keletą privalumų.

Vienpusių spausdintinių plokščių gamybos procesas yra paprastesnis. Joms nereikia naudoti lituoklio ir nereikia daug sudėtingų įrankių. Vienpusės spausdintinės plokštės gaminamos iš įvairių medžiagų ir daugeliu atvejų yra pigesnės. Šios plokštės taip pat gali būti lankstesnės, todėl jų gamybos sąnaudos yra mažesnės.

Dvipusės plokštės turi didesnį paviršiaus plotą, todėl dažnai pasirenkamos sudėtingose grandinėse. Vienpusės plokštės gali būti gaminamos ir su per skylę, ir su paviršinio montavimo komponentais. Tačiau dvipusėse plokštėse komponentai montuojami viršutinėje arba apatinėje pusėje.

Dvipusės plokštės yra lankstesnės sudėtingoms grandinėms, tačiau vienpusės plokštės yra geras pasirinkimas, kai trūksta vietos. Į vienpuses plokštes galima sutalpinti didesnes grandines nei į dvipuses, tačiau vienpusė plokštė gali būti per didelė. Jei reikia sukurti sudėtingą grandinę su daugybe jungčių, tarp komponentų gali tekti įrengti laidų pertraukiklius.

Dvipusių plokščių privalumai - didesnis grandinių išdėstymo sudėtingumas ir ekonomiškumas. Dvipusės spausdintinės plokštės taip pat yra brangesnės, nes joms reikia daugiau šablonų ir papildomos įrangos. Be to, dvipusių PCB gali būti didesnės pridėtinės išlaidos. Priklausomai nuo plokštės konstrukcijos, dvipusėms spausdintinėms plokštėms gali reikėti sudėtingesnio grandynų dizaino ir daugiau skylių.

Lituoklio pastos spausdinimas ir litavimas

Litavimo pastos spausdinimas - tai procesas, kurio metu ant plikų plokščių ir komponentų montavimo vietų užtepama litavimo pasta. Šis procesas gali būti sudėtingas ir reikalauja išsamaus proceso. Siekiant užtikrinti tikslumą, lydmetalio pasta matuojama 3D formatu, todėl galima mažesnė paklaida. Kai lydmetalio pasta užtepama ant plikos plokštės, kitas žingsnis - paviršinio montavimo komponentų montavimas. Tam idealiai tinka mašinos, nes jos užtikrina tikslų ir be klaidų atliekamą procesą.

Lituoklio pastos būna įvairių rūšių ir kokybės, ją pramoniniais kiekiais galima įsigyti didelėse PCB surinkimo gamyklose. Mažesniais kiekiais ją taip pat galima įsigyti iš trafaretų pardavėjų ir lydmetalio pastos tiekėjų. Abiejų rūšių lydmetalio pastą reikia tinkamai laikyti, ji turi būti laikoma sandariose talpyklose. Kadangi lydmetalio pasta turi didelį paviršiaus plotą, oksidacija gali būti rimta problema.

Dėl elektronikos gaminių sudėtingumo PCBA plokštės tampa vis mažesnės. Be to, daugelyje PCBA plokščių yra daugiau nei vieno tipo komponentų. Daugumoje PCBA plokščių yra SMD ir skylėtų komponentų derinys.

Per daug skirtingų komponentų gali turėti įtakos litavimo procesui.

Spausdinant lydmetalio pastą reikalingas tikslus spausdinimo procesas. Litavimo pastos spausdinimui naudojamas gremžtukas turėtų būti pagamintas iš nerūdijančio plieno ir būti 45-60 laipsnių temperatūros. Nuo gremžtuko kampo priklauso, kiek lydmetalio pastos bus užtepta ant paviršiaus. Be to, nuo gremžtuko spaudimo taip pat priklauso pastos nuosėdų forma. Nuo trafareto juostelės greičio taip pat priklauso atspausdinamos lydmetalio pastos kiekis. Dėl per didelio greičio gali atsirasti aukšti kraštai aplink nuosėdas.

Dvipusės smd plokštės surinkimo kaina

Dvipusės SMD plokštės surinkimas yra brangesnis ir sudėtingesnis nei standartinių vienpusių plokščių. Tiksli kaina priklauso nuo konkrečios sąrankos. Du pagrindiniai skirtumai yra šie: skylių skaičius ir laidininkų išdėstymas. Palyginę šias dvi galimybes, galite geriau įsivaizduoti, kokios bus išlaidos.

Dvipusio SMD plokščių surinkimo procesas prasideda apdorojant pirmąją plokštės pusę. Tada lituojama antroji pusė. Atliekant pakartotinio litavimo procesą reikia atsižvelgti į komponentų svorį. Jei komponentai sunkūs, prieš lituojant juos galima pritvirtinti klijais.

Vidutinė spausdintinių plokščių surinkimo kaina svyruoja nuo trijų-keturių iki kelių šimtų dolerių. Tačiau kaina priklauso nuo projekto sudėtingumo ir pridėtinių išlaidų. Be to, jei PCB reikia gręžti, gamybos ir surinkimo kaina bus didesnė nei vidutinė.

Bendros dvipusės SMD plokštės surinkimo sąnaudos priklauso nuo konstrukcijos sudėtingumo ir gaminio eksploatacinių savybių reikalavimų. PCB surinkimas yra labai sudėtingas procesas, kuriame dalyvauja kvalifikuoti žmonės ir automatizuotos mašinos. Kadangi šis procesas apima daug sluoksnių, bendra kaina didėja kartu su komponentų skaičiumi.

Skirtingi PCB litavimo procesų tipai

Skirtingi PCB litavimo procesų tipai

Kai kalbama apie PCB litavimą, turite keletą galimybių. Tai - pakartotinis liejimas, paviršinio montavimo technologija ir litavimas bangomis. Sužinokite daugiau apie juos. Kiekvienas iš jų turi savų privalumų ir trūkumų. Kuris iš jų geriausiai tinka jūsų spausdintinei plokštei?

Banginis litavimas

Banginio litavimo procesai naudojami elektroniniams komponentams ant spausdintinių plokščių lituoti. Šio proceso metu spausdintinė plokštė perleidžiama per išlydyto lydmetalio indą, todėl susidaro nuolatinės lydmetalio bangos, kurios naudojamos elektriniu ir mechaniniu požiūriu patikimoms jungtims suformuoti. Šis procesas dažniausiai naudojamas montuojant komponentus per skylę, tačiau jį galima naudoti ir paviršiniam montavimui.

Iš pradžių per skylutes buvo lituojama bangomis. Šis procesas leido sukurti dvipuses ir daugiasluoksnes spausdintines plokštes. Galiausiai buvo sukurti hibridiniai spausdintinių plokščių rinkiniai, kuriuose naudojami ir skylių, ir SMD komponentai. Šiandien kai kurias spausdintines plokštes sudaro lanksčios juostelės.

Ankstyvuoju laikotarpiu banginio litavimo procese buvo naudojami fliusai su didele kanifolijos koncentracija. Paprastai šie skysti fliusai buvo naudojami tik banginiu būdu lituojant mazgus be SMD. Šis metodas reikalavo brangaus valymo po litavimo.

Paviršinio montavimo technologija

Paviršinio montavimo technologija yra populiarus PCB gamybos būdas. Ji leidžia miniatiūrizuoti komponentus, kuriuos galima montuoti arčiau vienas kito ant spausdintinės plokštės. Taip integriniai grandynai tampa mažesni ir funkcionalesni. Tačiau tam reikia daugiau kapitalo investicijų.

Paviršinio montavimo technologija apima komponentų litavimą ant spausdintinės plokštės paviršiaus. Ji turi pranašumų, palyginti su kitais PCB litavimo procesais, tokiais kaip montavimas per skylę ir litavimas bangomis. Palyginti su montavimu per skylę, paviršinio montavimo PCB galima pasiekti didesnį pakuotės tankį ir patikimumą. Jos taip pat gali būti atsparesnės vibracijai ir smūgiams. Jos dažniausiai naudojamos buitinėje elektronikoje.

Paviršinio montavimo technologija pirmą kartą buvo pradėta taikyti 1960 m. ir tapo labai populiari elektronikoje. Šiandien yra daug įvairių komponentų, pagamintų naudojant paviršinio montavimo technologiją. Tarp jų yra daug įvairių tranzistorių, analoginių ir loginių integrinių grandynų.

Selektyvus litavimas

Selektyvusis PCB litavimas yra ekonomiškai efektyvus procesas, leidžiantis gamintojams greičiau ir lengviau parduoti savo gaminius. Jo privalumai - galimybė apsaugoti jautrius komponentus nuo karščio ir sutrumpinti litavimo laiką. Be to, šis procesas gali būti naudojamas plokštėms taisyti ar perdaryti, kai jos jau sulituotos.

Selektyviam litavimui naudojami du pagrindiniai metodai. Tai - lydmetalis ir panardinamasis litavimas. Kiekvienas iš šių procesų turi savų privalumų ir trūkumų. Dėl to svarbu suprasti kiekvieną iš jų prieš nusprendžiant, kuris iš jų jums geriausiai tinka.

Selektyvusis litavimas turi daug privalumų ir yra priimtiniausias daugelio PCB rinkinių metodas. Jo metu nereikia rankiniu būdu lituoti visų spausdintinės plokštės komponentų, todėl greičiau surenkama plokštė. Be to, jis sumažina šiluminį piktnaudžiavimą plokšte.

PCB tipai ir funkcijos

PCB tipai ir funkcijos

PCB medicinos pramonėje

Medicinos sektoriuje daug PCB naudojama įvairiuose gaminiuose, įskaitant kraujospūdžio matuoklius, infuzinius siurblius ir širdies ritmo matuoklius. Šie prietaisai, naudodami mažyčius elektroninius komponentus, pacientams tiekia tikslius skysčių kiekius. Tobulėjant technologijoms, medicinos pramonė ir toliau ras naujų PCB panaudojimo būdų.

Spausdintinės plokštės

Spausdintinės plokštės yra labai svarbi daugelio pramonės šakų dalis. Jos naudojamos įvairiuose gaminiuose - nuo didžiulių mašinų iki plataus vartojimo prietaisų. Pateikiame keletą dažniausiai pasitaikančių šių plokščių panaudojimo būdų. Pramonėje jos turi atlaikyti didelę galią ir ekstremalią temperatūrą. Jos taip pat gali būti veikiamos aštrių cheminių medžiagų ir vibruojančių mašinų. Štai kodėl daugelis pramoninių spausdintinių plokščių gaminamos iš storesnių ir termiškai atsparių metalų.

Spausdintinių plokščių paskirtis įvairi - nuo šaldytuvo maitinimo iki daiktų interneto. Net prietaisuose, kurie anksčiau nebuvo elektroniniai, dabar naudojami elektroniniai komponentai. Spausdintinės plokštės taip pat plačiai naudojamos pramoninėje aplinkoje, kur jos maitina didžiąją dalį įrangos paskirstymo centruose ir gamybos įmonėse.

Poveikis aplinkai

PCB yra plastikinės cheminės medžiagos, plačiai naudojamos gaminant daugelį produktų. Pirmą kartą jie buvo pagaminti 1929 m. ir plačiai naudojami sandarikliuose, rašaluose ir pjovimo alyvose. 1966 m. jų aptikta Didžiuosiuose ežeruose ir dėl to uždrausta jų gamyba ir importas visoje Šiaurės Amerikoje. PCB kiekis pradėjo mažėti iki devintojo dešimtmečio pabaigos, kai vėl ėmė didėti.

Be cheminių junginių, PCB taip pat turi analogų, kurie sukelia endokrininės sistemos sutrikimus ir neurotoksiškumą žmonėms. Šie analogai yra polibrominti bifenilai ir kelia daugelį tų pačių aplinkosaugos problemų. Jie pasižymi panašiomis cheminėmis savybėmis ir yra atsparūs hidrolizei, rūgštims ir temperatūros pokyčiams. Be to, veikiant aukštai temperatūrai ir cheminėms medžiagoms iš jų gali susidaryti dibenzodioksinai.

Daugiasluoksnės spausdintinės plokštės

Daugiasluoksnės spausdintinės plokštės yra populiarus spausdintinių plokščių tipas, naudojamas įvairiose srityse. Daugiasluoksnė konstrukcija idealiai tinka elektronikai, kuriai reikia lankstumo, nedidelio svorio ir patvarumo. Šios plokštės gali atlikti ir lanksčių, ir standžių PCB funkcijas ir naudojamos beveik visuose šiuolaikiniuose sudėtinguose elektroniniuose prietaisuose.

PCB taip pat dažnai naudojami medicinos pramonėje. Jie naudojami rentgeno ir kompiuterinės tomografijos įrangoje, taip pat kraujospūdžio ir cukraus kiekio nustatymo prietaisuose. Daugiasluoksnės spausdintinės plokštės ypač naudingos šiose srityse, nes jos gali būti itin mažos, tačiau kartu užtikrinti didelį našumą.

Poveikis sveikatai

Mažai tikėtina, kad nedidelis PCB poveikis turės neigiamą poveikį sveikatai. Tačiau dėl didelio poveikio gali padidėti neigiamo poveikio sveikatai rizika. Ypač didelė rizika kyla aborigenams, medžiotojams ir žvejams bei šeimoms. Laimei, yra keletas būdų, kaip sumažinti PCB poveikį. Tai - valgyti maistą, kuriame nėra PCB, dažnai plauti rankas ir vengti užteršto vandens bei žuvies.

Tyrimai parodė, kad PCB gali sukelti neigiamą poveikį žmonių ir gyvūnų sveikatai. Jie priskiriami prie tikėtinų kancerogenų ir gali paveikti smegenų vystymąsi bei neurologines funkcijas. Dėl PCB poveikio taip pat gali sutrikti trumpalaikė atmintis ir sumažėti intelekto koeficientas.

Kaip elgtis su įžeminimu aukšto dažnio dizaine

Kaip elgtis su įžeminimu aukšto dažnio dizaine

Aukšto dažnio konstrukcijose reikia spręsti įžeminimo klausimą. Kalbant apie įžeminimą, reikia spręsti keletą klausimų. Tarp jų - įžeminimo laidininkų ir įžeminimo jungčių varža, nuolatinės srovės kelias, kuriame dominuoja žemo dažnio signalai, ir vieno taško įžeminimas.

Įžeminimo laidininkų varža

Tipinės įžemintos elektros sistemos įžeminimo elektrodas yra lygiagretus įžeminimo strypams, esantiems linijos pusėje, transformatoriuose ir stulpuose. Bandomasis strypas prijungiamas prie įžeminimo elektrodo. Linijos pusės įžeminimo strypų ekvivalentinė varža yra nereikšminga.

Vieno taško įžeminimo metodas yra priimtinas mažesniems nei 1 MHz dažniams, tačiau mažiau pageidautinas aukštiems dažniams. Vieno taško įžeminimo laidas padidins įžeminimo varžą dėl laido induktyvumo ir bėgių talpos, o dėl klaidžiojančios talpos atsiras nenumatytų įžeminimo grįžtamųjų kelių. Didelio dažnio grandinėms būtinas daugiataškis įžeminimas. Tačiau šis metodas sukuria įžeminimo kilpas, kurios yra jautrios magnetinio lauko indukcijai. Todėl svarbu vengti hibridinių įžeminimo kilpų naudojimo, ypač jei grandinėje bus jautrių komponentų.

Įžeminimo triukšmas gali būti didelė problema aukšto dažnio grandinėse, ypač kai grandinės iš maitinimo šaltinio ima dideles kintamas sroves. Ši srovė teka bendruoju žemės grįžtamuoju ryšiu ir sukelia klaidingą įtampą arba DV. Ji kinta priklausomai nuo grandinės dažnio.

Jungiamųjų laidininkų varža

Idealiu atveju jungiamųjų laidininkų varža turėtų būti mažesnė nei vienas miliohmas. Tačiau aukštesniuose dažniuose jungiamojo laidininko elgsena yra sudėtingesnė. Jame gali pasireikšti parazitinis poveikis ir lygiagrečiai esanti liekamoji talpa. Tokiu atveju jungiamasis laidininkas tampa lygiagrečiąja rezonansine grandine. Jis taip pat gali pasižymėti didele varža dėl odos efekto, t. y. srovės tekėjimo per išorinį laidininko paviršių.

Tipiškas laidžiojo trikdžio ryšio pavyzdys yra variklio arba perjungimo grandinė, maitinama į mikroprocesorių su įžeminimo grįžtamuoju ryšiu. Šioje situacijoje įžeminimo laidininko varža yra didesnė už jo darbinį dažnį, todėl tikėtina, kad grandinė rezonuoja. Dėl šios priežasties įžeminimo laidininkai paprastai jungiami keliuose taškuose, naudojant skirtingus jungimo ilgius.

Nuolatinės srovės kelias dominuoja žemo dažnio signalams

Plačiai paplitusi nuomonė, kad žemo dažnio signalų nuolatinės srovės kelią dominuojantį žemo dažnio signalams yra lengviau įgyvendinti nei aukšto dažnio grandines. Tačiau šis metodas turi keletą apribojimų, ypač integruotose realizacijose. Šie apribojimai apima mirgėjimo triukšmą, nuolatinės srovės poslinkį ir dideles laiko konstantas. Be to, tokiose konstrukcijose paprastai naudojami dideli rezistoriai ir kondensatoriai, kurie gali sukelti didelį šiluminį triukšmą.

Paprastai aukšto dažnio signalų grįžtamoji srovė eina mažiausio kontūro ploto ir mažiausio induktyvumo keliu. Tai reiškia, kad didžioji dalis signalo srovės grįžta į plokštumą siauru keliu tiesiai po signalo pėdsaku.

Vieno taško įžeminimas

Vieno taško įžeminimas yra esminis elementas apsaugant ryšių objektus nuo žaibo. Be veiksmingo sujungimo, šis metodas užtikrina ir konstrukcinę apsaugą nuo žaibo. Jis buvo plačiai išbandytas žaibo pažeistose vietovėse ir pasirodė esąs veiksmingas metodas. Tačiau vieno taško įžeminimas nėra vienintelis aspektas.

Jei galios lygio skirtumas tarp grandinių yra didelis, gali būti nepraktiška naudoti nuoseklųjį vieno taško įžeminimą. Atsiradusi didelė grįžtamoji srovė gali trukdyti mažos galios grandinėms. Jei galios lygio skirtumas yra mažas, galima naudoti lygiagretaus vieno taško įžeminimo schemą. Tačiau šis metodas turi daug trūkumų. Vieno taško įžeminimas ne tik neefektyvus, bet ir reikalauja didesnio įžeminimo kiekio, be to, didina įžeminimo varžą.

Vieno taško įžeminimo sistemos paprastai naudojamos žemesnio dažnio konstrukcijose. Tačiau jei grandinės veikia aukštais dažniais, gali būti geras pasirinkimas naudoti daugiataškio įžeminimo sistemą. Aukšto dažnio grandinės įžeminimo plokštuma turėtų būti bendra dviem ar daugiau grandinių. Taip sumažės magnetinių kilpų atsiradimo tikimybė.

Maitinimo trukdžiai

Maitinimo trukdžiai gali pabloginti grandinės veikimą ir net sukelti rimtų signalo vientisumo problemų. Todėl projektuojant aukšto dažnio grandines būtina spręsti galios trikdžių problemą. Laimei, yra metodų, kaip spręsti šias problemas. Toliau pateikti patarimai padės sumažinti galios trukdžių kiekį aukšto dažnio projektuose.

Pirmiausia supraskite, kaip atsiranda elektromagnetiniai trukdžiai. Yra du pagrindiniai trukdžių tipai: nuolatiniai ir impulsiniai. Nuolatiniai trukdžiai atsiranda dėl žmogaus sukurtų ir natūralių šaltinių. Abiejų tipų trikdžiams būdingas ryšio mechanizmas ir atsakas. Kita vertus, impulsiniai trikdžiai atsiranda su pertrūkiais ir per trumpą laiką.

Failure Analysis of Soldering Defects on Immersion Tin PCB Pads

Failure Analysis of Soldering Defects on Immersion Tin PCB Pads

Soldering defects are a common cause of PCB failure. There are several different types of defects that can lead to PCB failure. The article below explores three types of defects: Wetting, Plating through hole barrel cracking, and Liquid fluxes.

Wetting defects

Exposure to environmental factors during the manufacturing process can affect the wetting ability of immersion tin pcb pads. This can reduce assembly yield and second level reliability. Therefore, it is important to avoid or correct poor wetting defects. This research explored the effects of different temperature conditions on the wetting ability of these pads.

Immersion tin pads exhibit a variety of defects that can cause the assembly process to fail. Unlike dewetting, which is a defect in which the soldering joint is not formed, wetting defects occur when the molten solder does not adhere to the wettable surface of the PCB pads or components. This can result in holes or voids in the solder joints.

Non-wetting defects can also cause serious structural issues. In addition, they may result in poor electrical conductivity, loose components, and poor PCB pad performance.

Plating through hole barrel cracking

This study evaluated the reliability of immersion tin pcb pads through a failure analysis of soldering defects. To do this, we studied the behavior of the intermetallics inside solder joints by SEM. We compared the results of the aged and non-aged assemblies to understand how the intermetallics affect joint reliability.

The results of the investigation show that the electroless nickel coating on immersion tin PCB pads is characterized by deep crevasses and fissures. These open boundaries are attributed to the corrosive environment generated during ENIG plating. This problem can be solved by introducing a nickel controller into the plating process. This countermeasure helps to maintain good wettability in the pad and prevent oxidation.

Liquid fluxes

This failure analysis of soldering defects also includes the analysis of the flux used in the process. The use of different liquid fluxes in the reflow process may lead to different results. One method used for analyzing the effects of flux on soldering defects on immersion tin PCB pads is to assemble the flip-chip assemblies with readout chips on the bottom.