Dipsolderen en SMD gesoldeerde apparaten

/0 Reacties/in /door

Dipsolderen en SMD gesoldeerde apparaten

Dipsolderen en smd-solderen zijn twee verschillende verwerkingsmethoden die worden gebruikt om elektronische apparaten te assembleren. Beide methoden maken gebruik van een reflowproces waarbij de soldeerpasta geleidelijk wordt verhit. Wanneer het reflowproces succesvol is, hecht de gesmolten soldeerpasta de gemonteerde componenten effectief aan de printplaat, waardoor een stabiele elektrische verbinding ontstaat. De twee methoden hebben verschillende kenmerken gemeen.

Asymmetrisch golfsolderen

Asymmetrisch golfsolderen is het proces waarbij een ring van soldeer wordt gevormd die het onderdeel omgeeft en het kan scheiden van de omringende lucht. Het creëert ook een barrière tussen het soldeer en zuurstof. Deze soldeermethode is eenvoudig en veelzijdig, maar kan aanzienlijke uitdagingen met zich meebrengen, vooral bij het gebruik van opbouwapparaten.

Het golfsoldeerproces is een van de meest gebruikte soldeermethoden. Het is een soldeerproces in bulk waarmee fabrikanten snel veel printplaten in massaproductie kunnen nemen. De printplaten worden over het gesmolten soldeer geleid, dat wordt aangemaakt door een pomp in een pan. De soldeergolf hecht zich dan aan de componenten van de printplaat. Tijdens het proces moet de printplaat worden gekoeld en geblazen om te voorkomen dat het soldeer de printplaat vervuilt.

Fluxbarrière

Vloeimiddel is een vloeistof die het gesmolten soldeer laat vloeien en oxiden van het oppervlak verwijdert. Er zijn drie soorten vloeimiddel. Deze zijn op waterbasis, alcoholbasis en oplosmiddelbasis. Tijdens het soldeerproces moet de printplaat worden voorverwarmd om de flux te activeren. Als het soldeerproces is voltooid, moet de flux worden verwijderd met oplosmiddelhoudende of op water gebaseerde verwijderaars.

Een vloeimiddel van hoge kwaliteit is essentieel voor het bereiken van de gewenste resultaten tijdens het soldeerproces. Een hoogwaardige flux verbetert de bevochtiging en hechtingseigenschappen van het soldeer. Een flux met een hoge activering kan echter het risico op oxidatie verhogen, wat niet altijd wenselijk is.

Koude gewrichten

Bij koud solderen smelt of vloeit de legering niet volledig. Dit kan ernstige gevolgen hebben in een elektronisch apparaat. Dit kan de geleidbaarheid van het soldeer beïnvloeden en resulteren in een defect circuit. Om koude soldeerverbindingen te testen, sluit je een multimeter aan op de aansluitingen. Als de multimeter een weerstand van meer dan 1000 ohm aangeeft, is de koude verbinding defect.

Het solderen van een printplaat vereist goede soldeerverbindingen, die de werking van het product garanderen. Over het algemeen zal een goede soldeerverbinding glad en helder zijn en een contour van de gesoldeerde draad bevatten. Een slechte soldeerverbinding veroorzaakt kortsluiting op de printplaat en veroorzaakt schade aan het apparaat.

Metaal toevoegen aan printplaten

Metaal toevoegen aan printplaten met dipsolderen of smd-solderen houdt in dat er een vulmetaal aan de printplaat wordt toegevoegd voordat er gesoldeerd wordt. Zachtsolderen is de meest gebruikte methode om kleine componenten op de printplaat te bevestigen. In tegenstelling tot traditioneel solderen smelt bij zacht solderen het onderdeel niet, omdat het soldeer zich niet kan hechten aan het geoxideerde oppervlak. In plaats daarvan wordt een vulmetaal, meestal een tin-loodlegering, toegevoegd.

Voordat je het onderdeel soldeert, is het belangrijk om de soldeerbout voor te bereiden op 400°C. Deze warmte moet hoog genoeg zijn om het soldeer op de stift te laten smelten. Het is handig om de stift voor het solderen te vertinnen om de warmteoverdracht te bevorderen. Daarnaast helpt het om de componenten georganiseerd te houden zodat het solderen geen stress oplevert.

Handmatig vs. automatisch golfsolderen

Golfsoldeerapparatuur is er in verschillende vormen, waaronder gerobotiseerde, handmatige en dompelselectieve systemen. Elk type heeft zijn eigen voor- en nadelen. U kunt het beste het model kopen dat het beste past bij de behoeften van uw bedrijf. Een slank bedrijf zou bijvoorbeeld moeten overwegen om het eenvoudigste model aan te schaffen. U moet echter ook rekening houden met de kosten van de apparatuur. In de meeste gevallen kost handmatige golfsoldeerapparatuur minder dan een geautomatiseerde machine.

Handmatig solderen is langzamer dan geautomatiseerd golfsolderen en vatbaar voor menselijke fouten. Selectief solderen elimineert deze problemen echter doordat de operator exacte plekken voor elk onderdeel kan programmeren. Bovendien is bij selectief solderen geen lijm nodig. Bovendien zijn er geen dure golfsoldeerpallets nodig en is het kosteneffectief.

Problemen met SMD-solderen

Soldeerproblemen kunnen om verschillende redenen optreden. Een veel voorkomende oorzaak is de verkeerde pastasjabloon bij het gebruik van soldeervloeimiddel of de verkeerde instelling van de montagefeeder. Andere problemen zijn onvoldoende soldeer en slechte soldeerbaarheid van de onderdelen of pads. Deze fouten kunnen ertoe leiden dat de laspunt onverwachte vormen aanneemt. Soldeerballen, soldeerpegels en gaten kunnen ook het gevolg zijn van verkeerd solderen.

Een andere veel voorkomende reden voor niet-natte soldeerverbindingen is onjuiste reiniging. Onvoldoende bevochtiging betekent dat het soldeer niet goed hecht aan het onderdeel. Als gevolg daarvan zijn de componenten niet verbonden en kunnen ze eraf vallen.

Soldeermethoden van PCB Chip pakket en processen

/0 Reacties/in /door

Soldeermethoden van PCB Chip pakket en processen

Solderen is een kritisch onderdeel van een PCB-chippakket. Soldeerprocessen omvatten een combinatie van technieken, waaronder gerichte IR, convectie en ongerichte IR. Elke methode omvat een geleidelijke verwarming van het pakket, gevolgd door afkoeling van het geheel.

Soldeerproces

Solderen is het proces waarbij soldeerballen en andere soldeermaterialen met PCB-chippakketten worden verbonden. Dit proces wordt op twee manieren uitgevoerd. De convectiemethode en het reflowproces. Het eerste type omvat een verhittingsproces waarbij een vloeimiddel wordt gebruikt dat een vloeistof vormt. Bij beide processen wordt de piektemperatuur gecontroleerd. Het reflow-proces moet echter voorzichtig genoeg worden uitgevoerd om de vorming van brosse soldeerverbindingen te voorkomen.

Afhankelijk van de in de printplaat gebruikte componenten kan het soldeerproces zacht of hard zijn. Het gebruikte type soldeerbout moet geschikt zijn voor het soort componenten. Het proces moet worden uitgevoerd door een leverancier van PCB-assemblage- en fabricagediensten die uitgebreide ervaring heeft met PCB's en de exacte manier kent om elk proces uit te voeren.

Afmetingen van soldeerpads

De afmetingen van soldeerpads op een PCB-chippakket zijn van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de prestaties van de component optimaal zijn. Dit geldt vooral in het hoogfrequente gebied waar de plaatsing van componenten en soldeertechnieken mogelijk niet zo nauwkeurig zijn als vereist. De IPC-SM-782 norm is een waardevol referentiedocument voor het optimaal plaatsen en solderen van componenten. Het blindelings volgen van de eisen van het document kan echter leiden tot suboptimale hoogfrequente prestaties of hoogspanningsproblemen. Om deze problemen te vermijden beveelt PCBA123 aan om de soldeerpads klein te houden en in een enkele rij te plaatsen.

Naast de afmetingen van de pads zijn ook andere factoren zoals de plaatsing en uitlijning van de componenten belangrijk. Het gebruik van verkeerd gedimensioneerde pads kan leiden tot elektrische problemen en de maakbaarheid van de printplaat beperken. Daarom is het belangrijk om de door de industrie aanbevolen maten en vormen van printplaten te volgen.

Fluxing

Fluxen is een belangrijk onderdeel van het soldeerproces. Het verwijdert metalen onzuiverheden en oxiden van het soldeeroppervlak om een schoon oppervlak te creëren voor soldeerverbindingen met een hoge integriteit. De fluxresten worden verwijderd in een laatste reinigingsstap, die afhangt van het gebruikte fluxtype.

Er worden veel verschillende vloeimiddelen gebruikt voor het soldeerproces. Ze variëren van hars tot hars. Elk ervan dient een ander doel en wordt ingedeeld naar activiteitsniveau. Het activiteitsniveau van de fluxoplossing wordt gewoonlijk vermeld als L (lage activiteit of halidevrij) of M (gemiddelde activiteit, 0 tot 2% halide), of H (hoge activiteit, tot 3% halidegehalte).

Een van de meest voorkomende defecten zijn soldeerballen in het midden van de chip. Een gebruikelijke oplossing voor dit probleem is het wijzigen van het stencilontwerp. Andere methoden zijn het gebruik van stikstof tijdens het soldeerproces. Dit voorkomt dat het soldeer verdampt, waardoor de pasta een superieure verbinding kan vormen. Ten slotte helpt een wasstap bij het verwijderen van gruis en chemische resten van de printplaat.

Inspectie

Er zijn verschillende soorten testgereedschap die kunnen worden gebruikt om PCB-chippakketten te inspecteren. Enkele daarvan zijn in-circuit tests, waarbij sondes worden gebruikt die op verschillende testpunten op de PCB worden aangesloten. Deze sondes kunnen slechte solderingen of defecten aan componenten opsporen. Zij kunnen ook spanningsniveaus en weerstanden meten.

Verkeerd solderen kan problemen veroorzaken met het circuit van de printplaat. Open circuits ontstaan wanneer het soldeer de pads niet goed bereikt of wanneer het soldeer op het oppervlak van de component klimt. Wanneer dit gebeurt, zijn de verbindingen niet volledig en werken de componenten niet correct. Vaak kan dit worden voorkomen door de gaten zorgvuldig schoon te maken en ervoor te zorgen dat het gesmolten soldeer de draden gelijkmatig bedekt. Anders kan een te grote of onvolledige soldeerbedekking ertoe leiden dat de draden nat worden of niet meer nat worden. Om bevochtiging te voorkomen, gebruikt u soldeer van hoge kwaliteit en hoogwaardige assemblageapparatuur.

Een andere gebruikelijke manier om defecten op PCB's op te sporen is via Automated Optical Inspection (AOI). Deze technologie gebruikt camera's om HD-beelden van de PCB te maken. Vervolgens worden deze beelden vergeleken met voorgeprogrammeerde parameters om de status van de componenten te bepalen. Als er een defect wordt gedetecteerd, markeert de machine dit dienovereenkomstig. AOI-apparatuur is over het algemeen gebruiksvriendelijk, met eenvoudige bediening en programmering. AOI is echter niet altijd nuttig voor structurele inspecties of voor printplaten met een groot aantal componenten.

Rectificatie

De soldeerprocessen die bij de vervaardiging van elektronische producten worden gebruikt, moeten aan bepaalde normen en richtsnoeren voldoen. In het algemeen moet een soldeermasker ten minste 75% dik zijn om betrouwbare soldeerverbindingen te garanderen. Soldeerpasta's moeten rechtstreeks op printplaten worden aangebracht, niet gezeefdrukt. Het beste is om een stencil en een mal te gebruiken die geschikt zijn voor een bepaald type verpakking. Deze stencils gebruiken een metalen rakel om soldeerpasta op het oppervlak van een verpakking aan te brengen.

Er zijn verschillende voordelen aan het gebruik van een golfsoldeerproces in plaats van de traditionele fluxspuitmethode. Het golfsoldeerproces maakt gebruik van een mechanisch golfsoldeerproces om onderdelen met hoge stabiliteit op PCB's te bevestigen. Deze methode is duurder, maar biedt een veilige en betrouwbare methode om elektronische componenten te bevestigen.

Inleiding Over enkelzijdige en dubbelzijdige SMT-assemblage

/0 Reacties/in /door

Introductie over enkelzijdige en dubbelzijdige SMT-assemblage

Enkelzijdige en dubbelzijdige SMT assemblages verschillen in componentdichtheid. Enkelzijdige SMT assemblage heeft een hogere dichtheid dan dubbelzijdige SMT assemblage en vereist een hogere hoeveelheid warmte om te verwerken. De meeste assemblagebedrijven verwerken de kant met de hogere dichtheid eerst. Dit minimaliseert het risico dat componenten eruit vallen tijdens het verwarmingsproces. Aan beide zijden van het reflow assemblageproces moet SMT-lijm worden toegevoegd om de componenten op hun plaats te houden tijdens het verhittingsproces.

FR4 PCB

Enkelzijdige printplaten komen het meest voor. Bij een enkelzijdige printplaat bevinden alle componenten zich aan één kant van de printplaat en is assemblage alleen aan die kant nodig. Dubbelzijdige printplaten hebben sporen aan beide zijden van de printplaat, waardoor ze minder ruimte innemen. Dubbelzijdige printplaten bieden ook een betere warmteafvoer. Het fabricageproces voor dubbelzijdige printplaten is anders dan voor enkelzijdige printplaten. Tijdens het dubbelzijdige proces wordt het koper van de dubbelzijdige printplaat verwijderd en na een etsproces weer teruggeplaatst.

Enkelzijdige PCB's zijn ook gemakkelijker te maken en minder duur. De productie van een enkelzijdige PCB omvat verschillende stappen, waaronder snijden, gaten boren, circuitbehandeling, soldeerstop en tekstprinten. Enkelzijdige PCB's ondergaan ook elektrische metingen, oppervlaktebehandeling en AOI.

PI met koper bekleed karton

Het PI koper beklede printplaat enkelzijdig en dubbelzijdig smt assemblageproces omvat het gebruik van een polyimide afdekfolie om koper aan één zijde van de printplaat te lamineren. De met koper beklede printplaat wordt dan in positie gedrukt door een lijm die op een specifieke positie opengaat. Daarna wordt de met koper beklede printplaat voorzien van een patroon met anti-lasweerstand en wordt het gat voor de onderdeelgeleider geponst.

Een enkelzijdige flexibele printplaat bestaat uit een met PI-koper beklede printplaat met één geleiderlaag, meestal opgerolde koperfolie. Deze flexibele schakeling wordt bedekt met een beschermende folie nadat de schakeling is voltooid. Een enkelzijdige flexibele printplaat kan worden vervaardigd met of zonder afdeklaag, die fungeert als een beschermende barrière om de schakeling te beschermen. Enkelzijdige PCB's hebben slechts één laag geleiders en worden daarom vaak gebruikt in draagbare producten.

FR4

FR4 is een soort epoxyhars die vaak wordt gebruikt bij de productie van printplaten. Dit materiaal biedt een uitstekende hittebestendigheid en vlambestendigheid. Het FR4-materiaal heeft een hoge glasovergangstemperatuur, wat cruciaal is voor hogesnelheidstoepassingen. De mechanische eigenschappen omvatten treksterkte en afschuifsterkte. De dimensionale stabiliteit wordt getest om ervoor te zorgen dat het materiaal niet van vorm verandert of zijn sterkte verliest in verschillende werkomgevingen.

FR4 enkelzijdige en dubbel gestapelde meerlaagse printplaten bestaan uit een FR4 isolerende kern en een dunne koperen coating aan de onderkant. Tijdens de productie worden componenten met doorlopende gaten aan de componentzijde van het substraat gemonteerd, waarbij de draden doorlopen naar kopersporen of pads aan de onderzijde. Aan de oppervlakte gemonteerde componenten daarentegen worden rechtstreeks op de soldeerzijde gemonteerd. Hoewel ze qua structuur en constructie sterk op elkaar lijken, zit het voornaamste verschil in de plaatsing van de geleiders.

FR6

Assemblage via Surface Mount Technology (SMT) is een efficiënte manier om elektronische componenten op printplaten te bevestigen zonder dat er gaten nodig zijn. Dit type technologie is geschikt voor zowel componenten met als zonder lood. Bij de dubbelzijdige SMT-techniek heeft de printplaat (PCB) twee geleidende lagen - één aan de bovenkant en één aan de onderkant. De koperen bedekking aan beide zijden van de printplaat werkt als stroomvoerend materiaal en helpt bij de bevestiging van componenten op de printplaat.

Voor enkelzijdige platen is het eenvoudig om eenvoudige steunpilaren te gebruiken. Voor dubbelzijdige borden is extra ondersteuning nodig. De vrije ruimte rond de printplaat moet minstens 10 mm zijn.

FR8

Het proces van FR8 enkelzijdige en dubbele smt assemblage is vergelijkbaar met het algemene assemblageproces met een paar verschillen. Beide processen maken gebruik van lijm en soldeerpasta. Daarna volgen reiniging, inspectie en testen. Het eindproduct moet voldoen aan de specificaties van de ontwerper.

Enkelzijdige printplaten zijn gebruikelijker en hebben een kleinere voetafdruk. Dubbelzijdige printplaten nemen echter minder ruimte in beslag en maximaliseren de warmteafvoer. Tijdens het etsproces wordt koper verwijderd van de dubbelzijdige zijde. Na het proces wordt het weer teruggeplaatst.

Hoe een PCB Impedantie Berekeningsmodel maken

/0 Reacties/in /door

Hoe een PCB Impedantie Berekeningsmodel maken

Een Smith-diagram gebruiken

De Smith grafiek is een handig hulpmiddel wanneer je de impedantie van een stroomkring wilt bepalen. Het is een visuele weergave van de complexe weerstand versus frequentie van een elektrisch circuit. Het toont ook de plaats van impedantie versus frequentie, wat nodig is voor stabiliteitsanalyse en het vermijden van oscillatie. Veel pc's kunnen impedantiewaarden numeriek weergeven, maar de Smith grafiek helpt je de mogelijkheden te visualiseren.

De Smith grafiek kan gebruikt worden om het signaalpad tussen de contactpads van een printplaat en een elektronisch apparaat te evalueren. Dit apparaat kan een IC, een transistor of een passieve component zijn. Het kan ook een intern circuit bevatten. Met behulp van deze grafiek kun je de impedantie van een printplaat bepalen en deze gebruiken om een elektrisch circuit te ontwerpen.

De Smith grafiek kan gebruikt worden om de verschillende soorten impedantiemodellen te identificeren die je tegenkomt bij het ontwerpen van pcb's. De grafiek heeft drie vormen: begrensd, onbegrensd en omgekeerd. De grafiek heeft drie vormen: begrensd, onbegrensd en omgekeerd. Een punt in het midden van een Smith-diagram vertegenwoordigt een niet-gebonden impedantiemodel, terwijl een punt op de buitenste cirkel een omgekeerd impedantiemodel vertegenwoordigt.

Door een Smith-diagram te gebruiken om impedantie te berekenen, kun je eenvoudig de bron- en bestemmingsimpedantie met elkaar in overeenstemming brengen. Vervolgens kun je de grootte van je aanpassingsnetwerk berekenen. De grootte van het aanpassingsnetwerk hangt af van de hoeveelheid verschuiving die nodig is tussen de bron- en de bestemmingsimpedantie. Bovendien verschuiven de seriële en parallelle L- en C-waarden een punt langs de constante weerstands- en reactantiecurves. Als de weerstand afneemt, kun je meer R-waarden toevoegen aan het einde van de lijn.

Een 3D-veldoplosser gebruiken

PCB impedantie berekenen is een noodzakelijke stap tijdens het PCB ontwerpproces. Hierbij wordt de impedantie van de transmissielijn of het spoor op de printplaat berekend op basis van de ontwerpconfiguratie. Als de printplaat complex is of meerdere lagen bevat, kan het gebruik van een 3D-veldoplosser de meest nauwkeurige impedantieberekening opleveren.

Modellen voor impedantieberekening gaan er meestal van uit dat de doorsnede rechthoekig is en dat de stroom perfect wordt teruggevoerd. Echte doorsneden kunnen echter veelhoekig zijn en zelfs gaten in de referentielaag doorkruisen. Dit kan aanzienlijke vervorming van de signalen veroorzaken, vooral in hogesnelheidsnetten.

De oplosser ondersteunt twee soorten poorten: golfpoorten en vaste poorten. In beide gevallen moet u expliciet definiëren welk type poort u wilt gebruiken. U kunt een vlak voor de golfpoort specificeren met behulp van de geometrie of het handmatig definiëren met behulp van het type Wave Custom Size.

De meeste 3D veldoplossers genereren S-parameter gedragsmodellen. Deze modellen zijn een vereenvoudigde schematische weergave van het werkelijke apparaat. Als zodanig vereisen ze veel iteraties. Je kunt bijvoorbeeld een simulatie maken met veel circuitmodellen en hun resultaten vergelijken.

PCB impedantieberekeningen zijn essentieel voor PCB-ontwerp. Het is belangrijk om de gereguleerde impedantie van uw PCB te modelleren, zodat u impedantie mismatches kunt vermijden. Daarnaast is het belangrijk om nauw samen te werken met uw printplaatfabrikant. Uw PCB-fabrikant kan een speciale CAM-afdeling hebben die de juiste aanwijzingen kan geven voor het oplossen van impedantie-gerelateerde ontwerpvragen. Het is echter belangrijk om de controle over impedantieproblemen niet volledig uit handen te geven aan een externe partij.