Metody i procesy lutowania pakietów chipów PCB

/0 Komentarze/w /Autor

Metody i procesy lutowania pakietów chipów PCB

Soldering is a critical part of a PCB chip package. Soldering processes involve a combination of techniques, including focused IR, convection, and non-focused IR. Each method involves a gradual heating of the package, followed by cooling the entire assembly.

Soldering process

Soldering is the process of joining solder balls and other solder materials to PCB chip packages. This process is done using two types of methods. The convection method and the reflow process. The first type involves a heating process using a flux that forms a liquid. In both processes, the peak temperature is controlled. However, the reflow process must be performed with enough caution to prevent the formation of brittle solder joints.

Depending on the components used in the PCB, the soldering process can be either soft or hard. The type of soldering iron used must be suitable for the kind of components. The process should be done by a PCB assembly and manufacturing services provider who has extensive experience with PCBs and knows the exact way to implement each process.

Dimensions of solder pads

The dimensions of solder pads on a PCB chip package are critical to ensure that the component’s performance is optimized. This is especially true in the high-frequency area where component placement and soldering techniques may not be as accurate as required. The IPC-SM-782 standard is a valuable reference document for optimum component placement and soldering. However, blindly following the document’s requirements may result in suboptimal high-frequency performance or high-voltage problems. In order to avoid these problems, PCBA123 recommends that solder pads be kept small and in a single row.

In addition to pad sizes, other factors such as component placement and alignment are also important. Using incorrectly sized pads can result in electrical problems, as well as limiting the manufacturability of the board. Therefore, it is important to follow the industry’s recommended PCB pad sizes and shapes.

Fluxing

Fluxing is an important component of the soldering process. It removes metallic impurities and oxides from the soldering surface to present a clean surface for high-integrity solder joints. The flux residue is removed in a final cleaning step, which will depend on the type of flux used.

There are many different fluxes used for the soldering process. They range from resin to rosin-based. Each of them serves a different purpose and is categorized by activity level. The activity level of the flux solution is usually listed as L (low activity or halide-free) or M (medium activity, 0 to 2% halide), or H (high activity, up to 3% halide content).

One of the most common defects is mid-chip solder balls. A common solution for this problem is to alter the stencil design. Other methods include using nitrogen during the soldering process. This prevents the solder from vaporizing, allowing the paste to form a superior bond. Finally, a washing step helps remove any grit and chemical residue from the board.

Kontrola

There are several different types of testing tools that can be used to inspect PCB chip packages. Some of them include in-circuit testing, which uses probes that connect to different test points on the PCB. These probes can detect poor soldering or component failures. They can also measure voltage levels and resistance.

Improper soldering can cause problems with the circuitry of the PCB. Open circuits occur when solder does not reach the pads properly or when solder climbs up on the surface of the component. When this happens, the connections will not be complete, and the components will fail to work correctly. Often, this can be avoided by carefully cleaning the holes and ensuring that molten solder covers the leads evenly. Otherwise, excess or incomplete solder coverage can cause the leads to dewet or become non-wetting. To prevent dewetting, use high quality solder and quality assembly equipment.

Another common way to detect defect on PCBs is through Automated Optical Inspection (AOI). This technology uses cameras to take HD pictures of the PCB. It then compares these images with pre-programmed parameters to identify the components’ defect status. If any defect is detected, the machine will mark it accordingly. AOI equipment is generally user-friendly, with simple operations and programming. However, AOI may not be useful for structural inspections, or for PCBs with large numbers of components.

Rectification

The soldering processes used in the manufacture of electronic products should adhere to certain standards and guidelines. In general, a solder mask should be at least 75% thick to guarantee reliable solder joints. Solder pastes should be applied onto PCBs directly, not screen-printed. It is best to use a stencil and jig suited to a particular package type. These stencils use a metal squeegee blade to apply solder paste onto a package’s surface.

There are several benefits to using a wave soldering process instead of the traditional flux spraying method. The wave solder process uses a mechanical wave soldering process to adhere parts to PCBs with high levels of stability. This method is more expensive, but provides a safe and reliable method of fixing electronic components.

Introduction About Single Sided and Double Sided SMT Assembly

/0 Komentarze/w /Autor

Introduction About Single-Sided and Double-Sided SMT Assembly

Single-sided and double-sided SMT assemblies differ in terms of component density. Single-sided SMT assembly has a higher density than double-sided SMT assembly and requires a higher amount of heat to process. Most assemblers process the higher-density side first. This minimizes the risk of components falling out during the heating process. Both sides of the reflow assembly process require the addition of SMT adhesive to hold the components in place during the heating operation.

FR4 PCB

Single-sided PCBs are the most common. In a single-sided board, all the components are located on one side of the board, and assembly is only needed on that side. Double-sided boards have traces on both sides of the board, which reduces their footprint. Double-sided boards also offer better heat dissipation. The manufacturing process for double-sided boards is different than for single-sided PCBs. During the double-sided process, copper is removed from the double-sided board and then reinserted after an etching process.

Single-sided PCBs are also easier to manufacture and less expensive. Manufacturing a single-sided PCB includes several stages, including cutting, drilling holes, circuit treatment, solder resist, and text printing. Single-sided PCBs also undergo electrical measurements, surface treatment, and AOI.

PI copper-clad board

The PI copper-clad board single-sided and double-sided smt assembly process involves the use of a polyimide cover film to laminate copper on one side of the PCB. The copper-clad board is then pressed into position by an adhesive glue that opens at a specific position. Afterwards, the copper-clad board is patterned with anti-welding resistance and the part guide hole is punched.

A single-sided flexible PCB is composed of a PI copper-clad board with one conductor layer, usually rolled copper foil. This flexible circuit is covered with a protective film after the circuit is completed. A single-sided flexible PCB can be manufactured with or without a cover layer, which acts as a protective barrier to protect the circuit. Single-sided PCBs have only one layer of conductors, which is why they are often used in portable products.

FR4

FR4 is a grade of epoxy resin that is commonly used in PCB fabrication. This material offers excellent heat and flame resistance. The FR4 material has a high glass transition temperature, which is crucial for high-speed applications. Its mechanical properties include tensile and shear strength. Dimensional stability is tested to ensure the material does not change shape or lose its strength in various working environments.

FR4 single-sided and double-stacked multi-layer boards consist of an FR4 insulating core and a thin copper coating on the bottom. During manufacturing, through-hole components mounted on the component side of the substrate with leads running through to copper tracks or pads on the bottom side. In contrast, surface-mounted components mount directly on the solder side. While they are very similar in structure and construction, the primary difference is in the placement of the conductors.

FR6

Surface Mount Technology (SMT) assembly is an efficient way to attach electronic components to printed circuit boards without the need for holes. This type of technology is suitable for both leaded and non-leaded components. With the double-sided SMT technique, the printed circuit board (PCB) has two conductive layers – one on the top and one on the bottom. The copper covering on both sides of the board acts as a current-carrying material and helps in the attachment of components to the PCB.

For single-sided boards, it is easy to use simple support pillars. For double-sided boards, additional support is required. The free area around the board should be at least 10 mm.

FR8

The process of FR8 single-sided and double smt assembly is similar to the general assembly process with a few differences. Both processes use adhesive and solder paste. They are followed by cleaning, inspection, and testing. The finished product must meet the specifications specified by the designer.

Single-sided boards are more common and have a smaller footprint. However, double-sided boards reduce space requirements and maximize heat dissipation. During the etching process, copper is removed from the double-sided side. It is reinserted after the process.

How to Do a PCB Impedance Calculation Model

/0 Komentarze/w /Autor

How to Do a PCB Impedance Calculation Model

Using a Smith chart

The Smith chart is a useful tool when you want to determine the impedance of a circuit. It is a visual representation of the complex resistance versus frequency of an electrical circuit. It also shows the locus of impedance versus frequency, which is necessary for stability analysis and oscillation avoidance. Many PCs have the ability to display impedance values numerically, but the Smith chart helps you visualize the possibilities.

The Smith chart can be used to evaluate the signal path between a PC board’s contact pads and an electronic device. This device may be an IC, a transistor, or a passive component. It can also contain internal circuitry. By using this chart, you can determine the impedance of a circuit board and use it to design an electrical circuit.

The Smith chart can be used to identify the different types of impedance models encountered in pcb design. It has three shapes: bounded, unbounded, and inverted. A point in the center of a Smith chart represents an unbounded impedance model, whereas a point on the outer circle represents an inverted impedance model.

By using a Smith chart to calculate impedance, you can easily match the source and destination impedances. You can then calculate the size of your matching network. The size of the matching network depends on the amount of shift required between the source and the destination impedance. In addition, the series and parallel L and C values shift a point along the constant resistance and reactance curves. If the resistance decreases, you can add more R values to the end of the line.

Using a 3D field solver

PCB impedance calculation is a necessary step during the PCB design process. It involves calculating the transmission line or trace impedance on the PCB based on the design configuration. If the PCB is complex or contains multiple layers, the use of a 3D field solver can yield the most accurate impedance calculation.

Impedance calculation models usually assume that the cross-section is rectangular and that the current is perfectly returned. However, real cross-sections may be polygonal and can even cross gaps in the reference layer. This can cause significant distortions on the signals, especially in high-speed nets.

The solver supports two types of ports: wave ports and lumped ports. In both cases, you must explicitly define which type of port you want to use. You can either specify a plane for the wave port by using the geometry or define it manually by using the Wave Custom Size type.

Most 3D field solvers generate S-parameter behavioral models. These models are a simplified schematic representation of the actual device. As such, they require many iterations. For instance, you can create a simulation with many circuit models and compare their results.

PCB impedance calculations are essential for PCB design. It is important to model the regulated impedance of your PCB, so that you can avoid impedance mismatches. In addition, it is important to work closely with your PCB manufacturer. Your PCB manufacturer may have a dedicated CAM department that can provide appropriate indications for solving impedance-related design questions. However, it is important not to completely hand over control of impedance issues to an external party.

Jak wybrać i wykorzystać materiał Roger PCB w projektach RF i mikrofalowych?

/0 Komentarze/w /Autor

Jak wybrać i wykorzystać materiał Roger PCB w projektach RF i mikrofalowych?

Wybierając materiał PCB do kolejnego projektu RF lub mikrofalowego, należy wziąć pod uwagę kilka ważnych kwestii. Obejmują one temperaturę łożyska, maksymalną i minimalną temperaturę pracy oraz odwracalność materiału. Na przykład, jeśli projekt wymaga wysokiej temperatury łożyska, prawdopodobnie będziesz chciał użyć Rogers PCB.
RF

Jeśli projekt płytki drukowanej wymaga materiału o wysokiej częstotliwości i niskiej stałej dielektrycznej, możesz zastanawiać się, jak wybrać i wykorzystać materiał Roger PCB. Na szczęście masz kilka opcji. Rdzenie na bazie teflonu są dostępne w ofercie wielu firm. Materiały te mogą być bardzo elastyczne. To sprawia, że świetnie nadają się do zastosowań z pojedynczym zagięciem. Oferują również wysoką niezawodność i wydajność elektryczną związaną z podłożem PTFE.

Mikrofalówka

Przy podejmowaniu decyzji, który materiał PCB jest najlepszy dla projektu RF lub mikrofalowego, należy wziąć pod uwagę rodzaj częstotliwości, które trzeba pokryć. Ogólnie rzecz biorąc, do tych zastosowań należy wybrać materiał o niskiej stałej dielektrycznej. Materiały o niskiej stałej dielektrycznej mają niskie straty sygnału i są idealne do obwodów mikrofalowych RF.

Wysoka prędkość

Wybór odpowiedniego materiału PCB ma kluczowe znaczenie dla projektów częstotliwości radiowych i mikrofalowych. Materiał Rogers PCB ma właściwości niezbędne do wytrzymania wysokich temperatur i utrzymania niezawodności. Ma wysoką temperaturę zeszklenia wynoszącą około 280 stopni Celsjusza i stabilną charakterystykę rozszerzalności w całym zakresie temperatur przetwarzania obwodu.

Warstwa dielektryczna

Podczas projektowania obwodów drukowanych RF lub mikrofalowych, warstwa dielektryczna jest ważnym parametrem wydajności. Materiał musi mieć niską stałą dielektryczną i najmniejszą styczną, aby był odporny na straty dielektryczne, a także musi mieć wysoką stabilność termiczną i mechaniczną. Teflon jest doskonałym materiałem do tego celu. Jest on również znany jako teflonowe PCB. Materiał dielektryczny o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej jest niezbędny dla stabilności filtra lub oscylatora. Materiał powinien również mieć dopasowane współczynniki rozszerzalności cieplnej w osiach X i Z.

Szerokość śladu

Zastosowanie materiału Rogers PCB to doskonały sposób na poprawę wydajności projektów. Ten materiał dielektryczny ma szeroki zakres wartości stałej dielektrycznej, co czyni go doskonałym wyborem do zastosowań wymagających dużej prędkości. Poza tym jest kompatybilny z FR-4.

Tolerancja utraty sygnału

W miarę jak projekty PCB stają się coraz bardziej złożone, mniejsze i szybsze, potrzeba kontroli impedancji staje się coraz ważniejsza. Kontrolowanie impedancji podłoża ma zasadnicze znaczenie dla umożliwienia skutecznego przesyłania sygnałów przez ścieżkę lub płaszczyznę odniesienia. Nieprawidłowa impedancja podłoża może powodować, że sygnały będą wykraczać poza określony zakres. Dzięki zastosowaniu laminatu Rogers serii 4000, projektanci mogą zapewnić kontrolę impedancji przy jednoczesnym ulepszeniu całego projektu. Jest to szczególnie ważne w szybkich aplikacjach cyfrowych.

PTFE

Podczas wdrażania płytek drukowanych RF lub mikrofalowych, stała dielektryczna (Dk) materiału płytki drukowanej ma kluczowe znaczenie. Im wyższa stała dielektryczna, tym krótsza długość fali obwodu. Materiał PTFE Rogers PCB o wysokiej Dk jest doskonałym wyborem dla mikrofalowych PCB.

Rogers RT/Duroid 5880

RT/Duroid 5880 to materiał PCB wzmocniony mikrowłóknami szklanymi, o niskiej stałej dielektrycznej i niskich stratach. Materiał ten jest dobrym wyborem dla projektów mikrofalowych lub RF. Ma niską gęstość i jest kompatybilny z lutowaniem w wysokiej temperaturze.

Jak montowane są dwustronne płytki SMD? Pełny proces i porównanie

/0 Komentarze/w /Autor

Jak montowane są dwustronne płytki SMD? Pełny proces i porównanie

W tym artykule porównamy koszty i proces montażu dwustronnych i jednostronnych płytek SMD. Omówione zostaną również zalety i wady obu typów płytek. Ponadto pomoże zrozumieć różnice między lutowaniem a drukowaniem pasty lutowniczej.

Jednostronne i dwustronne płyty smd

Jednostronne i dwustronne płytki SMD różnią się pod wieloma względami. Płytki dwustronne mają więcej miejsca i są w stanie pomieścić więcej komponentów i połączeń. Są doskonałym wyborem dla skomplikowanych układów elektronicznych. Dwustronne płytki PCB są generalnie droższe i bardziej skomplikowane w montażu. Niemniej jednak mają one kilka zalet.

Jednostronne płytki PCB mają prostszy proces produkcji. Nie wymagają użycia lutownicy i wielu skomplikowanych narzędzi. Jednostronne płytki PCB są dostępne w szerokiej gamie materiałów i w większości przypadków są tańsze. Płytki te mogą być również bardziej elastyczne, co skutkuje niższymi kosztami produkcji.

Płytki dwustronne mają większą powierzchnię i są często preferowane w przypadku złożonych obwodów. Płytki jednostronne mogą być wykonane zarówno z komponentami do montażu przewlekanego, jak i powierzchniowego. Jednak w płytkach dwustronnych komponenty są montowane na górnej lub dolnej stronie.

Płytki dwustronne oferują większą elastyczność w przypadku złożonych obwodów, ale płytki jednostronne są dobrą opcją, gdy przestrzeń jest problemem. Płytki jednostronne mogą pomieścić większe obwody niż płytki dwustronne, ale płytka jednostronna może być zbyt duża. Jeśli musisz wykonać skomplikowany obwód z wieloma połączeniami, może być konieczne zainstalowanie zworek między komponentami.

Zalety płytek dwustronnych obejmują większą złożoność układu obwodów i efektywność kosztową. Dwustronne płytki PCB są również droższe, ponieważ wymagają większej liczby szablonów i dodatkowego sprzętu. Ponadto, dwustronne płytki PCB mogą mieć wyższe koszty ogólne. W zależności od projektu płytki, dwustronne PCB mogą wymagać bardziej złożonego projektu obwodu i większej liczby otworów.

Drukowanie pasty lutowniczej a lutowanie

Drukowanie pasty lutowniczej to proces nakładania pasty lutowniczej na gołe płytki i obszary, w których montowane są komponenty. Proces ten może być złożony i wymaga szczegółowego procesu. Aby zapewnić dokładność, pasta lutownicza jest mierzona w 3D, co pozwala na mniejszy margines błędu. Po nałożeniu pasty lutowniczej na gołą płytkę, kolejnym krokiem jest umieszczenie komponentów do montażu powierzchniowego. Maszyny są do tego idealne, ponieważ oferują precyzyjny i bezbłędny proces.

Pasta lutownicza występuje w różnych rodzajach i jakościach, i może być kupowana w ilościach przemysłowych od dużych zakładów montażu PCB. Można ją również nabyć w mniejszych ilościach od sprzedawców szablonów i dostawców pasty lutowniczej. Oba rodzaje pasty lutowniczej wymagają odpowiedniego przechowywania i muszą być przechowywane w szczelnych pojemnikach. Ponieważ pasta lutownicza ma dużą powierzchnię, utlenianie może stanowić poważny problem.

Ze względu na złożoność produktów elektronicznych, płytki PCBA stają się coraz mniejsze. Ponadto wiele płytek PCBA zawiera więcej niż jeden typ komponentów. Większość płytek PCBA zawiera kombinację komponentów SMD i przelotowych.

Zbyt wiele różnych komponentów może wpływać na proces lutowania.

Drukowanie pasty lutowniczej wymaga precyzyjnego procesu drukowania. Ściągaczka używana do drukowania pasty lutowniczej powinna być wykonana ze stali nierdzewnej i ustawiona pod kątem 45-60 stopni. Kąt rakli określa ilość pasty lutowniczej nakładanej na powierzchnię. Poza tym, nacisk rakli również determinuje kształt nakładanej pasty. Prędkość przesuwu taśmy szablonowej również wpływa na ilość drukowanej pasty lutowniczej. Zbyt duża prędkość może skutkować wysokimi krawędziami wokół osadów.

Koszt montażu dwustronnej płyty smd

Montaż dwustronnej płytki SMD jest droższy i bardziej skomplikowany niż w przypadku standardowych płytek jednostronnych. Dokładny koszt zależy od konkretnej konfiguracji. Dwie główne różnice to liczba otworów przelotowych i rozmieszczenie przewodów. Porównując te dwie opcje, można uzyskać lepsze wyobrażenie o kosztach.

Proces montażu dwustronnej płytki SMD rozpoczyna się od obróbki pierwszej strony płytki. Następnie lutowana jest druga strona. Podczas procesu lutowania rozpływowego należy wziąć pod uwagę wagę komponentów. Jeśli komponenty są ciężkie, można je zabezpieczyć klejem przed lutowaniem.

Średni koszt montażu PCB waha się od trzech do czterech dolarów do setek dolarów. Cena zależy jednak od złożoności projektu i kosztów ogólnych. Ponadto, jeśli płytka PCB wymaga wiercenia, koszt produkcji i montażu będzie wyższy niż średnia.

Całkowity koszt montażu dwustronnej płytki SMD zależy od złożoności projektu i wymagań dotyczących wydajności produktu. Montaż PCB jest bardzo złożonym procesem, który obejmuje wykwalifikowaną pracę ludzką, a także zautomatyzowane maszyny. Ponieważ proces ten obejmuje wiele warstw, całkowity koszt wzrasta wraz z liczbą komponentów.

Różne rodzaje procesów lutowania PCB

/0 Komentarze/w /Autor

Różne rodzaje procesów lutowania PCB

Jeśli chodzi o lutowanie PCB, masz kilka opcji. Jest to lutowanie rozpływowe, technologia montażu powierzchniowego i lutowanie na fali. Dowiedz się o nich więcej. Każda z nich ma swoje zalety i wady. Która z nich jest najlepsza dla Twojej płytki PCB?

Lutowanie na fali

Procesy lutowania na fali są wykorzystywane do lutowania elementów elektronicznych na płytkach drukowanych. Proces ten przepuszcza płytkę drukowaną przez garnek ze stopionym lutowiem, generując stojące fale lutowia, które są wykorzystywane do tworzenia połączeń, które są niezawodne pod względem elektrycznym i mechanicznym. Proces ten jest najczęściej stosowany do montażu komponentów przelotowych, ale może być również stosowany do montażu powierzchniowego.

Początkowo do lutowania otworów przelotowych stosowano lutowanie na fali. Proces ten pozwolił na opracowanie dwustronnych i wielowarstwowych płytek PCB. Ostatecznie doprowadziło to do powstania hybrydowych zespołów PCB wykorzystujących zarówno elementy przelotowe, jak i SMD. Niektóre "płytki" obwodów drukowanych składają się dziś z elastycznych taśm.

Na początku procesu lutowania na fali stosowano topniki o wysokim stężeniu kalafonii. Zwykle te płynne topniki były używane tylko do lutowania na fali zespołów bez SMD. Metoda ta wymagała kosztownego czyszczenia po lutowaniu.

Technologia montażu powierzchniowego

Technologia montażu powierzchniowego jest popularnym sposobem produkcji obwodów drukowanych. Pozwala ona na miniaturyzację komponentów, które następnie mogą być montowane bliżej siebie na płytce drukowanej. Dzięki temu układy scalone mogą być mniejsze i zapewniać większą funkcjonalność. Wymaga to jednak większych inwestycji kapitałowych.

Technologia montażu powierzchniowego polega na lutowaniu komponentów na powierzchni płytki PCB. Ma ona przewagę nad innymi procesami lutowania PCB, takimi jak montaż przewlekany i lutowanie na fali. W porównaniu do montażu przewlekanego, płytki PCB do montażu powierzchniowego mogą osiągnąć wyższą gęstość upakowania i niezawodność. Mogą być również bardziej odporne na wibracje i uderzenia. Są one powszechnie stosowane w elektronice użytkowej.

Technologia montażu powierzchniowego została po raz pierwszy wprowadzona w latach 60. i stała się bardzo popularna w elektronice. Obecnie istnieje szeroka gama komponentów wykonanych przy użyciu technologii montażu powierzchniowego. Obejmuje to szeroką gamę tranzystorów oraz analogowych i logicznych układów scalonych.

Lutowanie selektywne

Selektywne lutowanie płytek PCB jest opłacalnym procesem, który umożliwia producentom szybszą i łatwiejszą sprzedaż swoich produktów. Jego zalety obejmują możliwość ochrony wrażliwych komponentów przed ciepłem i skrócenie czasu lutowania. Dodatkowo, proces ten może być wykorzystywany do naprawy lub przeróbki płytek po ich przylutowaniu.

Istnieją dwie główne metody lutowania selektywnego. Należą do nich lutowanie z przeciąganiem i lutowanie zanurzeniowe. Każdy z tych procesów ma swoje zalety i wady. W rezultacie ważne jest, aby zrozumieć każdą z nich przed podjęciem decyzji, która z nich jest najlepsza dla Ciebie.

Lutowanie selektywne ma wiele zalet i jest preferowaną metodą dla wielu zespołów PCB. Eliminuje potrzebę ręcznego lutowania wszystkich elementów płytki drukowanej, co skutkuje szybszym montażem. Co więcej, zmniejsza termiczne zużycie płytki.

Typy i funkcje płytek drukowanych

/0 Komentarze/w /Autor

Typy i funkcje płytek drukowanych

PCB w przemyśle medycznym

Sektor medyczny w dużym stopniu polega na płytkach PCB w przypadku różnych produktów, w tym monitorów ciśnienia krwi, pomp infuzyjnych i monitorów tętna. Urządzenia te dostarczają pacjentom dokładne ilości płynów za pośrednictwem maleńkich komponentów elektronicznych. Wraz z rozwojem technologii, branża medyczna będzie nadal znajdować nowe zastosowania dla PCB.

Płytki drukowane

Płytki drukowane są istotną częścią wielu gałęzi przemysłu. Są one wykorzystywane w różnych produktach, od potężnych maszyn po urządzenia konsumenckie. Oto kilka typowych zastosowań tych płytek. W zastosowaniach przemysłowych muszą one wytrzymywać wysokie moce i ekstremalne temperatury. Mogą być również narażone na działanie agresywnych chemikaliów i wibrujących maszyn. Dlatego wiele przemysłowych płytek PCB jest wykonanych z grubszych i odpornych termicznie metali.

Zastosowania płytek drukowanych są różnorodne, od zasilania lodówki po umożliwienie korzystania z Internetu rzeczy. Nawet urządzenia, które wcześniej nie były elektroniczne, obecnie wykorzystują komponenty elektroniczne. Płytki drukowane są również szeroko stosowane w środowisku przemysłowym, gdzie zasilają większość urządzeń w centrach dystrybucji i zakładach produkcyjnych.

Wpływ na środowisko

PCB to chemikalia z tworzyw sztucznych szeroko stosowane w produkcji wielu produktów. Po raz pierwszy zostały wyprodukowane w 1929 roku i były szeroko stosowane w uszczelniaczach, tuszach i olejach do cięcia. W 1966 roku wykryto je w Wielkich Jeziorach, co spowodowało zakaz ich produkcji i importu w całej Ameryce Północnej. Poziomy PCB zaczęły spadać aż do późnych lat 80-tych, kiedy to zaczęły ponownie rosnąć.

Oprócz związków chemicznych, PCB zawierają również analogi, które powodują zaburzenia endokrynologiczne i neurotoksyczność u ludzi. Te analogi to polibromowane bifenyle i mają wiele takich samych obaw dotyczących środowiska. Mają podobne właściwości chemiczne i są odporne na hydrolizę, kwasy i zmiany temperatury. Ponadto mogą one generować dibenzodioksyny, jeśli zostaną wystawione na działanie wysokich temperatur i chemikaliów.

Wielowarstwowe płytki drukowane

Wielowarstwowe płytki PCB są popularnym rodzajem płytek drukowanych i są wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach. Wielowarstwowa konstrukcja jest idealna dla elektroniki, która wymaga elastyczności, lekkości i trwałości. Płytki te mogą pełnić funkcje zarówno elastycznych, jak i sztywnych PCB i są stosowane w prawie każdym nowoczesnym złożonym urządzeniu elektronicznym.

PCB są również powszechnie stosowane w przemyśle medycznym. Stosuje się je w urządzeniach do prześwietleń rentgenowskich i tomografii komputerowej, a także w urządzeniach do pomiaru ciśnienia krwi i poziomu cukru. Wielowarstwowe płytki PCB są szczególnie przydatne w tych zastosowaniach, ponieważ mogą być bardzo małe, a jednocześnie zapewniają wysoką wydajność.

Wpływ na zdrowie

Niskie poziomy narażenia na PCB prawdopodobnie nie będą miały negatywnego wpływu na zdrowie. Jednak duże narażenie może skutkować wyższym ryzykiem wystąpienia niekorzystnych skutków zdrowotnych. Szczególnie narażeni są Aborygeni, myśliwi i wędkarze oraz rodziny. Na szczęście istnieje kilka sposobów na zmniejszenie narażenia na PCB. Obejmują one spożywanie żywności wolnej od PCB, częste mycie rąk i unikanie skażonej wody i ryb.

Badania wykazały, że PCB mogą powodować niekorzystne skutki zdrowotne u ludzi i zwierząt. Zostały one sklasyfikowane jako prawdopodobny czynnik rakotwórczy i mogą wpływać na rozwój mózgu i funkcje neurologiczne. Narażenie na PCB może również prowadzić do słabej pamięci krótkotrwałej i obniżonego IQ.

Jak radzić sobie z uziemieniem w projektowaniu wysokich częstotliwości

/0 Komentarze/w /Autor

Jak radzić sobie z uziemieniem w projektowaniu wysokich częstotliwości

Projekty wysokiej częstotliwości muszą uwzględniać kwestię uziemienia. Istnieje kilka kwestii, którymi należy się zająć, jeśli chodzi o uziemienie. Należą do nich impedancja przewodów uziemiających i połączeń uziemiających, ścieżka DC dominująca sygnały o niskiej częstotliwości oraz uziemienie jednopunktowe.

Impedancja przewodów uziemiających

Elektroda uziemiająca typowego uziemionego systemu elektrycznego jest równoległa do prętów uziemiających znajdujących się po stronie linii serwisowej, transformatorów i słupów. Testowany pręt jest podłączony do elektrody uziemiającej. Rezystancja zastępcza prętów uziemiających po stronie linii jest pomijalna.

Metoda uziemienia jednopunktowego jest akceptowalna dla częstotliwości poniżej 1 MHz, ale jest mniej pożądana dla wysokich częstotliwości. Jednopunktowy przewód uziemiający zwiększy impedancję uziemienia z powodu indukcyjności przewodu i pojemności ścieżki, podczas gdy pojemność rozproszona utworzy niezamierzone ścieżki powrotu uziemienia. W przypadku obwodów wysokiej częstotliwości konieczne jest uziemienie wielopunktowe. Jednak ta metoda tworzy pętle uziemienia, które są podatne na indukcję pola magnetycznego. Dlatego ważne jest, aby unikać stosowania hybrydowych pętli uziemienia, zwłaszcza jeśli obwód będzie zawierał wrażliwe komponenty.

Szum uziemienia może być poważnym problemem w obwodach wysokiej częstotliwości, zwłaszcza gdy obwody pobierają duże, zmienne prądy z zasilania. Prąd ten płynie we wspólnym powrocie masy i powoduje napięcie błędu lub DV. Zmienia się ono wraz z częstotliwością obwodu.

Impedancja przewodów łączących

W idealnym przypadku rezystancja przewodów łączących powinna być mniejsza niż jeden miliom. Jednak przy wyższych częstotliwościach zachowanie przewodu łączącego jest bardziej złożone. Może on wykazywać efekty pasożytnicze i resztkową pojemność równoległą. W takim przypadku przewodnik łączący staje się równoległym obwodem rezonansowym. Może również wykazywać wysoką rezystancję ze względu na efekt naskórkowości, który polega na przepływie prądu przez zewnętrzną powierzchnię przewodnika.

Typowym przykładem sprzężenia z zakłóceniami przewodzonymi jest silnik lub obwód przełączający zasilany do mikroprocesora z uziemieniem powrotnym. W tej sytuacji impedancja przewodu uziemiającego jest wyższa niż jego częstotliwość robocza i prawdopodobnie spowoduje rezonans obwodu. Z tego powodu przewody łączące są zwykle łączone w wielu punktach, z różnymi długościami łączenia.

Ścieżka DC dominująca dla sygnałów o niskiej częstotliwości

Powszechnie zakłada się, że ścieżka DC dominująca dla sygnałów o niskiej częstotliwości jest łatwiejsza do wdrożenia niż obwody o wysokiej częstotliwości. Metoda ta ma jednak kilka ograniczeń, zwłaszcza w zintegrowanych implementacjach. Ograniczenia te obejmują szum migotania, przesunięcia prądu stałego i duże stałe czasowe. Co więcej, projekty te zwykle wykorzystują duże rezystory i kondensatory, które mogą wytwarzać duży szum termiczny.

Ogólnie rzecz biorąc, prąd powrotny sygnałów o wysokiej częstotliwości będzie podążał ścieżką o najmniejszej powierzchni pętli i najmniejszej indukcyjności. Oznacza to, że większość prądu sygnału powraca na płaszczyznę wąską ścieżką bezpośrednio pod ścieżką sygnału.

Uziemienie jednopunktowe

Uziemienie jednopunktowe jest niezbędnym elementem ochrony obiektów komunikacyjnych przed wyładowaniami atmosferycznymi. Oprócz skutecznego łączenia, technika ta zapewnia strukturalną ochronę odgromową. Została ona szeroko przetestowana w obszarach podatnych na wyładowania atmosferyczne i okazała się skuteczną metodą. Jednak jednopunktowe uziemienie nie jest jedynym aspektem.

Jeśli różnica poziomów mocy między obwodami jest duża, zastosowanie szeregowego uziemienia jednopunktowego może być niepraktyczne. Wynikający z tego duży prąd powrotny może zakłócać działanie obwodów małej mocy. Jeśli różnica poziomów mocy jest niska, można zastosować równoległy schemat uziemienia jednopunktowego. Metoda ta ma jednak wiele wad. Oprócz tego, że jest nieefektywna, jednopunktowe uziemienie wymaga większej ilości uziemienia, a także zwiększa impedancję uziemienia.

Jednopunktowe systemy uziemienia są zwykle używane w projektach o niższej częstotliwości. Jeśli jednak obwody działają na wysokich częstotliwościach, dobrym wyborem może być wielopunktowy system uziemienia. Płaszczyzna uziemienia obwodu wysokiej częstotliwości powinna być współdzielona przez dwa lub więcej obwodów. Zmniejszy to ryzyko powstawania pętli magnetycznych.

Zakłócenia zasilania

Zakłócenia zasilania mogą pogorszyć wydajność obwodu, a nawet spowodować poważne problemy z integralnością sygnału. W związku z tym konieczne jest radzenie sobie z zakłóceniami mocy w projektowaniu układów wysokiej częstotliwości. Na szczęście istnieją metody radzenia sobie z tymi problemami. Poniższe wskazówki pomogą zmniejszyć ilość zakłóceń mocy w projektach wysokiej częstotliwości.

Po pierwsze, należy zrozumieć, w jaki sposób występują zakłócenia elektromagnetyczne. Istnieją dwa główne rodzaje zakłóceń: ciągłe i impulsowe. Zakłócenia ciągłe pochodzą ze źródeł naturalnych i wytworzonych przez człowieka. Oba typy zakłóceń charakteryzują się mechanizmem sprzęgania i odpowiedzią. Z drugiej strony zakłócenia impulsowe występują sporadycznie i w krótkim czasie.

Analiza wad lutowniczych na płytkach PCB cynowanych zanurzeniowo

/0 Komentarze/w /Autor

Analiza wad lutowniczych na płytkach PCB cynowanych zanurzeniowo

Wady lutownicze są częstą przyczyną awarii PCB. Istnieje kilka różnych rodzajów defektów, które mogą prowadzić do awarii PCB. Poniższy artykuł omawia trzy rodzaje defektów: zwilżanie, platerowanie przez pęknięcia otworów i ciekłe topniki.

Wady zwilżania

Narażenie na czynniki środowiskowe podczas procesu produkcyjnego może wpływać na zdolność zwilżania zanurzeniowych blaszanych płytek drukowanych. Może to zmniejszyć wydajność montażu i niezawodność drugiego poziomu. Dlatego ważne jest, aby unikać lub korygować słabe wady zwilżania. W tym badaniu zbadano wpływ różnych warunków temperaturowych na zdolność zwilżania tych padów.

Zanurzeniowe pady cynowe wykazują szereg defektów, które mogą powodować niepowodzenie procesu montażu. W przeciwieństwie do zwilżania, które jest wadą, w której połączenie lutownicze nie jest formowane, wady zwilżania występują, gdy stopiony lut nie przylega do zwilżalnej powierzchni padów PCB lub komponentów. Może to skutkować powstawaniem dziur lub pustych przestrzeni w złączach lutowniczych.

Wady niezwilżalne mogą również powodować poważne problemy strukturalne. Ponadto mogą one skutkować słabą przewodnością elektryczną, luźnymi komponentami i słabą wydajnością płytki PCB.

Pękanie poszycia przez otwór w beczce

W niniejszym badaniu oceniono niezawodność zanurzeniowych blaszanych płytek drukowanych poprzez analizę uszkodzeń lutowniczych. W tym celu zbadaliśmy zachowanie materiałów międzymetalicznych wewnątrz połączeń lutowanych za pomocą SEM. Porównaliśmy wyniki starzonych i niestarzonych zespołów, aby zrozumieć, w jaki sposób związki międzymetaliczne wpływają na niezawodność połączenia.

Wyniki badania pokazują, że bezprądowa powłoka niklowa na zanurzeniowych cynowych płytkach PCB charakteryzuje się głębokimi szczelinami i pęknięciami. Te otwarte granice są przypisywane środowisku korozyjnemu generowanemu podczas powlekania ENIG. Problem ten można rozwiązać poprzez wprowadzenie kontrolera niklu do procesu powlekania. Ten środek zaradczy pomaga utrzymać dobrą zwilżalność podkładki i zapobiega utlenianiu.

Topniki ciekłe

Analiza wad lutowniczych obejmuje również analizę topnika użytego w procesie. Zastosowanie różnych ciekłych topników w procesie rozpływowym może prowadzić do różnych wyników. Jedną z metod stosowanych do analizy wpływu topnika na defekty lutownicze na zanurzeniowych cynowanych płytkach PCB jest montaż zespołów flip-chip z układami odczytu na spodzie.

5 głównych przyczyn powstawania piany na miedziowanych płytkach PCB

/0 Komentarze/w /Autor

5 głównych przyczyn powstawania piany na miedziowanych płytkach PCB

Istnieje wiele przyczyn powstawania piany na miedzianej powłoce płytki PCB. Niektóre z nich są spowodowane zanieczyszczeniem olejem lub pyłem, podczas gdy inne są spowodowane procesem zatapiania miedzi. Pienienie jest problemem w każdym procesie miedziowania, ponieważ wymaga roztworów chemicznych, które mogą zanieczyścić inne obszary. Może również wystąpić z powodu niewłaściwej miejscowej obróbki powierzchni płytki.

Mikrotrawienie

Podczas mikrotrawienia aktywność osadu miedzi jest zbyt silna, co powoduje nieszczelność porów i powstawanie pęcherzy. Może to również prowadzić do słabej przyczepności i pogorszenia jakości powłoki. Dlatego usunięcie tych zanieczyszczeń ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania temu problemowi.

Przed przystąpieniem do miedziowania, miedziane podłoże poddawane jest sekwencji czyszczenia. Ten etap czyszczenia jest niezbędny do usunięcia zanieczyszczeń powierzchniowych i zapewnienia ogólnego zwilżenia powierzchni. Następnie podłoże jest traktowane roztworem kwasu w celu kondycjonowania powierzchni miedzi. Po tym następuje etap miedziowania.

Inną przyczyną powstawania piany jest niewłaściwe czyszczenie po odtłuszczaniu kwasem. Może to być spowodowane niewłaściwym czyszczeniem po odtłuszczeniu kwasem, niewłaściwym dostosowaniem środka rozjaśniającego lub niską temperaturą cylindra miedzianego. Ponadto niewłaściwe czyszczenie może prowadzić do lekkiego utlenienia powierzchni płyty.

Utlenianie

Utlenianie powoduje pienienie się miedzi na płytce PCB, gdy folia miedziana na płytce nie jest wystarczająco chroniona przed skutkami utleniania. Problem może wystąpić z powodu słabej przyczepności lub chropowatości powierzchni. Może również wystąpić, gdy folia miedziana na płytce jest cienka i nie przylega dobrze do podłoża płytki.

Mikrotrawienie jest procesem stosowanym w zatapianiu miedzi i galwanizacji wzorów. Mikrotrawienie należy wykonywać ostrożnie, aby uniknąć nadmiernego utleniania. Nadmierne wytrawianie może prowadzić do powstawania pęcherzyków wokół otworu. Niewystarczające utlenienie może prowadzić do słabego wiązania, pienienia i braku siły wiązania. Mikrotrawienie należy wykonać na głębokość od 1,5 do dwóch mikronów przed osadzeniem miedzi i od 0,3 do jednego mikrona przed procesem powlekania wzorem. Aby upewnić się, że wymagana głębokość została osiągnięta, można użyć analizy chemicznej.

Przetwarzanie podłoża

Pienienie się miedzi na płytce PCB jest główną wadą jakościową, która może być spowodowana słabą obróbką podłoża. Problem ten występuje, gdy folia miedziana na powierzchni płytki nie jest w stanie przylegać do miedzi chemicznej z powodu słabego wiązania. Powoduje to powstawanie pęcherzy na powierzchni płytki. Skutkuje to nierównym kolorem oraz czarnym i brązowym utlenianiem.

Proces miedziowania wymaga użycia ciężkich środków dostosowujących miedź. Te płynne środki chemiczne mogą powodować zanieczyszczenie krzyżowe płyty i skutkować słabymi efektami obróbki. Ponadto może to prowadzić do nierównych powierzchni płyty i słabej siły wiązania między płytą a zespołem PCBA.

Mikroerozja

Pienienie się miedzi na płytce PCB może być spowodowane dwoma głównymi czynnikami. Pierwszym z nich jest niewłaściwy proces miedziowania. Proces miedziowania wykorzystuje wiele chemikaliów i rozpuszczalników organicznych. Proces miedziowania jest skomplikowany, a chemikalia i oleje w wodzie używanej do powlekania mogą być szkodliwe. Mogą one powodować zanieczyszczenie krzyżowe, nierównomierne defekty i problemy z wiązaniem. Woda używana w procesie miedziowania powinna być kontrolowana i dobrej jakości. Kolejną ważną rzeczą do rozważenia jest temperatura miedziowania. Ma ona duży wpływ na efekt mycia.

Mikroerozja występuje, gdy woda i tlen rozpuszczają się na miedzianej płytce. Rozpuszczona woda i tlen z wody powodują reakcję utleniania i tworzą związek chemiczny zwany wodorotlenkiem żelaza. Proces utleniania powoduje uwalnianie elektronów z miedzianego poszycia płyty.

Brak polaryzacji katodowej

Piana na miedzianej powłoce płytki PCB jest powszechną wadą jakościową. Proces produkcji płytek PCB jest złożony i wymaga starannej konserwacji. Proces ten obejmuje chemiczną obróbkę na mokro i powlekanie i wymaga dokładnej analizy przyczyn i skutków powstawania piany. W tym artykule opisano przyczyny powstawania piany na płytce miedzianej i co można zrobić, aby temu zapobiec.

Poziom pH roztworu galwanicznego ma również kluczowe znaczenie, ponieważ określa gęstość prądu katodowego. Czynnik ten wpływa na szybkość i jakość osadzania powłoki. Roztwór galwaniczny o niższym pH zapewni większą wydajność, podczas gdy wyższe pH spowoduje mniejszą wydajność.