Vad är skillnaden mellan SMD och NSMD?

/0 Kommentarer/i /av

Vad är skillnaden mellan SMD och NSMD?

SMD och NSMD är två typer av halvledare. Deras kontaktytor är ungefär lika stora, men NSMD-komponenterna har mindre dimensioner. SMD kan däremot flyttas av lödkolven, medan en genomgående hålkomponent kan säkras mekaniskt före lödningen.

NSMD-kuddarna är mindre

Det finns flera skillnader mellan NSMD-pads och SMD-pads. För det första är lödmasken för NSMD-pads mycket mindre. Detta gör att padkanten lämnar ett litet mellanrum som inte finns på SMD-pads. Följande bild visar en topp- och tvärsnittsvy av en NSMD-pad.

NSMD-pads är mindre än SMD-pads och lämpar sig därför bättre för högdensitetslayouter. De ger också mer utrymme mellan intilliggande pads och underlättar spårdragningen. Därför används NSMD-plattor i BGA-chip med hög densitet. NSMD-pads är dock mer känsliga för delaminering, men standardiserade tillverkningsmetoder bör förhindra detta problem.

Förutom att NSMD-kuddarna är mindre är de också billigare att tillverka. Detta beror på att de är tillverkade av billigare material. Det betyder dock inte att de är av sämre kvalitet. Om du väljer NSMD eller SMD beror på ditt användningsområde. Ett kort med stora kontaktytor behöver t.ex. en lödmask som har större lödmasköppning än ett kort med små kontaktytor.

När det gäller tillverkning av BGA-komponenter är det viktigt med rätt paddesign. NSMD-pads är mindre eftersom de har lödmasköppningar som är mindre än kopparpadsens diameter. NSMD-pads har också en risk för asymmetrisk lödstöt, vilket gör att enheten lutar på kretskortet.

NSMD-plattor används för dioder

NSMD-pads är en typ av diodemballagepads som skiljer sig från SMD-pads på ett viktigt sätt: ett mellanrum lämnas mellan padkanten och lödmasken. Om du använder en NSMD-pad kan du få bättre lödanslutningar och paketeringspads med bredare spårvidder.

Lödytorna på ett mönsterkort är antingen definierade med lödmask eller utan lödmask. Den icke-lödmaskdefinierade kontaktytan kännetecknas av ett mellanrum mellan lödmasken och den cirkulära kontaktytan. Lodet flödar över kontaktplattans ovansida och sidor för att skapa en högkvalitativ lödfog.

Diametern på en NSMD-pad är ofta mindre än diametern på en BGA-pad. Den mindre storleken gör det lättare att dra spår. NSMD-pads kan dock vara mer benägna att delaminera än SMD-pads. Därför är det nödvändigt att följa standardiserade tillverkningsmetoder för att minimera risken för delaminering.

Vid lödning av BGA-komponenter spelar paddesignen en avgörande roll. En dålig pad kan leda till dålig tillverkningsbarhet och kostsamma timmar av felanalys. Som tur är finns det enkla riktlinjer för paddesign. Med lite övning kan du tillverka rätt NSMD-pads för dina BGA-komponenter.

NSMD-plattor används för transistorer

När du använder NSMD-pads för transistorer måste du komma ihåg att en NSMD-pad är mindre än en motsvarande SMD-pad. Denna skillnad beror på att NSMD-padsen har en större öppning för lödmasken. Detta ger en större yta för lödfogar, en bredare spårvidd och ökad flexibilitet i genomgående hål. Men denna skillnad innebär också att en NSMD-pad är mer benägen att falla av under lödningsprocessen.

Kopparplattans diameter är en viktig faktor för att definiera storleken på en NSMD-platta. NSMD-pads är ungefär 20% mindre än en lödkula, vilket möjliggör bättre spårdragning. Denna minskning är nödvändig för BGA-chip med hög densitet. En NSMD-pad är dock mer benägen att delaminera, men standardiserade tillverkningsmetoder bör minimera detta problem.

NSMD-pads är ett bra alternativ vid lödning av transistorer. Denna typ av plintar används ofta i applikationer där transistorer måste lödas genom ett hål i ett metallsubstrat. Det gör lödningsprocessen enklare och mindre tidskrävande. Nackdelen med att använda en NSMD-pad är dock att du inte kan få samma kontroll över lödprocessen som med en SMD-pad.

Den andra stora fördelen med SMD-pads är att de är enkla att tillverka. Denna metod är mycket populär för tillverkning av elektroniska komponenter, eftersom det är det mest kostnadseffektiva sättet att skapa ett högkvalitativt kort. SMD-metoden är också ett bra sätt att minimera antalet variabler som är inblandade i din design.

De vanligaste PCB-defekterna och dess lösningar

/0 Kommentarer/i /av

De vanligaste PCB-defekterna och dess lösningar

Det finns många problem med kretskort, men vissa av dem är mindre uppenbara än andra. Dessa problem kallas implementeringsfel och kräver specialkunskaper för att diagnostiseras. Till exempel kan elektrostatisk urladdning, kemiskt läckage, upplyfta kontaktytor och komponentförskjutning vara möjliga orsaker till fel. För att identifiera felfunktionerna måste ett mönsterkort stresstestas tills det går sönder.

Elektrostatisk urladdning

Elektrostatisk urladdning (ESD) är ett vanligt problem i elektroniska kretsar. Det beror på felaktig hantering av elektroniska komponenter eller en för hög spänningsnivå. I många fall är den resulterande skadan latent eller katastrofal. Detta problem kan leda till att ett kretskort inte fungerar helt eller delvis.

Det finns flera sätt att upptäcka och åtgärda elektrostatiska urladdningar. Vissa av dessa är synliga och påverkar produktens prestanda, medan andra inte gör det. Den första metoden är att inspektera enheten för att avgöra om någon komponent är påverkad. I vissa fall uppstår ett litet hål på kretskortet.

Kemiskt läckage

Kemiskt läckage av PCB kan vara ett problem för många industrier. Även om USA förbjöd produktion av PCB 1977, finns de fortfarande i miljön på mycket låga nivåer. Miljöcykler är den primära källan till PCB i omgivningen, och de transporteras genom ekosystemen. Även om dessa föroreningar förekommer i låga halter kan de ha allvarliga effekter på människor och miljö.

Förutom i elektronik användes PCB även i skolbyggnader under 1950- till 1970-talen. Många skolor hade PCB-haltiga fogmassor och lysrörsarmaturer. Problemet med dessa produkter var att de läckte ut och orsakade föroreningar i andra byggnadsmaterial och i marken. Detta orsakade utbredd kontaminering, vilket är anledningen till att de förbjöds.

Upplyfta kuddar

Upplyfta lödpunkter kan bero på flera olika saker, t.ex. överdriven värme och kraft under lödningen. Resultatet kan bli en otillfredsställande lödfog. Dessa defekter kräver omlödning och kan leda till kortslutningsrisker. Andra orsaker till upplyfta lödpunkter kan vara föroreningar, dålig rengöring eller otillräckligt flussmedel. Upplyfta pads kan påverka kretsarnas funktion och kretskortets utseende.

Upplyfta elektroder förekommer oftast på tunna kopparskikt och kort som saknar genomgående plätering. Att identifiera grundorsaken till ett lyft är avgörande för att förhindra ytterligare skador. När det gäller enkelsidiga kretskort är problemet ofta resultatet av felaktig våglödning. Lyft kan förebyggas genom att vara extremt försiktig vid hantering av kretskort och undvika överdriven kraft vid hantering av komponenter.

Komponentförskjutning

Komponentförskjutning är en av de vanligaste defekterna som uppstår vid PCB-montering. Det kan orsakas av ett antal faktorer, inklusive felaktig placering av komponenter. Till exempel kan en komponent som är placerad på ett sätt som inte är korrekt orienterat flyta, vilket resulterar i en ny inriktning av komponenten.

I vissa fall beror komponentförskjutningen på att delarna inte är anpassade till dynans geometri. Detta gör att komponenten rör sig mot den värmemassa som ligger närmast. Andra orsaker kan vara böjda ledare, felaktigt placerade komponenter eller oxidation. Lyckligtvis finns det ett antal lösningar på problemet med komponentförskjutning. Till exempel kan man minimera komponentförflyttningen genom att följa rätt återflödesprofil, minska förflyttningen under den icke återflödade monteringsprocessen och använda ett aggressivt flussmedel.

Defekter i lödkulan

Defekter med lödkulor är vanliga i SMT-monteringsprocessen. Det rör sig i huvudsak om lödkulor som lossnar från huvuddelen av lodet. För att förhindra detta bör du justera monteringstrycket på chipmountern till en exakt inställning. Detta förhindrar att lödpastan pressas ut ur padsen och ökar chansen att lödpastan genereras på rätt sätt.

En bra lödfog är ren, symmetrisk och har en konkav form. Å andra sidan kan en dålig lödfog vara stor och ha en lång stjälk. En annan vanlig defekt är störda fogar, som har ett flagnande, förvrängt eller ojämnt utseende.

Termisk avbildning

Värmebilder är ett kraftfullt verktyg för kvalitetskontroll och påskyndar reparationer av kretskort och komponenter. Genom att identifiera heta punkter kan värmekameror peka ut felaktiga komponenter eller områden som förbrukar för mycket ström. Denna information kan hjälpa konstruktörerna att minska strömförbrukningen och förlänga batteritiden. Värmeavbildning kan också upptäcka områden med dålig värmehantering, vilket kräver mer kylning, större kylflänsar eller till och med ny design.

Termografi för PCB-defekter kan också hjälpa designers och ingenjörer att fastställa orsaken till defekter. När ett testkort inte klarar kvalitetskontrolltesterna kan en värmekamera avslöja problemen. Den kan också visa temperaturskillnaderna mellan två olika områden på ett mönsterkort, vilket avslöjar hur de två skiljer sig åt.

5 Faktorer som påverkar kvaliteten på SMT-lödning

/0 Kommentarer/i /av

5 Faktorer som påverkar kvaliteten på SMT-lödning

Flera faktorer påverkar kvaliteten på SMT-lödningen. Bland annat utrustningens skick, lodpastans kvalitet och stabilitet. Genom att förstå dessa faktorer kan du förbättra dina SMT-lödningsprocesser. Det bästa sättet att förbättra kvaliteten på SMT-lödningen är att genomföra förbättringar inom alla områden.

Stabilitet

I en tillverkningsprocess där komponenter placeras på ett kretskort är lödfogarnas stabilitet viktig för kretsens prestanda. Under vissa förhållanden kan dock lödningsprocessen vara instabil. Under sådana förhållanden används blyfri SnAgCu-lödpasta för att minska den termiska belastningen på substratet. Denna typ av lödpasta har en fördel jämfört med andra material: den kan användas på olika substrat och kan appliceras genom att dosera pastan på enhetens yta.

En bra lodpasta är stabil vid en viss temperatur. Det bästa sättet att kontrollera stabiliteten hos din lodpasta är att använda en viskosimeter för att mäta dess viskositet. En bra lödpasta bör ha en viskositet på mellan 160 Pa*S och 200 Pa*S.

Repeterbarhet

Under lödningsprocessen är flussmedlet en viktig ingrediens för en lyckad lödning. Om flussmedlet är otillräckligt eller innehåller för många föroreningar kan lödningen misslyckas. Det bästa sättet att säkerställa repeterbarheten vid SMTS-lödning är att noggrant förbereda komponenter och kretskort före lödning. Det är också viktigt att hålla rätt temperatur vid återflödet och att undvika att enheten rör sig under återflödet. Slutligen måste legeringen analyseras med avseende på eventuella föroreningar.

Blyfria lödningar rekommenderas, men blyhaltiga lödningar kan användas i vissa fall. Det är dock viktigt att notera att blyhaltigt lod inte har det flussmedel som krävs för att göra tillförlitliga fogar. Som ett resultat är lödningsprocessen inte repeterbar.

Equipment state

Many factors affect the quality of SMT soldering. These factors include the design of PCB pads, the quality of the solder paste, and the state of equipment used for manufacturing. Each of these factors is fundamental for reflow soldering quality insurance. Moreover, they can also influence soldering defects. To improve soldering quality, it is essential to use excellent PCB pad designs.

In addition to the selection of components, the mounting precision is another factor affecting the quality of the solder joint. The equipment used for mounting must have high precision so that the components remain stable. In addition, the mounting angle should be correct to ensure that the polar device is correctly oriented. Also, the thickness of the component after mounting must be appropriate.

Solder paste quality

Soldering defects can be the result of a variety of factors. Often, these problems are caused by improper PCB design. Incorrect pad design can result in components that shift or tombstone-shape, as well as soldering defects. For this reason, the design of PCB pads should be carefully scrutinized to avoid these problems.

Temperature and humidity play a significant role in the quality of solder paste. An ideal temperature for application is around 20 degrees Celsius and the right humidity is between thirty to fifty percent. High moisture levels can cause balls to form, which affects the soldering process. Scraping blade speed and quality are also important factors that affect soldering. For optimal results, solder paste should be applied starting from the core and move towards the edges of the board.

Speed, scraper pressure, stencil descending speed, and stencil cleaning mode should all be optimized for maximum solder paste printing. Improper speed can result in uneven solder paste printing and may reduce production efficiency. Another critical parameter is stencil cleaning frequency. Too high or too low stencil cleaning speed can cause a buildup of tin, which can affect production efficiency.

PCB design

PCB design is a critical aspect of manufacturing quality. It involves the proper positioning of components on the board to ensure that they are mounted correctly. It should include enough clearance for mechanical fixing holes. Otherwise, the delicate components can be damaged. In addition, solder joints near the footprints of surface mount components may result in shorts. Hence, it is essential that the PCB design allows for the proper placement of both conventional and surface mount components.

In addition to the correct placement of components, the proper PCB design can also contribute to SMT soldering. According to HP statistics, about 70 to 80 percent of manufacturing faults are caused by defects in the PCB design. The factors that affect the design of the PCB include component layout, thermal pad design, component package types, and assembly method. The PCB design must also consider electromagnetic compatibility (EMC) points and via positions.

Hur PCB-material med hög värmeledningsförmåga löser problemet med värmeavledning

/0 Kommentarer/i /av

Hur PCB-material med hög värmeledningsförmåga löser problemet med värmeavledning

PCB, även känt som tryckta kretskort, är skiktade strukturer som består av kopparfolier mellan glas-epoxiskikt. Dessa lager fungerar som mekaniskt och elektriskt stöd för komponenterna. Kopparfolierna med hög ledningsförmåga fungerar som den ledande kretsen i PCB, medan glas-epoxiskiktet fungerar som det icke-ledande substratet.

Material för kretskort med hög värmeledningsförmåga

Värmekonduktivitet är ett materials förmåga att överföra värme bort från en enhet. Ju lägre värmeledningsförmåga, desto mindre effektiv är enheten. Material med hög värmeledningsförmåga kan eliminera behovet av vior och ge en jämnare temperaturfördelning. Det minskar också risken för lokal volymutvidgning, vilket kan leda till hotspots i närheten av högströmskomponenter.

Ett typiskt PCB för en persondator kan bestå av två kopparplan och två yttre spårskikt. Tjockleken är ca 70 um och värmeledningsförmågan är 17,4 W/mK. Resultatet är att det typiska kretskortet inte är en effektiv värmeledare.

Kopparmynt

Kopparmynt är små kopparbitar som är inbäddade i kretskortet. De placeras under den komponent som alstrar mest värme. Tack vare sin höga värmeledningsförmåga kan de överföra värmen från den heta komponenten till en kylfläns. De kan tillverkas i olika former och storlekar för att passa de önskade områdena och kan metalliseras för att säkerställa en tät anslutning.

Glas-epoxi

Problemet med värmeavledning blir allt viktigare inom elektronik. Överskottsvärme kan leda till underprestanda och tidiga fel. För närvarande är alternativen för värmeavledning begränsade, särskilt i extrema miljöer. En av lösningarna på detta problem är att använda PCB-material av glasepoxi med hög temperatur, eller HDI-PCB. Detta material kan lösa problemet genom att ha en värmeledningsförmåga som är över tvåhundra gånger bättre än FR4-komposit.

Epoxiharts av glas har utmärkt värme- och flambeständighet. Det har en hög glasövergångstemperatur och hög värmeledningsförmåga. Det kan fungera som ett isolerande skikt och ett värmeavledande skikt. Det kan tillverkas genom impregnering eller beläggning. Värmeledningsförmågan hos PCB av glasepoxi kommer att förbättra prestandan och stabiliteten hos elektroniska komponenter.

PCB med metallkärna

Tillverkare av metallkretskort har introducerat nya substrat som tål höga temperaturer. Detta gör att de selektivt kan applicera tjockare kopparskikt som har högre värmeledningsförmåga. Denna typ av PCB ger bättre värmeavledning och kan användas för fina kretsmönster och chipförpackningar med hög densitet.

Förutom att de har högre värmeledningsförmåga är PCB i metall också dimensionsstabila. Kretskort med metallkärna i aluminium har en storleksförändring på 2,5-3% vid uppvärmning, vilket gör dem idealiska för högeffektstillämpningar. Deras låga termiska expansionsegenskaper gör dem också lämpliga för hög omkopplingseffekt. Den vanligaste metallen som används för PCB med metallkärna är aluminium, som är billigt och återvinningsbart. Dess höga värmeledningsförmåga möjliggör en snabb kylningsprocess.

Ett annat problem i samband med värmeavledning är risken för överhettning. Den värme som alstras av värmealstrande komponenter måste ledas bort från kortet, annars kommer kortet inte att prestera på topp. Lyckligtvis finns det nu nya alternativ för att lösa detta problem. Metallkretskort med hög värmeledningsförmåga är en ny typ av värmelösning som kan lösa dessa problem.

FR4-substrat

PCB är skiktade strukturer av kopparfolier och glasförstärkta polymerer. De stöder och ansluter elektroniska komponenter. Kopparn skapar en ledande krets i mönsterkortet, medan glas-epoxiskiktet fungerar som ett icke-ledande substrat.

Högeffektskomponenter placeras bäst nära mitten av kretskortet, snarare än på kanterna. Detta beror på att värme ackumuleras nära kanterna och sprids ut. Värme från högeffektskomponenter bör också placeras långt från känsliga enheter, och värmen måste ledas bort genom kretskortet.

PCB-material med hög värmeledningsförmåga är den bästa lösningen för värmeavledning, vilket möjliggör snabb överföring av värme och förhindrar värmeackumulering. Högteknologiska mönsterkort använder kopparbas, aluminium eller keramik som substratmaterial. Detta löser problemen med värmeavledning och gör kretskorten mer hållbara.