giriiş
Ultra-yüksek-voltajlı güç iletimi ve akıllı şebeke kontrol ekipmanları, yıl boyunca-onbinlerce voltluk yüksek-voltajlı ortamlarda çalışır. Bu PCBA düzeneklerinin imalatı, oda sıcaklığında çalışan tüketici elektroniklerine kıyasla elektrik yalıtımı, termal dağılım verimliliği ve mekanik dayanıklılık açısından çok daha katı gereksinimler getirir. SMT sürecinde mikroskobik boşluklar, büyük- boyutlu BGA'ların, kurşunsuz QFN'lerin ve güç MOSFET'lerinin (DFN'ler gibi) altında oluşmaya oldukça yatkındır. Yüksek-voltajlı elektrik alanlarının etkisi altında, lehim bağlantılarında gizlenen bu boşluklar, lokal elektrik alanı konsantrasyonuna neden olabilir, dielektrik bozulmayı hızlandırabilir veya termal dirençteki artış nedeniyle talaşın yanmasına neden olabilir. Yüksek gerilim güç aktarım kartlarına yönelik PCBA üretim sürecinin tamamı boyunca{10}sıkı kabarcık derinliği kontrol standartları oluşturarak,yüksek-hassas 3D X-ışını (AXI)Gecikmiş geçici arızaları tamamen önlemenin temel yöntemidir.
Yüksek-Voltaj Koşullarında Kabarcık Tehlikelerinin Mekanizması: Yerelleştirilmiş Elektrik Alanı Yoğunlaşması ve Termal Direnç Birikimi
Lehim bağlantılarının içindeki kabarcıklar esasen, artık uçucu gazların ara katmandan zamanında kaçmaması durumunda oluşan boşluklardır. Bu kabarcıklar, geleneksel düşük-voltaj PCBA testi sırasında iletken yollar olarak görünse de, yüksek- ve ultra-yüksek-voltaj koşulları altında gizli bir tehlike oluştururlar. Hava veya akı buharlaşma kalıntılarıyla dolu olan bu kabarcıklar, çevredeki kalay alaşımından çok daha düşük bir dielektrik sabitine sahiptir. Yüzlerce hatta binlerce voltluk geçici voltajlar ped içinden geçtiğinde, elektrik alan kuvvetinin dağılımı dielektrik sabiti ile ters orantılı olduğundan kabarcıkların kenarlarında aşırı elektrik alan stres konsantrasyonu oluşur. Bu kadar yüksek-voltajlı, güçlü elektrik alanlarına uzun süre maruz kalmak mikro-boşalmalara (yerel arıza) neden olabilir ve bu da lehim bağlantısı tamamen yok olana kadar iletken yollar oluşturur. Ayrıca, QFN'ler gibi cihazların alt kısmındaki merkezi ısı dağıtım yastığında büyük-alanlı kabarcıklar varsa, bunların genel termal direnci katlanarak artacaktır. Güç yongaları tarafından üretilen ısı, PCB'nin altındaki bakır folyo aracılığıyla hızlı bir şekilde dağıtılamaz, bu da bağlantı sıcaklığının 150 derecelik kritik eşiğin üzerine çıkmaya devam etmesine ve sonuçta termal kaçağa yol açmasına neden olur.
Yeni Kalite Standardı3D X-ışını (AXI): Çok Boyutlu Nicel Değerlendirme Metrikleri
Yüksek-gerilim iletim kartlarının özel uygulamaları için, geleneksel 2D X-ışını denetimi-örtüşen görüntüleme açıları ve katmanlara ayrılmanın ayırt edilememesi nedeniyle-artık kalite reddi gereksinimlerini karşılayamamaktadır.Üretim hatlarıbenimsemek zorunda3D otomatik X-ışını inceleme sistemleridijital, üç-boyutlu kalite ret eşiklerini oluşturmak. Endüstri standardı IPC-A-610H spesifikasyonu, standart BGA lehim topları için %25'e kadar kabarcık alanı oranına izin verir. Bununla birlikte, yüksek voltajlı güç aktarımında kullanılan çekirdek kartlar için bu ölçümün sıkı bir şekilde sıkılaştırılması gerekir: tüm BGA pinleri ve kritik QFN lehim bağlantılarındaki herhangi bir noktadaki toplam kabarcık alanı oranı %12'nin altında kontrol edilmelidir. Ayrıca yeni standart, "maksimum tek kabarcık" ve "kabarcık konumu" konusunda sıkı kısıtlamalar getiriyor. Lehim topunun çapının %20'sini aşan çapa sahip herhangi bir kabarcık,-uygun olmadığı kabul edilir. 3D AXI aynı zamanda kabarcıkların bileşen arayüzüne mi yoksa PCB ped arayüzüne mi (yani IMC katmanına) bitişik olup olmadığının izlenmesine odaklanmak için tomografik tarama teknolojisini kullanır. Lehim arayüzünde yer alan tüm kabarcıklar, toplam alanın yalnızca %5'ini oluştursalar bile-kesinlikle reddedilmelidir; çünkü harici titreşim altında yanal çatlaklar oluşturmaya son derece eğilimlidirler.
SMT Kaynak Kontrolü: Matris-Stil Şablon Açıklıkları ve Lehim Pastası Formülasyonu Optimizasyonu
X-ışını incelemesi tarafından tespit edilen kabarcık oranını yeni standart limitler içerisine düşürmek amacıyla, gaz çıkışı için fiziksel kanallar sağlamak üzere ters proses ayarlamalarının uygulanması gerekmektedir.lehim pastası baskıve şablon tasarımı. Geniş-alanlı QFN zemin ve ısı emici pedleri için, tek, tam-alanlı bir açıklığın kullanıldığı geleneksel süreç, büyük-ölçekli kabarcık birikiminin temel nedenidir. Mühendislik departmanı, başlangıçta açık olan şablon penceresini 4, 9 veya 16 bağımsız 3x3 ızgara matrisine bölen, açıklık alanı toplam ped alanının %65 ila %75'ini oluşturan bir matris-tarzı açıklık tasarımını tamamen uygulamalıdır. Izgara bölümleri arasında 0,2 mm ila 0,3 mm "çapraz-şekilli" lehim-serbest bir kanal bırakılmalıdır. Başlangıç aşamasındayeniden akışlı lehimleme, akıştan gelen-ısıtıldığında hızla buharlaşan- solvent gazları, bu kaplanmamış yollardan dışarıya doğru düzgün bir şekilde akacak ve birden fazla küçük kabarcığın kabul edilebilir sınırları aşan aşırı büyük kabarcıklara dönüşmesini önleyecektir. Ek olarak malzeme departmanı, sıcaklığın yükselme aşaması sırasında gaz salınım döngüsünü uzatmak için-kaynama noktası{- yüksek solventlere ve düşük kristalleşme hızlarına sahip kimyasal akış sistemlerinin kullanımına öncelik vermelidir-.
Yeniden Akış Fırını Sıcaklık Eğrisi Kalibrasyonu: Vakumlu Yeniden Akış Sürecinin Önemli Rolü
Yeniden akışlı lehimlemenin termodinamik süreçleri, lehim pastası erimiş haldeyken içindeki iç gazların kaçış dinamiklerini doğrudan etkiler. Titizlikle tasarlanmış bir sıcaklık eğrisi, kabarcıkları ortadan kaldırmanın son adımıdır. İzotermal bölgede, teknisyenler tutma süresini 150 derece ila 180 derece arasında 90 saniyeye, hatta 120 saniyeye kadar uzatmalı, akının aktif bileşenlerinin yüzeyi tamamen ıslatmasına ve eşit şekilde buharlaşmasına izin vermeli, böylece sıvılaşma hattına ulaştıklarında konsantre kaynamayı önlemelidir. Aşırı zorluklar sunan-güç sistemlerindeki-yüksek güçlü modüller için-geleneksel hava veya nitrojen yeniden akışlı lehimleme, fiziksel sınırlarına ulaştı ve vakumlu yeniden akışlı lehimlemenin kapsamlı bir şekilde benimsenmesini gerektirdi. PCBA yeniden akış fırınının en yüksek sıcaklık bölgesine girdiğinde ve lehim pastası tamamen eridiğinde, vakum odası tahliyeyi başlatır ve iç basıncı 10 saniye içinde hızla 10 mbar ile 30 mbar arasına düşürür. İç ve dış kısım arasındaki büyük basınç farkının etkisi altında, lehim bağlantılarında sıkışan mikroskobik kabarcıkların hacmi hızla genişler ve dışarı doğru kaçar, ardından oda katılaşmayı tamamlamak için atmosferik basınca geri döner. Deneysel veriler, vakumlu yeniden akış işleminin, QFN'lerin altındaki genel kabarcık oranını tutarlı bir şekilde %3'e kadar azaltabildiğini doğrulamaktadır.
Bilimsel dijital görüntüleme incelemesine ve sıkı fiziksel süreç müdahalelerine güvenmek, yüksek-voltaj iletimli anakartların uzun-yüksek voltaj-servisi sırasında sıfır-riskli çalışmayı sürdürmesini sağlar.
NeoDen hakkında kısa bilgiler
- 2010 yılında kurulan, 200 + çalışan, 27000+ Sq.m. fabrika.
- NeoDen Ürünleri:Farklı Seri PnP makineleri, NeoDen YY1, NeoDen4 ,NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Fırın IN Serisi, komple SMT Serisinin yanı sıra gerekli tüm SMT ekipmanlarını da içerir.
- Dünya çapında başarılı 10000+ müşteri.
- 40+ Asya, Avrupa, Amerika, Okyanusya ve Afrika'da faaliyet gösteren Küresel Temsilciler.
- Ar-Ge Merkezi: 25+ profesyonel Ar-Ge mühendisinin bulunduğu 3 Ar-Ge departmanı.
- CE listesinde yer aldı ve 70+ patent aldı.
- Müşterilere 8 saat içinde zamanında yanıt vermek ve 24 saat içinde profesyonel çözümler sunmak için 30+ kalite kontrol ve teknik destek mühendisleri, 15+ kıdemli uluslararası satış.