Wstęp
Urządzenia do przesyłu energii-wysokiego-bardzo wysokiego napięcia i inteligentne sterowanie siecią działają-przez cały rok w środowiskach-wysokiego napięcia wynoszącego dziesiątki tysięcy woltów. Produkcja tych zespołów PCBA nakłada znacznie bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące izolacji elektrycznej, wydajności rozpraszania ciepła i wytrzymałości mechanicznej niż wymagania dotyczące elektroniki użytkowej pracującej w temperaturze pokojowej. W procesie SMT mikroskopijne puste przestrzenie są bardzo podatne na tworzenie się pod dużymi-BGA, bezołowiowymi QFN i tranzystorami MOSFET mocy (takimi jak DFN). Pod wpływem pól elektrycznych-o wysokim napięciu puste przestrzenie ukryte w złączach lutowanych mogą powodować miejscową koncentrację pola elektrycznego, przyspieszając rozkład dielektryka lub prowadząc do wypalenia wiórów z powodu wzrostu oporu cieplnego. W całym procesie produkcji PCBA dla płytek do przesyłu mocy-wysokiego napięcia ustanawiane są rygorystyczne standardy kontroli głębokości pęcherzyków przy użyciubardzo-precyzyjne zdjęcie rentgenowskie 3D-(AXI)jest podstawową metodą całkowitego zapobiegania opóźnionym awariom przejściowym.
Mechanizm zagrożenia pęcherzykami w warunkach-wysokiego napięcia: lokalne stężenie pola elektrycznego i akumulacja oporu cieplnego
Pęcherzyki wewnątrz połączeń lutowanych to zasadniczo wnęki powstałe, gdy resztkowe lotne gazy nie wydostaną się z międzywarstwy w odpowiednim czasie. Chociaż podczas konwencjonalnych testów PCBA przy niskim-napięciem te pęcherzyki wyglądają jak ścieżki przewodzące, stwarzają ukryte zagrożenie w warunkach wysokiego- i ultra-wysokiego-napięcia. Wypełnione powietrzem lub pozostałościami ulatniania się topnika, pęcherzyki te mają stałą dielektryczną znacznie niższą niż otaczający stop cyny. Kiedy przez płytkę przepływają przejściowe napięcia rzędu setek, a nawet tysięcy woltów, na krawędziach pęcherzyków występuje ekstremalna koncentracja naprężeń pola elektrycznego, ponieważ rozkład natężenia pola elektrycznego jest odwrotnie proporcjonalny do stałej dielektrycznej. Długotrwałe narażenie na tak wysokie-napięcie i silne pola elektryczne może wywołać mikro-wyładowania (lokalne przebicie), które z kolei tworzą ścieżki przewodzące aż do całkowitego zniszczenia złącza lutowanego. Co więcej, jeśli w centralnej podkładce rozpraszającej ciepło na spodzie urządzeń takich jak QFN znajdują się pęcherzyki o dużej powierzchni, ich ogólny opór cieplny wzrośnie wykładniczo. Ciepło generowane przez chipy zasilające nie może zostać szybko rozproszone przez folię miedzianą na spodzie płytki drukowanej, co powoduje dalszy wzrost temperatury złącza powyżej krytycznego progu 150 stopni, co ostatecznie prowadzi do niekontrolowanej niekontrolowanej temperatury.
Nowy standard jakości dlaRentgenowskie-3D (AXI): Wielowymiarowe metryki oceny ilościowej
W przypadku specjalistycznych zastosowań-płytek transmisyjnych wysokiego napięcia tradycyjna-kontrola rentgenowska 2D-ze względu na nakładające się kąty widzenia i niemożność rozróżnienia rozwarstwień-nie może już spełniać wymagań dotyczących odrzucenia jakościowego.Linie produkcyjnemusi przyjąćZautomatyzowane systemy kontroli rentgenowskiej 3D-w celu ustalenia cyfrowych, trójwymiarowych-progów odrzucenia jakości. -Standardowa specyfikacja branżowa IPC-A-610H pozwala na współczynnik powierzchni bąbla wynoszący do 25% w przypadku standardowych kulek lutowniczych BGA. Jednakże w przypadku płyt głównych stosowanych w transmisji mocy-wysokiego napięcia wskaźnik ten musi być ściśle rygorystyczny: całkowity współczynnik powierzchni pęcherzyków w dowolnym pojedynczym punkcie wszystkich styków BGA i krytycznych połączeń lutowanych QFN musi być kontrolowany poniżej 12%. Co więcej, nowy standard wprowadza rygorystyczne ograniczenia dotyczące „maksymalnej liczby pojedynczych pęcherzyków” i „lokalizacji pęcherzyków”. Każdy pojedynczy pęcherzyk o średnicy przekraczającej 20% średnicy kulki lutowniczej jest uznawany za niezgodny. Jednocześnie 3D AXI wykorzystuje technologię skanowania tomograficznego, aby skupić się na monitorowaniu, czy pęcherzyki przylegają do interfejsu komponentu lub interfejsu podkładki PCB (tj. warstwy IMC). Należy bezwzględnie odrzucić wszelkie pęcherzyki znajdujące się w obszarze lutowania,-nawet jeśli zajmują tylko 5% całkowitej powierzchni, ponieważ są one bardzo podatne na powstawanie pęknięć bocznych pod wpływem wibracji zewnętrznych.
Kontrola źródła SMT: matryca-stylizująca otwory szablonu i optymalizacja receptury pasty lutowniczej
Aby zmniejszyć ilość pęcherzyków wykrytą podczas-kontroli rentgenowskiej do nowych, standardowych limitów, konieczne jest wdrożenie korekt procesu odwrotnego, aby zapewnić fizyczne kanały uwalniania gazu podczasdruk pasty lutowniczeji projekt szablonu. W przypadku podkładek uziemiających i radiatorów QFN-o dużej powierzchni tradycyjny proces stosowania pojedynczej-apertury o pełnej powierzchni jest główną przyczyną gromadzenia się pęcherzyków-na dużą skalę. Dział inżynieryjny musi w pełni wdrożyć projekt apertury w stylu matrycy, dzieląc pierwotnie otwarte okno szablonu na 4, 9 lub 16 niezależnych matryc siatki 3x3, przy czym obszar apertury stanowi 65% do 75% całkowitej powierzchni pola. Pomiędzy sekcjami siatki należy pozostawić wolny kanał-w kształcie krzyża-do lutowania o średnicy 0,2–0,3 mm. W początkowej fazielutowanie rozpływowegazy rozpuszczalnikowe z topnika,-które szybko ulatniają się po podgrzaniu,-będą płynnie przepływać przez te niepowlekane ścieżki na zewnątrz, zapobiegając łączeniu się wielu drobnych pęcherzyków w zbyt duże pęcherzyki, które przekraczają dopuszczalne limity. Ponadto dział materiałów powinien priorytetowo potraktować stosowanie systemów topników chemicznych z rozpuszczalnikami-wrzącymi-o wysokiej temperaturze wrzenia i niskimi szybkościami krystalizacji, aby wydłużyć cykl uwalniania gazu w fazie-wzrostu temperatury.
Kalibracja krzywej temperatury pieca rozpływowego: kluczowa rola procesu rozpływu próżniowego
Termodynamiczne procesy lutowania rozpływowego bezpośrednio wpływają na dynamikę ucieczki gazów wewnętrznych z pasty lutowniczej w stanie stopionym. Skrupulatnie zaprojektowana krzywa temperatury jest ostatnim krokiem w eliminacji pęcherzyków. W strefie izotermicznej technicy muszą wydłużyć czas utrzymywania między 150 a 180 stopni do 90 sekund lub nawet 120 sekund, umożliwiając aktywnym składnikom topnika całkowite zwilżenie powierzchni i równomierne odparowanie, zapobiegając w ten sposób skoncentrowanemu wrzeniu po osiągnięciu linii likwidusu. W przypadku-modułów dużej mocy w systemach zasilania,-które stanowią ekstremalne wyzwania,-konwencjonalne lutowanie rozpływowe w powietrzu lub azotie osiągnęło swoje fizyczne granice, co wymaga wszechstronnego zastosowania lutowania rozpływowego w próżni. Kiedy PCBA dostanie się do strefy najwyższej temperatury pieca rozpływowego, a pasta lutownicza całkowicie się stopi, komora próżniowa inicjuje ewakuację, szybko zmniejszając ciśnienie wewnętrzne do wartości od 10 mbar do 30 mbar w ciągu 10 sekund. Pod wpływem ogromnej różnicy ciśnień pomiędzy wnętrzem i zewnętrzem, objętość mikroskopijnych pęcherzyków uwięzionych w złączach lutowniczych szybko zwiększa się i ucieka na zewnątrz, po czym komora powraca do ciśnienia atmosferycznego, aby całkowicie zestalić się. Dane eksperymentalne potwierdzają, że proces ponownego rozpływu próżni może konsekwentnie zmniejszyć ogólną prędkość pęcherzyków pod QFN do 3%.
Poleganie na naukowej kontroli obrazowania cyfrowego i rygorystycznych interwencjach w procesie fizycznym gwarantuje, że płyty główne z transmisją wysokiego napięcia-nie będą stwarzać żadnego-ryzyka podczas długotrwałej-terminowej-pracy pod wysokim napięciem.
Szybkie fakty na temat NeoDen
- Założona w 2010 roku, 200 + pracowników, 27000+ mkw. fabryka.
- Produkty NeoDen: różne serie maszyn PnP, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Seria pieców rozpływowych IN oraz kompletna linia SMT zawierają cały niezbędny sprzęt SMT.
- Klienci 10000+ odnoszący sukcesy na całym świecie.
- 40+ Globalni agenci działający w Azji, Europie, Ameryce, Oceanii i Afryce.
- Centrum badawczo-rozwojowe: 3 działy badawczo-rozwojowe z 25+ profesjonalnymi inżynierami badawczo-rozwojowymi.
- Znajduje się na liście CE i posiada 70+ patentów.
- 30+ inżynierowie ds. kontroli jakości i wsparcia technicznego, 15+ starsi pracownicy ds. sprzedaży międzynarodowej, którzy zapewniają szybką reakcję klientów w ciągu 8 godzin i dostarczanie profesjonalnych rozwiązań w ciągu 24 godzin.