Bevezetés
Az ultra-nagyfeszültségű-erőátviteli és intelligens hálózati vezérlőberendezések egész évben-működnek több tízezer voltos nagy-feszültségű környezetben. Ezeknek a PCBA-szerelvényeknek a gyártása sokkal szigorúbb követelményeket támaszt az elektromos szigeteléssel, a hőelvezetési hatékonysággal és a mechanikai szilárdsággal kapcsolatban, mint a szobahőmérsékleten működő fogyasztói elektronika esetében. Az SMT-folyamat során mikroszkopikus üregek nagyon hajlamosak a nagy-méretű BGA-k, vezeték nélküli QFN-ek és a teljesítmény-MOSFET-ek (például DFN-ek) alatt. A nagy-feszültségű elektromos mezők hatására ezek a forrasztási kötésekben megbúvó üregek helyi elektromos térkoncentrációt okozhatnak, felgyorsíthatják a dielektrikum lebomlását, vagy a forgács kiégéséhez vezethetnek a hőellenállás emelkedése miatt. A nagyfeszültségű áramátviteli kártyák teljes PCBA-gyártási folyamata során szigorú buborékmélység-szabályozási szabványok kialakítása{10}}nagy-precíziós 3D röntgen-sugárzás (AXI)az alapvető módszer a késleltetett tranziens meghibásodások teljes megelőzésére.
A buborékok kialakulásának mechanizmusa nagy{0}}feszültségű körülmények között: helyi elektromos térkoncentráció és hőellenállás-felhalmozódás
A forrasztási kötéseken belüli buborékok lényegében olyan üregek, amelyek akkor képződnek, amikor a maradék illékony gázok nem távoznak kellő időben a közbenső rétegből. Noha ezek a buborékok vezető útként jelennek meg a hagyományos alacsony-feszültségű PCBA-tesztek során, rejtett veszélyt jelentenek nagy- és ultra-nagy{4}}feszültségű körülmények között. Levegővel vagy fluxuspárolgási maradékokkal megtöltött buborékok dielektromos állandója jóval alacsonyabb, mint a környező ónötvözeté. Amikor több száz vagy akár több ezer voltos tranziens feszültség halad át a párnán, a buborékok szélein extrém elektromos térfeszültség-koncentráció lép fel, mivel az elektromos térerősség eloszlása fordítottan arányos a dielektromos állandóval. Az ilyen nagy-feszültségű, erős elektromos mezőknek való hosszan tartó kitettség mikro-kisüléseket (helyi leállást) idézhet elő, amelyek viszont vezető utakat képeznek a forrasztási kötés teljes tönkremeneteléig. Továbbá, ha nagy területű buborékok vannak jelen az eszközök, például a QFN-ek alján lévő központi hőelvezető párnán, akkor az általános hőellenállásuk exponenciálisan megnő. Az áramforgácsok által termelt hő nem tud gyorsan eloszlatni a NYÁK alján lévő rézfólián keresztül, ami miatt a csatlakozási hőmérséklet tovább emelkedik a kritikus 150 fokos küszöb fölé, és végső soron termikus kifutáshoz vezet.
Új minőségi szabvány számára3D röntgen (AXI): Többdimenziós kvantitatív értékelési mérőszámok
A nagyfeszültségű{0}}átviteli kártyák speciális alkalmazásainál a hagyományos 2D-s röntgenvizsgálat-az átfedő látószögek és a delamináció megkülönböztetésének képtelensége miatt-már nem felel meg a minőségi elutasítási követelményeknek.Gyártósorokörökbe kell fogadnia3D automatizált röntgen-ellenőrző rendszerekdigitális, három{0}}dimenziós minőség-elutasítási küszöbértékek megállapításához. Az ipari-szabványos IPC-A-610H specifikáció akár 25%-os buborékterület arányt is lehetővé tesz a szabványos BGA forrasztógolyók esetében. A nagyfeszültségű{12}}energiaátvitelben használt maglapok esetében azonban ezt a mérőszámot szigorúan meg kell szigorítani: a teljes buborékfelület arányát az összes BGA tűn és a kritikus QFN forrasztási kötéseken 12% alatt kell tartani. Ezenkívül az új szabvány szigorú korlátozásokat vezet be a "maximum egyetlen buborék" és a "buborék helyére". Minden olyan buborék, amelynek átmérője meghaladja a forrasztógolyó átmérőjének 20%-át, nem megfelelőnek minősül. Ugyanakkor a 3D AXI tomográfiás szkennelési technológiát használ annak figyelésére, hogy buborékok vannak-e a komponens interfész vagy a PCB pad interfész (azaz az IMC réteg) mellett. A forrasztási felületen belüli buborékokat szigorúan el kell utasítani-még akkor is, ha a teljes felületnek csak 5%-át teszik ki – mivel külső vibráció hatására erősen hajlamosak oldalirányú repedések kialakulására.
SMT-forrásvezérlés: mátrix{0}}stílusú stencilnyílások és forrasztópaszta-összetétel optimalizálása
Annak érdekében, hogy a röntgenvizsgálattal észlelt buborékok arányát az új szabvány határokon belülre csökkentsük, fordított folyamatmódosításokat kell végrehajtani, hogy fizikai csatornákat biztosítsunk a gázkibocsátáshozforrasztópaszta nyomtatásés sablontervezés. Nagy-felületű QFN földelő- és hűtőbordák esetén az egyetlen, teljes-felületű rekesz használata a hagyományos eljárás a buborékok nagy-felhalmozódásának kiváltó oka. A mérnöki osztálynak teljes mértékben mátrix{5}}stílusú rekesztervezést kell megvalósítania, az eredetileg nyitott sablonablakot 4, 9 vagy 16 független 3x3-as rácsmátrixra osztva úgy, hogy a rekeszterület a teljes pad területének 65-75%-át teszi ki. A rácsszakaszok között egy 0,2–0,3 mm-es "kereszt{16}}alakú" forrasztási-szabad csatornát kell hagyni. A kezdeti szakaszbanreflow forrasztás, a fluxusból származó oldószergázok,{0}}amelyek hevítéskor gyorsan elpárolognak-, ezeken a bevonat nélküli utakon simán áramlanak kifelé, megakadályozva, hogy több apró buborék összeforrjon túl nagy buborékokká, amelyek túllépik az elfogadható határokat. Ezenkívül az anyagok osztályának előnyben kell részesítenie a magas -forráspont-oldószerekkel és alacsony kristályosodási sebességgel rendelkező vegyi folyasztószer-rendszerek használatát, hogy meghosszabbíthassák a gázkibocsátási ciklust a hőmérséklet-emelkedési szakaszban.
Reflow sütő hőmérsékleti görbe kalibrálása: A vákuum-visszafolyási folyamat kulcsszerepe
Az újrafolyós forrasztás termodinamikai folyamatai közvetlenül befolyásolják a forrasztópasztán belüli belső gázok távozási dinamikáját, miközben az olvadt állapotban van. Az aprólékosan megtervezett hőmérsékleti görbe az utolsó lépés a buborékok eltávolításában. Az izoterm zónában a technikusoknak a tartási időt 150 és 180 fok között 90 másodpercre vagy akár 120 másodpercre kell meghosszabbítaniuk, lehetővé téve, hogy a fluxus aktív komponensei teljesen átnedvesítsék a felületet és egyenletesen elpárologjanak, ezzel megakadályozva a koncentrált forráspontot, amikor elérik a folyadékvonalat. A nagy{7}}teljesítményű modulok esetében az energiaellátó rendszerekben,-amelyek extrém kihívásokat jelentenek-, a hagyományos levegős vagy nitrogén-visszafolyásos forrasztás elérte fizikai korlátait, ami szükségessé tette a vákuum-visszafolyásos forrasztás átfogó alkalmazását. Amikor a PCBA belép a visszafolyó kemence legmagasabb hőmérsékletű zónájába, és a forrasztópaszta teljesen megolvadt, a vákuumkamra elindítja az evakuálást, és a belső nyomást 10 másodpercen belül gyorsan 10 mbar és 30 mbar közé csökkenti. A belső és a külső közötti hatalmas nyomáskülönbség hatására a forrasztási kötésekben rekedt mikroszkopikus buborékok térfogata gyorsan kitágul és kifelé távozik, majd a kamra visszatér a légköri nyomásra a teljes megszilárduláshoz. A kísérleti adatok megerősítik, hogy a vákuum-visszafolyási folyamat következetesen 3%-ra csökkentheti a QFN-ek alatti buborékok teljes arányát.
A tudományos digitális képalkotási ellenőrzésre és a szigorú fizikai folyamatbeavatkozásokra támaszkodva biztosítható, hogy a nagy-feszültségű átviteli alaplapok kockázatmentesen működjenek a hosszú-nagyfeszültségű{3}}szolgáltatás során.
Gyors tények a NeoDenről
- 2010-ben alakult, 200 + alkalmazott, 27000+ négyzetméter. gyár.
- NeoDen termékek: Különböző sorozatú PnP gépek, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. A Reflow Oven IN sorozat, valamint a teljes SMT Line tartalmazza az összes szükséges SMT berendezést.
- Sikeres 10000+ ügyfél szerte a világon.
- 40+ Globális ügynökök Ázsiában, Európában, Amerikában, Óceániában és Afrikában.
- K+F központ: 3 K+F részleg 25+ professzionális K+F mérnökökkel.
- A CE listán szerepel, és 70+ szabadalmat kapott.
- 30+ minőség-ellenőrző és műszaki támogatási mérnökök, 15+ vezető nemzetközi értékesítés, az ügyfelek 8 órán belüli gyors válaszadásáért és 24 órán belüli professzionális megoldásokért.