Introducere
Echipamentele de transmisie a energiei de ultra-tensiune-înaltă și de control al rețelei inteligente funcționează-pe tot parcursul anului în medii de-înaltă tensiune de zeci de mii de volți. Fabricarea acestor ansambluri PCBA impune cerințe mult mai stricte privind izolarea electrică, eficiența disipării termice și rezistența mecanică decât cele pentru electronicele de larg consum care funcționează la temperatura camerei. În procesul SMT, golurile microscopice sunt foarte predispuse să se formeze sub BGA-uri de dimensiuni mari-, QFN-uri fără plumb și MOSFET-uri de putere (cum ar fi DFN-uri). Sub influența câmpurilor electrice de înaltă-tensiune, aceste goluri ascunse în îmbinările de lipit pot cauza concentrarea localizată a câmpului electric, accelerând defalcarea dielectrică sau ducând la arderea așchiilor din cauza creșterii rezistenței termice. De-a lungul întregului proces de fabricație PCBA pentru plăci de transmisie de putere-înaltă, stabilirea standardelor stricte de control al adâncimii bulelor folosindRaze X-3D de înaltă precizie (AXI)este metoda de bază pentru prevenirea completă a defecțiunilor tranzitorii întârziate.
Mecanismul pericolelor de bule în condiții de-tensiune ridicată: concentrație localizată de câmp electric și acumulare de rezistență termică
Bulele din interiorul îmbinărilor de lipit sunt în esență cavități formate atunci când gazele volatile reziduale nu reușesc să iasă din stratul intermediar în timp util. Deși aceste bule apar ca căi conductoare în timpul testelor convenționale PCBA de joasă-tensiune, ele reprezintă un pericol ascuns în condiții de înaltă- și ultra-înaltă-tensiune. Umplute cu aer sau reziduuri de volatilizare a fluxului, aceste bule au o constantă dielectrică mult mai mică decât cea a aliajului de staniu din jur. Când tensiuni tranzitorii de sute sau chiar mii de volți trec prin pad, la marginile bulelor are loc o concentrație extremă a tensiunilor de câmp electric, deoarece distribuția intensității câmpului electric este invers proporțională cu constanta dielectrică. Expunerea prelungită la astfel de-câmpuri electrice puternice și de înaltă tensiune poate induce micro-descărcări (defalcare locală), care, la rândul lor, formează căi conductoare până când îmbinarea de lipit este complet distrusă. În plus, dacă sunt prezente bule cu suprafață mare-în placa centrală de disipare a căldurii de pe partea inferioară a dispozitivelor precum QFN-urile, rezistența lor termică globală va crește exponențial. Căldura generată de cipurile de putere nu poate fi disipată rapid prin folia de cupru de pe partea inferioară a PCB-ului, determinând ca temperatura joncțiunii să continue să crească dincolo de pragul critic de 150 de grade și conducând în cele din urmă la evadarea termică.
Noul standard de calitate pentruRaze X-3D (AXI): Măsuri de evaluare cantitativă multidimensională
Pentru aplicațiile specializate ale plăcilor de transmisie de înaltă tensiune-, inspecția tradițională cu raze X 2D-din cauza unghiurilor de vizualizare suprapuse și a incapacității de a distinge delaminarea-nu mai poate îndeplini cerințele de respingere de calitate.Linii de producțietrebuie să adopteSisteme automate de inspecție 3D cu raze X-pentru a stabili praguri de respingere a calității digitale, tri-dimensionale. Specificația-IPC-A-610H standard din industrie permite un raport de suprafață a bulelor de până la 25% pentru bile de lipit BGA standard. Cu toate acestea, pentru plăcile de bază utilizate în transmisia de putere-înaltă, această măsurătoare trebuie să fie strict înăsprită: raportul total al suprafeței cu bule în orice punct de pe toți pinii BGA și îmbinările critice de lipit QFN trebuie controlat sub 12%. În plus, noul standard introduce constrângeri stricte privind „maximum unic cu bule” și „locația bulei”. Orice bulă unică cu un diametru care depășește 20% din diametrul bilei de lipit este considerată neconform-. În același timp, 3D AXI utilizează tehnologia de scanare tomografică pentru a se concentra pe monitorizarea dacă bulele sunt adiacente interfeței componentelor sau interfeței plăcilor PCB (adică stratul IMC). Orice bule situate în interfața de lipit trebuie respinsă cu strictețe-chiar dacă reprezintă doar 5% din suprafața totală, deoarece sunt foarte predispuse la apariția fisurilor laterale sub vibrații externe.
Controlul sursei SMT: Matrix-Style Stencil Apertures and Solder Paste Formulation Optimization
Pentru a reduce rata de bule detectată de inspecția cu raze X-la noile limite standard, este necesar să se implementeze ajustări ale procesului invers pentru a oferi canale fizice pentru eliberarea gazului în timpulimprimare cu pastă de lipitși design stencil. Pentru plăcuțele QFN cu suprafață mare-solului și radiatoarelor, procesul tradițional de utilizare a unei singure deschideri cu -zonă completă este cauza principală a acumulării de bule de-la scară largă. Departamentul de inginerie trebuie să implementeze pe deplin un design de deschidere în stil matrice-, împărțind fereastra stencil deschisă inițial în 4, 9 sau 16 matrici de grilă independente de 3x3, aria de deschidere reprezentând 65% până la 75% din suprafața totală a tamponului. Între secțiunile grilei trebuie lăsat un canal liber de lipit-în formă de cruce-"de 0,2 mm până la 0,3 mm". În timpul fazei inițiale alipirea prin reflow, gazele de solvenți din flux-care se volatilizează rapid atunci când sunt încălzite-vor curge fără probleme prin aceste căi neacoperite spre exterior, împiedicând mai multe bule mici să se unească în bule excesiv de mari care depășesc limitele acceptabile. În plus, departamentul de materiale trebuie să acorde prioritate utilizării sistemelor de flux chimic cu solvenți cu punct de fierbere-înalt-și viteze scăzute de cristalizare pentru a extinde ciclul de eliberare a gazului în timpul fazei de creștere-de temperatură.
Calibrarea curbei de temperatură a cuptorului de reflux: Rolul pivot al procesului de refluere în vid
Procesele termodinamice ale lipirii prin reflow influențează direct dinamica de evacuare a gazelor interne din pasta de lipit în timp ce aceasta este în stare topită. O curbă de temperatură proiectată meticulos este pasul final în eliminarea bulelor. În zona izotermă, tehnicienii trebuie să prelungească timpul de reținere între 150 de grade și 180 de grade la 90 de secunde sau chiar 120 de secunde, permițând componentelor active ale fluxului să ude complet suprafața și să se evapore uniform, prevenind astfel fierberea concentrată odată ce ajung la linia lichidus. Pentru modulele de-putere ridicată din sistemele de alimentare-care prezintă provocări extreme-lipirea convențională cu aer sau prin reflow azot și-a atins limitele fizice, necesitând adoptarea completă a lipirii prin reflow în vid. Când PCBA intră în zona de cea mai înaltă temperatură a cuptorului de reflow și pasta de lipit s-a topit complet, camera de vid inițiază evacuarea, reducând rapid presiunea internă la între 10 mbar și 30 mbar în 10 secunde. Sub influența diferenței masive de presiune dintre interior și exterior, volumul de bule microscopice prinse în îmbinările de lipit se extinde rapid și scapă în exterior, după care camera revine la presiunea atmosferică pentru a solidifica complet. Datele experimentale confirmă că procesul de reflow în vid poate reduce în mod constant rata totală a bulelor de sub QFN până la 3%.
Bazându-se pe inspecția științifică a imaginilor digitale și pe intervențiile riguroase ale proceselor fizice, asigură că plăcile de bază cu transmisie de -tensiune înaltă mențin funcționarea cu risc zero-în timpul serviciului de-înaltă-tensiune pe termen lung.
Informații rapide despre NeoDen
- Înființată în 2010, 200 + angajați, 27000+ mp. fabrică.
- Produse NeoDen:Mașini PnP din seria diferite, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Seria IN Oven Oven Reflow, precum și linia SMT completă includ toate echipamentele SMT necesare.
- 10000+ clienți de succes din întreaga lume.
- 40+ Agenți globali acoperiți în Asia, Europa, America, Oceania și Africa.
- Centrul de cercetare și dezvoltare: 3 departamente de cercetare și dezvoltare cu 25+ ingineri profesioniști de cercetare și dezvoltare.
- Listat cu CE și a primit 70+ brevete.
- 30+ ingineri de control al calității și asistență tehnică, 15+ vânzări internaționale senior, pentru răspunsul prompt al clienților în 8 ore și soluții profesionale care oferă în 24 de ore.