Úvod
Zariadenia na prenos energie s ultra{0}}vysokým{1}}napätím a ovládanie inteligentnej siete fungujú po celý rok-v prostredí vysokého-napätia s desiatkami tisíc voltov. Výroba týchto zostáv PCBA kladie oveľa prísnejšie požiadavky na elektrickú izoláciu, účinnosť rozptylu tepla a mechanickú pevnosť ako požiadavky na spotrebnú elektroniku pracujúcu pri izbovej teplote. V procese SMT sú mikroskopické dutiny veľmi náchylné na vytváranie-veľkých BGA, bezolovnatých QFN a výkonových MOSFETov (ako sú DFN). Vplyvom elektrického-pola vysokého napätia môžu tieto dutiny skryté v spájkovaných spojoch spôsobiť lokalizovanú koncentráciu elektrického poľa, zrýchlenie dielektrického rozpadu alebo viesť k vyhoreniu čipu v dôsledku prudkého nárastu tepelného odporu. Počas celého výrobného procesu PCBA pre vysokonapäťové dosky na prenos energie{10} sa zavádzajú prísne normy kontroly hĺbky bublín pomocouvysoko presný 3D röntgen-(AXI)je základná metóda úplnej prevencie oneskorených prechodných porúch.
Mechanizmus nebezpečenstva bublín za podmienok vysokého-napätia: lokalizovaná koncentrácia elektrického poľa a akumulácia tepelného odporu
Bubliny vo vnútri spájkovaných spojov sú v podstate dutiny, ktoré sa tvoria, keď zvyškové prchavé plyny nedokážu včas uniknúť z medzivrstvy. Hoci sa tieto bubliny javia ako vodivé dráhy počas konvenčného testovania PCBA s nízkym napätím -, predstavujú skryté nebezpečenstvo v podmienkach vysokého- a ultra{3}}vysokého{4}} napätia. Tieto bubliny, naplnené vzduchom alebo zvyškami odparovania taviva, majú dielektrickú konštantu oveľa nižšiu ako okolitá zliatina cínu. Keď cez podložku prechádzajú prechodné napätia stoviek alebo dokonca tisícok voltov, na okrajoch bublín dochádza k extrémnej koncentrácii napätia elektrického poľa, pretože rozloženie intenzity elektrického poľa je nepriamo úmerné dielektrickej konštante. Dlhodobé vystavenie takémuto vysokému-napätiu, silným elektrickým poliam môže vyvolať mikro-výboje (lokálne poruchy), ktoré následne vytvárajú vodivé cesty, kým sa spájkovaný spoj úplne nezničí. Ak sa navyše v centrálnej podložke na odvod tepla na spodnej strane zariadení, ako sú QFN, nachádzajú veľké{11}}bubliny, ich celkový tepelný odpor sa exponenciálne zvýši. Teplo generované napájacími čipmi sa nemôže rýchlo rozptýliť cez medenú fóliu na spodnej strane dosky plošných spojov, čo spôsobuje, že teplota spoja naďalej stúpa nad kritickú hranicu 150 stupňov a v konečnom dôsledku vedie k tepelnému úniku.
Nový štandard kvality pre3D röntgen-(AXI): Multidimenzionálne kvantitatívne hodnotiace metriky
Pre špecializované aplikácie vysokonapäťových prenosových dosiek už tradičná 2D röntgenová kontrola-v dôsledku prekrývajúcich sa pozorovacích uhlov a neschopnosti rozlíšiť delamináciu- nemôže spĺňať požiadavky na odmietnutie kvality.Výrobné linkymusí prijať3D automatizované röntgenové kontrolné systémyna stanovenie digitálnych, trojrozmerných{0}}hraníc odmietnutia kvality. Priemyselná-štandardná špecifikácia IPC-A-610H umožňuje pre štandardné spájkovacie guľôčky BGA pomer plochy bublín až 25 %. V prípade základných dosiek používaných pri vysokonapäťovom prenose energie však musí byť táto metrika prísne sprísnená: celkový pomer plochy bubliniek v ktoromkoľvek bode na všetkých kolíkoch BGA a kritických spájkovaných spojoch QFN musí byť pod 12 %. Okrem toho nový štandard zavádza prísne obmedzenia týkajúce sa „maximálnej jednej bubliny“ a „umiestnenia bubliny“. Každá jednotlivá bublina s priemerom presahujúcim 20 % priemeru guľôčky spájky sa považuje za nevyhovujúcu. 3D AXI zároveň využíva technológiu tomografického skenovania, aby sa zamerala na monitorovanie, či bubliny susedia s rozhraním komponentov alebo rozhraním PCB podložky (tj IMC vrstvou). Akékoľvek bubliny nachádzajúce sa v spájkovacom rozhraní musia byť prísne odmietnuté-aj keď tvoria iba 5 % celkovej plochy – pretože sú veľmi náchylné na vytváranie bočných trhlín pri vonkajších vibráciách.
Ovládanie zdroja SMT: Matrix{0}}štýl otvorov šablóny a optimalizácia zloženia spájkovacej pasty
Aby sa rýchlosť bublín zistená röntgenovou kontrolou znížila na nové štandardné limity, je potrebné implementovať úpravy spätného procesu, aby sa zabezpečili fyzické kanály na uvoľňovanie plynu počastlač spájkovacej pastya dizajn šablóny. V prípade veľkoplošných{1}}zemných a chladičových podložiek QFN je základnou príčinou akumulácie veľkých-bublín tradičný proces používania jedného,- celoplošného otvoru. Technické oddelenie musí plne implementovať maticový{5}} dizajn otvoru v štýle matice, ktorý rozdeľuje pôvodne otvorené okno šablóny na 4, 9 alebo 16 nezávislých matíc mriežky 3x3, pričom plocha otvoru predstavuje 65 % až 75 % celkovej plochy podložky. Medzi sekciami mriežky by mal zostať kanálik bez spájkovania 0,2 mm až 0,3 mm v tvare kríža{16}}. Počas počiatočnej fázyspájkovanie pretavenímplyny rozpúšťadla z toku,-ktoré pri zahriatí rýchlo prchajú-, budú hladko prúdiť týmito nepotiahnutými cestami von, čím zabránia tomu, aby sa viaceré malé bublinky spojili do príliš veľkých bublín, ktoré prekračujú prijateľné limity. Okrem toho by oddelenie materiálov malo uprednostňovať používanie systémov chemických tokov s rozpúšťadlami s vysokým -bodom varu- a nízkymi rýchlosťami kryštalizácie, aby sa predĺžil cyklus uvoľňovania plynu počas fázy nárastu teploty-.
Kalibrácia teplotnej krivky pretavovacej pece: Kľúčová úloha vákuového pretavovacieho procesu
Termodynamické procesy spájkovania pretavením priamo ovplyvňujú dynamiku úniku vnútorných plynov v spájkovacej paste, keď je v roztavenom stave. Starostlivo navrhnutá teplotná krivka je posledným krokom pri eliminácii bublín. V izotermickej zóne musia technici predĺžiť čas zdržania medzi 150 stupňami a 180 stupňami na 90 sekúnd alebo dokonca 120 sekúnd, čo umožní aktívnym zložkám taviva úplne zmáčať povrch a rovnomerne sa odparovať, čím sa zabráni koncentrovanému varu, keď dosiahnu čiaru likvidu. V prípade vysoko{7}}výkonových modulov v napájacích systémoch-, ktoré predstavujú extrémne výzvy-, dosiahlo konvenčné spájkovanie vzduchom alebo dusíkom svoje fyzikálne limity, čo si vyžaduje komplexné prijatie vákuového spájkovania pretavením. Keď PCBA vstúpi do zóny najvyššej teploty pretavovacej pece a spájkovacia pasta sa úplne roztopí, vákuová komora spustí evakuáciu a rýchlo zníži vnútorný tlak na 10 mbar až 30 mbar v priebehu 10 sekúnd. Vplyvom obrovského tlakového rozdielu medzi interiérom a exteriérom sa objem mikroskopických bublín zachytených v spájkovaných spojoch rýchlo zväčší a unikne von, po čom sa komora vráti na atmosférický tlak, aby úplne stuhla. Experimentálne údaje potvrdzujú, že proces vákuového pretavenia môže konzistentne znižovať celkovú rýchlosť bublín pod QFN na 3 %.
Spoliehanie sa na vedeckú kontrolu digitálneho zobrazovania a dôsledné fyzické zásahy do procesov zaisťuje, že-základné dosky s vysokonapäťovým prenosom zachovávajú nulovú{1}}rizikovú prevádzku počas dlhodobej-vysokonapäťovej{3}}služby.
Rýchle fakty o NeoDene
- Založená v roku 2010, 200 + zamestnancov, 27000+ m2. továreň.
- Produkty NeoDen: Stroje PnP rôznych sérií, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Oven série IN, ako aj kompletný rad SMT zahŕňa všetko potrebné vybavenie SMT.
- Úspešní zákazníci 10000+ na celom svete.
- 40+ Globálni zástupcovia v Ázii, Európe, Amerike, Oceánii a Afrike.
- Centrum výskumu a vývoja: 3 oddelenia výskumu a vývoja s 25+ profesionálnymi inžiniermi výskumu a vývoja.
- Zaradené do zoznamu CE a získalo 70+ patentov.
- 30+ inžinierov kontroly kvality a technickej podpory, 15+ senior medzinárodných predajcov za včasnú odpoveď zákazníkov do 8 hodín a poskytovanie profesionálnych riešení do 24 hodín.