Въведение
Оборудването за предаване на енергия с ултра{0}}високо{1}}напрежение и интелигентно управление на мрежата работят целогодишно-в среди с високо-напрежение от десетки хиляди волта. Производството на тези PCBA модули налага много по-строги изисквания за електрическа изолация, ефективност на разсейване на топлината и механична якост в сравнение с тези за потребителска електроника, работеща при стайна температура. В процеса на SMT микроскопичните кухини са силно предразположени към образуване под големи -размери BGA, безпроводни QFN и мощни MOSFET (като DFN). Под въздействието на електрически полета с високо-напрежение, тези кухини, скрити в спойките, могат да причинят локализирана концентрация на електрическо поле, ускорявайки разрушаването на диелектрика или водещо до изгаряне на чипа поради скок в термичното съпротивление. По време на целия производствен процес на PCBA за платки за предаване на енергия с високо{10}}напрежение, установяване на строги стандарти за контрол на дълбочината на мехурчетата, използвайкивисоко{0}}прецизен 3D рентгенов -лъч (AXI)е основният метод за пълно предотвратяване на забавени преходни повреди.
Механизъм на опасност от образуване на мехурчета при условия на високо{0}}напрежение: Локализирана концентрация на електрическо поле и натрупване на термично съпротивление
Мехурчетата вътре в спойките са по същество кухини, образувани, когато остатъчните летливи газове не успеят да излязат от междинния слой своевременно. Въпреки че тези мехурчета изглеждат като проводими пътеки по време на конвенционално ниско{1}}волтово тестване на PCBA, те представляват скрита опасност при условия на високо- и ултра-високо-напрежение. Напълнени с въздух или остатъци от изпаряване на потока, тези мехурчета имат диелектрична константа, много по-ниска от тази на околната калаена сплав. Когато преходни напрежения от стотици или дори хиляди волта преминават през подложката, в краищата на мехурчетата възниква екстремна концентрация на напрежение в електрическото поле, тъй като разпределението на напрегнатостта на електрическото поле е обратно пропорционално на диелектричната константа. Продължителното излагане на такова високо-напрежение, силни електрически полета може да предизвика микро-разряди (локален пробив), които от своя страна образуват проводящи пътища, докато спойката не бъде напълно унищожена. Освен това, ако има мехурчета с голяма{11}}площ в централната подложка за разсейване на топлината на дъното на устройства като QFN, общото им термично съпротивление ще се увеличи експоненциално. Топлината, генерирана от захранващите чипове, не може бързо да се разсее през медното фолио на дъното на печатната платка, причинявайки температурата на свързване да продължи да се покачва над критичния праг от 150 градуса и в крайна сметка да доведе до термично бягане.
Нов стандарт за качество за3D рентгенов -лъч (AXI): Метрики за многомерна количествена оценка
За специализираните приложения на платки за предаване на високо{0}}напрежение, традиционната 2D рентгенова-инспекция-поради припокриващи се зрителни ъгли и невъзможност за разграничаване на разслояването-вече не може да отговори на изискванията за отхвърляне на качеството.Производствени линиитрябва да осинови3D автоматизирани системи за рентгенова инспекцияза установяване на цифрови,-триизмерни прагове за отхвърляне на качеството. Индустриалният-стандарт IPC-A-спецификация 610H позволява съотношение на площта на мехурчетата до 25% за стандартни топки за спояване BGA. Въпреки това, за основни платки, използвани при високо{12}}пренос на електроенергия, този показател трябва да бъде стриктно затегнат: съотношението на общата площ на мехурчетата във всяка отделна точка на всички BGA щифтове и критичните QFN споени съединения трябва да се контролира под 12%. Освен това, новият стандарт въвежда строги ограничения за „максимален брой единични балончета“ и „локация на балончетата“. Всеки единичен мехур с диаметър, надвишаващ 20% от диаметъра на топката за спояване, се счита за не-съответстващ. В същото време 3D AXI използва технология за томографско сканиране, за да се съсредоточи върху наблюдението дали мехурчетата са в съседство с интерфейса на компонента или интерфейса на печатната платка (т.е. IMC слоя). Всички мехурчета, намиращи се в интерфейса на спойка, трябва да бъдат стриктно отхвърлени-дори ако представляват само 5% от общата площ, тъй като те са силно предразположени към развитие на странични пукнатини при външни вибрации.
SMT Source Control: матричен-стил на отворите на шаблона и оптимизация на формулата на пастата за запояване
За да се намали скоростта на образуване на мехурчета, открита чрез рентгеново изследване до новите стандартни граници, е необходимо да се приложат корекции на обратния процес, за да се осигурят физически канали за освобождаване на газ по времепечат на спояваща пастаи шаблонен дизайн. За QFN с голяма-площ и подложки за поглъщане на топлина, традиционният процес на използване на един отвор с пълна-площ е основната причина за широко{3}}натрупването на мехурчета. Инженерният отдел трябва напълно да внедри матричен-дизайн на апертурата, разделяйки първоначално отворения прозорец на шаблона на 4, 9 или 16 независими 3x3 мрежови матрици, като площта на апертурата представлява 65% до 75% от общата площ на подложката. Между секциите на решетката трябва да се остави 0,2 mm до 0,3 mm „кръстообразен“-канал без спойка. По време на началната фаза наповторно запояване, разтворителните газове от потока-които се изпаряват бързо при нагряване-ще протичат плавно през тези непокрити пътища навън, предотвратявайки сливането на множество малки мехурчета в прекалено големи мехурчета, които надхвърлят допустимите граници. Освен това отделът за материали трябва да даде приоритет на използването на системи за химически поток с разтворители с висока-кипяща-точка и ниски скорости на кристализация, за да се удължи цикълът на освобождаване на газ по време на фазата-на повишаване на температурата.
Калибриране на температурната крива на пещта за повторно наливане: основната роля на процеса на вакуумно пренареждане
Термодинамичните процеси на запояване чрез препълване пряко влияят върху динамиката на изтичане на вътрешните газове в спояващата паста, докато тя е в разтопено състояние. Прецизно проектираната температурна крива е последната стъпка в елиминирането на мехурчетата. В изотермичната зона техниците трябва да удължат времето на задържане между 150 градуса и 180 градуса до 90 секунди или дори 120 секунди, позволявайки на активните компоненти на флюса да намокрят напълно повърхността и да се изпарят равномерно, като по този начин предотвратяват концентрираното кипене, след като достигнат линията на ликвидус. За модули с висока-мощност в енергийни системи-които представляват екстремни предизвикателства-конвенционалното запояване с въздушно или азотно запояване е достигнало своите физически граници, което налага всеобхватното приемане на запояване с повторно запояване под вакуум. Когато PCBA навлезе в най-високата температурна зона на пещта за повторно оформяне и спояващата паста се разтопи напълно, вакуумната камера започва евакуация, бързо намалявайки вътрешното налягане до между 10 mbar и 30 mbar в рамките на 10 секунди. Под въздействието на огромната разлика в налягането между вътрешността и външността, обемът на микроскопичните мехурчета, уловени в спойките, бързо се разширява и излиза навън, след което камерата се връща към атмосферното налягане до пълно втвърдяване. Експерименталните данни потвърждават, че процесът на вакуумно преформатиране може последователно да намали общата скорост на образуване на мехурчета под QFN до 3%.
Разчитането на научна инспекция на цифрови изображения и строги физически интервенции в процеса гарантира, че дънните платки за предаване на високо-напрежение поддържат работа с нулев-риск по време на дългосрочно-обслужване с високо-напрежение.
Кратки факти за NeoDen
- Създадена през 2010 г., 200 + служители, 27000+ кв.м. фабрика.
- Продукти на NeoDen: Различни серии PnP машини, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Серията Reflow Oven IN, както и пълната SMT линия включва цялото необходимо SMT оборудване.
- Успешни 10000+ клиенти по целия свят.
- 40+ Глобални агенти в Азия, Европа, Америка, Океания и Африка.
- Център за научноизследователска и развойна дейност: 3 отдела за научноизследователска и развойна дейност с 25+ професионални инженери за научноизследователска и развойна дейност.
- В списъка със CE и с 70+ патента.
- 30+ инженери за контрол на качеството и техническа поддръжка, 15+ старши международни продажби, за навременен отговор на клиента в рамките на 8 часа и предоставяне на професионални решения в рамките на 24 часа.