Uvod
Ultra{0}}visoki-prenos energije i oprema za upravljanje pametnom mrežom rade-cijele godine u visokonaponskim-okruženjima od desetina hiljada volti. Proizvodnja ovih PCBA sklopova nameće daleko strože zahtjeve za električnu izolaciju, efikasnost toplotne disipacije i mehaničku čvrstoću od onih za potrošačku elektroniku koja radi na sobnoj temperaturi. U SMT procesu, mikroskopske šupljine su vrlo sklone formiranju ispod velikih -BGA-ova, QFN-ova bez elektroda i energetskih MOSFET-ova (kao što su DFN-ovi). Pod utjecajem električnih polja visokog{8}}napona, ove praznine skrivene unutar lemnih spojeva mogu uzrokovati lokaliziranu koncentraciju električnog polja, ubrzavajući proboj dielektrika ili dovodeći do izgaranja čipa zbog porasta toplinskog otpora. Tokom čitavog procesa proizvodnje PCBA za visoko{10}}naponske ploče za prijenos energije, uspostavljanje strogih standarda kontrole dubine mjehurića korištenjemvisoke{0}}precizne 3D X-zrake (AXI)je osnovna metoda za potpuno sprječavanje odgođenih prolaznih kvarova.
Mehanizam opasnosti od mjehurića pod visokim-naponskim uvjetima: lokalizirana koncentracija električnog polja i akumulacija termičkog otpora
Mjehurići unutar lemnih spojeva su u suštini šupljine nastale kada zaostali isparljivi plinovi ne pobjegnu iz međusloja na vrijeme. Iako se ovi mjehurići pojavljuju kao provodni putevi tokom konvencionalnog nisko-naponskog testiranja PCBA, oni predstavljaju skrivenu opasnost u uslovima visokog- i ultra{3}}visokog-napona. Ispunjeni vazduhom ili ostacima isparavanja fluksa, ovi mjehurići imaju dielektričnu konstantu daleko nižu od one u okolnoj leguri kalaja. Kada prolazni naponi od stotina ili čak hiljada volti prolaze kroz jastučić, na rubovima mjehurića dolazi do ekstremne koncentracije napona električnog polja jer je raspodjela jakosti električnog polja obrnuto proporcionalna dielektričnoj konstanti. Dugotrajno izlaganje tako visokom-naponu, jakim električnim poljima može izazvati mikro-pražnjenja (lokalni kvar), koji zauzvrat formiraju provodne staze sve dok se lemni spoj potpuno ne uništi. Nadalje, ako su mjehurići-velike površine prisutni u centralnom jastučiću za disipaciju topline na dnu uređaja kao što su QFN, njihov ukupni toplinski otpor će se eksponencijalno povećati. Toplota koju stvaraju strujni čipovi ne može se brzo raspršiti kroz bakarnu foliju na dnu PCB-a, uzrokujući da temperatura spoja nastavlja da raste iznad kritičnog praga od 150 stepeni i na kraju dovodi do toplotnog bijega.
Novi standard kvaliteta za3D X{1}} zrak (AXI): Multidimenzionalne kvantitativne metrike evaluacije
Za specijalizirane primjene visoko-naponskih prijenosnih ploča, tradicionalna 2D X-inspekcija zraka-zbog preklapanja uglova gledanja i nemogućnosti razlikovanja raslojavanja-više ne može zadovoljiti zahtjeve za odbacivanje kvaliteta.Proizvodne linijemora usvojiti3D automatizovani sistemi za X{1}}inspekcijuza uspostavljanje digitalnih, trodimenzionalnih-pragova odbacivanja kvaliteta. Industrijska-standardna IPC-A-specifikacija 610H dozvoljava omjer površine mjehurića do 25% za standardne BGA kuglice za lemljenje. Međutim, za jezgrene ploče koje se koriste u visokonaponskom-naponskom prijenosu energije, ova metrika mora biti strogo pooštrena: ukupni omjer površine mjehurića u bilo kojoj pojedinoj tački na svim BGA pinovima i kritičnim QFN lemnim spojevima mora biti kontroliran ispod 12%. Nadalje, novi standard uvodi stroga ograničenja na "maksimalni pojedinačni balon" i "lokaciju balona". Svaki pojedinačni mjehur čiji prečnik prelazi 20% promjera kuglice za lemljenje smatra se ne-neusklađenim. Istovremeno, 3D AXI koristi tehnologiju tomografskog skeniranja da se fokusira na praćenje da li su mehurići u blizini interfejsa komponente ili interfejsa PCB podloge (tj. IMC sloja). Svi mjehurići koji se nalaze unutar sučelja za lemljenje moraju se striktno odbaciti-čak i ako čine samo 5% ukupne površine-jer su vrlo skloni razvoju bočnih pukotina pod vanjskim vibracijama.
SMT kontrola izvora: matrični-otvori za šablone i optimizacija formulacije paste za lemljenje
Kako bi se smanjila stopa mjehurića otkrivena X-inspekcijom na nove standardne granice, potrebno je implementirati obrnuti proces prilagođavanja kako bi se osigurali fizički kanali za oslobađanje plina tokomštampanje lemne pastei dizajn šablona. Za QFN jastučiće za uzemljenje i rashladni hladnjak velike-područje, tradicionalni proces korištenja jednog otvora punog-oblasti je osnovni uzrok velike-akumulacije mjehurića. Inženjersko odjeljenje mora u potpunosti implementirati dizajn otvora u matričnom-stilu, dijeleći originalno otvoreni prozor šablona na 4, 9 ili 16 nezavisnih 3x3 matrica mreže, pri čemu površina otvora čini 65% do 75% ukupne površine podloge. Između sekcija mreže treba ostaviti kanal bez lemljenja od 0,2 mm do 0,3 mm u obliku križa{16}}u obliku{17}. Tokom početne faze odreflow lemljenje, gasovi rastvarači iz fluksa-koji brzo isparavaju kada se zagriju-će glatko teći kroz ove neobložene puteve prema van, sprečavajući da se više malih mjehurića spoje u pretjerano velike mjehuriće koji prelaze prihvatljive granice. Osim toga, odjel za materijale bi trebao dati prioritet korištenju sistema hemijskog protoka sa rastvaračima sa visokom-tačkom ključanja-i niskim stopama kristalizacije kako bi se produžio ciklus oslobađanja gasa tokom faze povećanja temperature{5}}.
Kalibracija temperaturne krivulje peći za reflow: ključna uloga procesa vakuumskog reflow
Termodinamički procesi reflow lemljenja direktno utiču na dinamiku izlaza unutrašnjih gasova unutar lemne paste dok je ona u rastopljenom stanju. Pomno dizajnirana temperaturna kriva je posljednji korak u uklanjanju mjehurića. U izotermnoj zoni, tehničari moraju produžiti vrijeme zadržavanja između 150 stupnjeva i 180 stupnjeva na 90 sekundi ili čak 120 sekundi, omogućavajući aktivnim komponentama fluksa da potpuno navlaže površinu i jednoliko ispare, čime se sprječava koncentrirano ključanje kada stignu do linije likvidusa. Za-module velike snage u energetskim sistemima-koji predstavljaju ekstremne izazove-konvencionalno lemljenje povratnim strujanjem zraka ili dušika dostiglo je svoje fizičke granice, što zahtijeva sveobuhvatno usvajanje vakuumskog lemljenja povratnim tokom. Kada PCBA uđe u najvišu temperaturnu zonu peći za reflow i pasta za lemljenje se potpuno otopi, vakuumska komora započinje evakuaciju, brzo smanjujući unutrašnji pritisak na između 10 mbar i 30 mbar u roku od 10 sekundi. Pod uticajem velike razlike pritiska između unutrašnjeg i spoljašnjeg, zapremina mikroskopskih mehurića zarobljenih unutar lemnih spojeva brzo se širi i izlazi napolje, nakon čega se komora vraća na atmosferski pritisak do potpunog očvršćavanja. Eksperimentalni podaci potvrđuju da proces vakuumskog refluksa može dosljedno smanjiti ukupnu stopu mjehurića ispod QFN-a na unutar 3%.
Oslanjajući se na naučnu inspekciju digitalnih slika i rigorozne intervencije u fizičkom procesu osiguravaju da visoko-matične ploče za prijenos na visokom naponu održavaju rad bez-rizika tokom dugotrajnog-visokonaponskog{3}}servisa.
Kratke činjenice o NeoDenu
- Osnovana 2010, 200 + zaposlenih, 27000+ m2. fabrika.
- NeoDen proizvodi: PnP mašine različitih serija, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Oven IN serija, kao i kompletna SMT linija uključuje svu neophodnu SMT opremu.
- Uspješni klijenti 10000+ širom svijeta.
- 40+ Globalni agenti pokriveni u Aziji, Evropi, Americi, Okeaniji i Africi.
- Centar za istraživanje i razvoj: 3 odjela za istraživanje i razvoj sa 25+ profesionalnim R&D inženjerima.
- Naveden sa CE i dobio 70+ patenata.
- 30+ inženjeri za kontrolu kvaliteta i tehničku podršku, 15+ senior međunarodna prodaja, za pravovremeni odgovor kupaca u roku od 8 sati i pružanje profesionalnih rješenja u roku od 24 sata.