Ievads
Kā lietiskā interneta (IoT) galvenie mezgli, rūpnieciskās{0}}pakāpes vārtejas tiek plaši izmantotas skarbās vidēs, piemēram, ārā, apakšstacijās un rūpnīcās. Šīs vides bieži ir pakļautas zibens-pārspriegumiem un pārslēgšanās pārspriegumiem no energosistēmām, kas var radīt momentānu pārspriegumu līdz pat vairākiem tūkstošiem voltu, kas parasti ilgst aptuveni mikrosekundes. Ja aizsardzība neizdodas, intensīvā strāva var uzreiz izdegt vārtejas sakaru moduļus un kodola vadības mikroshēmas. Lai izveidotu elektromagnētisko vairogu, rūpniecisko vārteju saskarnes parasti ir aprīkotas ar izlādes ķēdēm, kas sastāv no gāzizlādes caurulēm, varistoriem un pārejas sprieguma slāpēšanas diodēm. PCBA ražošanas posmā šo pārsprieguma aizsardzības komponentu lodēšanas kvalitāte tieši nosaka, vai viss izlādes ceļš var izturēt augstas -intensitātes strāvas pārspriegumus.
Bojājumu ceļi un aizsardzības mehānismi rūpniecisko vārteju mikroshēmām, ko izraisa zibens pārspriegums
Kad zibens spēriens notiek ārēji, pārejoša pārsprieguma enerģija ieplūst vārtejā caur Ethernet interfeisu, RS485 kopni vai barošanas avota tapām. Ja aizsardzības ķēdes pretestība ir pārāk augsta vai fiziskajos savienojumos ir defekti, pārsprieguma spriegums tiks tieši pievadīts galvenās vadības mikroshēmas GPIO tapām vai iekšējiem raiduztvērējiem, izraisot elektrisko pārslodzi un izdegot pusvadītāju konstrukciju. Visaptverošā aizsardzības sistēmā zibensaizsardzības komponentiem ir jāvada mikrosekundēs vai pat nanosekundēs, lai novirzītu lielu enerģiju uz zemi un ierobežotu atlikušo spriegumu līdz diapazonam, ko var izturēt kodola mikroshēma. Šim fiziskajam izlādes ceļam ir nepieciešams, lai katram PCBA ražošanas procesa lodēšanas savienojumam būtu ārkārtīgi zema ekvivalentā sērijas pretestība (ESR) un ārkārtīgi zema ekvivalentā virknes induktivitāte (ESL). Ja lodēšanas savienojumā ir mikroskopiski defekti, kurus ir grūti noteikt ar neapbruņotu aci, pakļaujot to standarta 8/20 mikrosekunžu pārsprieguma testa strāvai, bojātā vieta var izkust, saplaisāt vai pat izraisīt paša komponenta atdalīšanu no paliktņa momentānas lokālas pārkaršanas (Džoula sildīšanas efekts), padarot turpmāko aizsardzību pilnīgi neefektīvu.
Lodēšanas procesa sašaurinājums, ko izraisa pārsprieguma aizsardzības komponentu augstā termiskā kapacitāte
Lai sasniegtu augstu strāvas-nesējspēju, rūpnieciskās-pārsprieguma aizsardzības komponentiem bieži ir lielas-apjoma paketes, biezi vadi vai lielas -platības siltuma-izkliedēšanas spilventiņi. Piemēram, lieljaudas -TVS diodēs parasti tiek izmantotas SMB vai SMC paketes, savukārt keramikas gāzizlādes caurulēs ir biezi, smago metālu elektrodi. Šīs fizikālās īpašības rada nopietnus termiskās kapacitātes nevienmērību darbības laikāSMT reflow lodēšanaposms. Tā kā pārsprieguma aizsardzības ierīces absorbē milzīgu siltuma daudzumu, temperatūras paaugstināšanās šajā zonā ir ievērojami lēnāka nekā apkārtējo mazo virsmu{1}}montāžas rezistori un kondensatori. Ja PCBA ražošanas laikā izmanto parastos cepeškrāsns temperatūras profilus, ko izmanto plaša patēriņa elektronikā, ļoti iespējams, ka lodēšanas pasta pie pārsprieguma aizsardzības ierīču vadiem pilnībā neizkusīs vai starp vadiem un PCB paliktņiem neizdosies izveidot vienmērīgi biezu starpmetālu savienojumu (IMC) slāni. Šis stāvoklis,-kad šķiet, ka virsma ir pārklāta, bet iekšpuse faktiski nav eitektiska, kā rezultātā rodas aukstās lodēšanas šuves vai aukstā lodēšana, -rada vislielāko risku rūpnieciskās-pakāpes vārtejām turpmāko augstsprieguma{7}}pārsprieguma testu laikā.
Reflow lodēšanas parametru un mikrostrukturālo sakausējumu slāņu kontroles optimizēšana
Lai novērstu lodēšanas defektus komponentos ar lielu termisko masu, procesa inženieriem ir precīzi jāpielāgo temperatūras sadalījums bezsvina{0}}pārplūsmas lodēšanai un jāizveido īpašs temperatūras logs. Shēmas platēm, kurās ir lielas-strāvas pārsprieguma aizsardzības komponenti, pārplūdes procesa priekšsildīšanas un izlīdzināšanas zonas ir atbilstoši jāpaplašina. Temperatūras izlīdzināšanas zonā (160 grādi līdz 190 grādi) ilgums ir jāsaglabā 100 līdz 120 sekundes, lai bieziem metāla vadiem būtu pietiekami daudz laika, lai absorbētu siltumu un samazinātu temperatūras atšķirības. Ieejot lodēšanas zonā, maksimālā temperatūra ir stingri jākontrolē no 242 grādiem līdz 248 grādiem, nodrošinot, ka pārsprieguma aizsardzības ierīču vadi paliek virs šķidruma līnijas (217 grādi) 65 līdz 75 sekundes. Precīza enerģijas ievade ļauj lodēšanas pastas aktīvajiem komponentiem pilnībā darboties, veicinot ideāla intermetāliskā savienojuma (IMC) slāņa veidošanos, kura biezums ir no 1 līdz 3 mikrometriem starp vara spilventiņiem un alvas sakausējumu. Tas nodrošina, ka lodēšanas savienojumiem ir ne tikai laba elektrovadītspēja, bet arī mehāniskā stiepes izturība, kas nepieciešama, lai izturētu lielus{18}}strāvas pārspriegumus.
Tērauda sieta precīza konstrukcija un stingra porainības kontrole
Zibensaizsardzības ierīcēm porainība lodēšanas šuvēs ir būtiska to pašreizējai -nesējspējai. Pārmērīga porainība samazina lodēšanas savienojuma efektīvā vadošā -šķērsgriezuma laukumu. Kad cauri plūst vairāku ampēru vai pat desmitiem ampēru pārsprieguma strāva, vietās ar augstu porainību var rasties lokāla elektromigrācija un termiskā bēgšana pēkšņa strāvas blīvuma pieauguma dēļ. Kvalitātes kontrolei vienlaikus jāpievēršas gan trafaretu dizainam, gan lodēšanas pastas izvēlei. Pārsprieguma aizsardzības ierīcēm ar lielu -platības siltumu{7}}izkliedējošu spilventiņu konstrukcijas ar cietām -zonas atverēm ir stingri aizliegtas; tā vietā ir jāpieņem režģveida-atvērumu vai šaha galdiņa modelis, ar atvērto laukumu attiecību parasti ierobežojot no 65% līdz 75%, lai nodrošinātu pietiekamus kanālus plūsmas gāzei, lai izplūstu lodēšanas laikā. PCBA ražošanas vietā, Rentgena pārbaudes iekārtas ir jāizvieto, lai veiktu 100% nesagraujošo pārsprieguma aizsardzības komponentu pārbaudi. Kvalitātes pieņemšanas kritēriji nosaka, ka jebkura atsevišķa tukšuma laukums pārsprieguma aizsardzības komponenta lodēšanas savienojumā nedrīkst pārsniegt 10%, un kopējais tukšumu līmenis ir stingri jāierobežo līdz 15% vai mazāk, tādējādi novēršot iespējamos strāvas koncentrācijas karstos punktus.
Rūpniecisko{0}}vārteju zibens pārsprieguma pretestības palielināšana ir ne tikai ķēžu projektēšanas pieredzes apliecinājums, bet arī augsta-standarta ražošanas procesu kulminācija. Katrs lodēšanas savienojums, kas iztur stingras pārbaudes, ir atspēriena punkts augstas kvalitātes produktu stabilai darbībai-.
Īsi fakti par NeoDen
1) Dibināts 2010. gadā, 200 + darbinieki, 27000+ kv.m. rūpnīca.
2) NeoDen produkti: dažādas sērijas PnP iekārtas, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Oven IN sērija, kā arī pilnā SMT Line ietver visu nepieciešamo SMT aprīkojumu.
3) Veiksmīgi 10000+ klienti visā pasaulē.
4) 40+ Globālie aģenti Āzijā, Eiropā, Amerikā, Okeānijā un Āfrikā.
5) Pētniecības un attīstības centrs: 3 pētniecības un attīstības nodaļas ar 25+ profesionāliem pētniecības un attīstības inženieriem.
6) iekļauts CE sarakstā un ieguvis 70+ patentu.
7) 30+ kvalitātes kontroles un tehniskā atbalsta inženieri, 15+ augstākā līmeņa starptautiskie pārdevēji, lai klients sniegtu savlaicīgu atbildi 8 stundu laikā un profesionālus risinājumus 24 stundu laikā.