reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© interflux_tytulowa Technologie | 26 marca 2019

Studium stosowalności stopu niskotemperaturowego w produkcji wysoce precyzyjnych mierników ręcznych

Nie podlega dyskusji fakt, że temperatura lutowania bezołowiowego może uszkodzić wrażliwe komponenty elektroniczne oraz obwody drukowane.

Praktycznie każdy produkt elektroniczny zawiera pewne krytyczne elementy w swojej budowie. Mogą to być:kondensatory, BGA, LGA, bezpieczniki, ekrany, oscylatory krystaliczne, LED, wyświetlacze, komponenty w obudowie plastikowej, cewki lub transformatory. Uszkodzenia wywołane stresem termicznym w większości są wykrywane metodą inspekcji wizualnej, optycznej, X-ray, ICT lub testem funkcjonalnym . Mniej oczywistym jest to, że temperatura procesu bezołowiowego może zmieniać właściwości niektórych elementów determinujących unikalność i jakość urządzenia. Wady takie są o wiele trudniejsze do wykrycia. Ten kłopot mają producenci np. ultraprecyzyjnych mierników. Najprostszym sposobem na minimalizację ryzyka powstania tego problemu jest obniżenie temperatury lutowania poprzez zastosowanie stopu o niższym punkcie topnienia. Większość z nich ma jednak słabszą wytrzymałość mechaniczną, szczególnie w obszarze odporności na wibrację i szok upadkowy. Powoduje to ograniczenia w możliwości skutecznego zastosowania ich w urządzeniach, które będą wystawione na takie ewentualności. Poniżej opisany test był studium zastosowalności stopu LMPA™-Q do produkcji ręcznych mierników marki Megger Instruments Ltd w Wielkiej Brytanii. Wyjściowo urządzenia produkowane były przy użyciu spoiwa SAC305 w warunkach konieczności stosowania elementów wrażliwych na wysoką temperaturę. Charakterystyka użytkowania finalnego produktu wymaga wysokiej odporności na “urazy” mechaniczne. Moduł elektroniczny urządzenia Układ złożony jest z dwustronnego PCB wykończonego powłoką I-Ag z elementami powierzchniowymi oraz przewlekanymi. Komponentami szczególnie wrażliwymi na produkcie klienta są różnego rodzaju kondensatory rozsiane w różnych miejscach na płycie. Nadruk dokonany jest za pomocą pasty Interflux LMPA™-Q6 klasyfikowanej jako ROL0. Moduły są lutowane rozpływowo z profilem sięgającym 205stC oszczędzającym stres wrażliwym komponentom. Elementy THT są lutowane na fali selektywnej przy użyciu stopu LMPA-. Test odporności na wibrację i wstrząsy Urządzenia mobilne muszą mieć doskonałą odporność na wstrząsy. Każdy z nas podnosi upuszczony smartphone z duszą na ramieniu – czy, aby nadal działa. W tym wypadku mamy do czynienia ze sprzętem profesjonalnym, uszkodzenie może powodować stratę czasu, koszty, utratę reputacji. W przeszłości stopy niskotemperaturowe nie były stosowane dla takich aplikacji głównie za względu na słabą odporność mechaniczną. Megger postanowił przetestować stop LMPA-Q pod tym właśnie względem. Moduły są testowane w oparciu o normę BS EN 60945 & BS EN 60068. W celu zapewnienia obiektywności testu odbędzie się on w niezależnym laboratorium. Test wibracyjno-wstrząsowy będzie przeprowadzony w 3 osiach w interwałach 11ms z przyspieszeniem max 30G lub zdefiniowany przez obiektywne ograniczenia. W tym przypadku przyspieszenie w osi X było ograniczone do 10G. Związane to było z usterką sprzętu laboratoryjnego i niemożnością kontroli wyższych wartości. Osie Y i Z pracowały przy 30G. Referencyjnie wartość 10G równa się 4x uderzeniu smartphone’a o betonową podłogę z 1 metra. Test wibracyjny rozpoczęty jest poszukiwaniem wartości rezonansowej we wszystkich 3 osiach. Wartość rezonansowa dla urządzenia wyraża częstotliwość, która naraża je na maksymalne obciążenie. Wartość ta jest unikalna dla każdego urządzenia i każdej osi. Aby ją zdeterminować przeprowadzone zostanie testowy eksperyment. W naszym przypadku została odnaleziona jego wartość na poziomie 82,92Hz. Rezultaty eksperymentu i kontynuacja Po teście odporności na szoki kierunkowe i wibracje, moduły ze spoiwem LMPA-Q6 były poddane optycznej inspekcji. Żaden nie wykazał symptomów usterek lub przemieszczeń. W firmie Megger Instruments. produkty przechodzą test funkcjonalny ICT. Wszystkie produkty pozytywnie przeszły ten test. Z tego wynika wniosek, że połączenia lutownicze LMPA-Q6 mają wystarczającą wytrzymałość mechaniczną dla zastosowania go dla produkcji testów i mierników ręcznych. Aby dodać analizie większej wiarygodności te same urządzenia polutowane stopem SnAg3Cu0,5 poddane zostały identycznej procedurze. Symultaniczny test szokowy z powodów opisanych wcześniej jest trudny do przeprowadzenia. Testy wstrząsowe i wibracyjne zwykle przeprowadza się razem korzystając z założenia, że wstrząs to szybka sekwencja wibracji. Doświadczenia pokazują, że najbardziej krytycznym kierunkiem testu jest ruch zgodny z osią X. Obiekty SAC305 zostały wystawione na działanie wstrząsów i wibracji o identycznych parametrach. Częstotliwość wibracji wynosi 30Hz przy przyspieszeniu maksymalnym 18G. W pierwszym teście sekwencję stosowano przez 30 minut. Po inspekcji wizualnej wartości stopniowo podwyższano, aż do pojawienia się pierwszej usterki. Pierwsza wada ujawniła się na produkcie zlutowanym SAC305 w wartościach, częstotliwość: 50Hz, przyspieszenie 25G. Podsumowanie i wnioski Doświadczenie wykazało niezbicie, że stop LMPA-Q6 może być z powodzeniem stosowany w aplikacjach wymagających solidnej wytrzymałości mechanicznej i może być jakościowym zamiennnikiem tradycyjnego stopu bezołowiowego przewyższając je wytrzymałościowo. LMPA-Q pozwala jednocześnie zastosować niższą temperaturę procesu chroniąc komponenty wrażliwe na wysoki profil procesu. Gwarantuje to stabilniejsze okno procesowe oraz podwyższona jakość produktu. Po testach firma Megger Instrument zdecydowała na stosowanie stopu Interflux LMPA-Q we wszystkich procesach lutowania automatycznego. Więcej informacji: www.lmpa-q.com / informacje: ,
© Interflux
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
June 14 2019 15:58 V13.3.21-2