Chip alkatrészek egyszerű és pontos mérése
![Chip alkatrészek egyszerű és pontos mérése](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_001_2068319.jpg)
A legújabb NYÁK-szerelési technológiák egyre sűrűbbé és összetettebbé válnak, válaszul a kisebb, könnyebb és vékonyabb információs terminálok, pl. okostelefonok és fogyasztói elektronikai eszközök, valamint kisebb elektronikai alkatrészek, pl. chipellenállások és kerámiakondenzátorok iránti igényre. Ez a szakasz bemutatja azokat a problémákat, amelyek a felszerelt alkatrészekkel kapcsolatban előfordulhatnak, valamint azt, hogy a 3D mérőrendszerek miként használhatók ezeknek a problémáknak a kiértékelésére, elemzésére és megelőzésére.
- Chip alkatrészek rögzítési módja
- Mi az az újraömlesztéses forrasztás?
- Újraömlesztő kemence hőmérséklet-szabályozása
- Felületi szerelési problémák
- Példa áramköri lap vetemedésének mérésére
- Példa egy alumínium elektrolit kondenzátor kapcsainak egysíkúsági mérésére
- Példa a forrasztópaszta vastagságának mérésére
- Példák az ellenállásfilm vastagságának mérésére
- Példa a filmekben előforduló repedések mélységének mérésére
- Dielektromos szélességmérés
Chip alkatrészek rögzítési módja
Az elektronikus alkatrészek miniatürizálásával és a sűrűbben szerelt NYÁK-ok terjedésével együtt az újraömlesztéses forrasztás is általánossá vált.
Forrasztási módszer | Jellemzők | |
---|---|---|
Előnyök | Hátrányok | |
Forrasztópáka |
Alacsony hőterhelés |
Nagy hőmérséklet-ingadozás |
Forró levegő |
Alacsony hőterhelés |
Nagy hőmérséklet-ingadozás |
Lézer |
|
Tömeggyártásra nem alkalmas (hosszú feldolgozási idő) |
Impulzushő |
|
Tömeggyártásra nem alkalmas (hosszú feldolgozási idő) |
Újraömlesztés (infravörös típusú) |
|
|
Újraömlesztés (meleglevegős típusú) |
|
|
Ömlesztéses forrasztás |
|
|
Mi az az újraömlesztéses forrasztás?
A forrasztópasztát, amely a porított forrasztóanyag és a folyatószer egynemű keveréke, lyukakat tartalmazó fémlapra kell felvinni, majd spatulával vékony rétegben eloszlatva nyomatot készítünk. Ezután az alkatrészeket az áramköri lapra szerelik, felmelegítik és forrasztják.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_002_2068320.png)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_003_2068321.png)
Ha az alkatrészek száma alacsony, akkor az alkatrészek szerelése kézzel is elvégezhető.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_004_2068322.png)
A hőmérséklet szabályozása öt lépésben történik (lásd az alábbi részt).
Újraömlesztő kemence hőmérséklet-szabályozása
Általában a hőkezelés két lépésben történik. Az első melegítési lépésben az áramköri lapot egyenletes hőmérsékletre hozzák és azon tartják. A második melegítési lépésben a forrasztópaszta megolvad. A melegítési hőmérséklet és idő a újraömlesztő kemence típusától és a használt alkatrészektől függően változik.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_005_2068323.png)
Felületi szerelési problémák
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_006_2068324.png)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_007_2068325.png)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_008_2068326.png)
Példa áramköri lap vetemedésének mérésére
A NYÁK-ok vetemedését az áramellátás során fellépő hőmérséklet-változások vagy a környezeti változások okozzák. Elemzést kell készíteni annak meghatározására, hogy ezek a hőmérséklet-változások okoztak-e hibákat. A hőmérséklet-ingadozások okozta vetemedés szobahőmérséklettől 260°C-ig mérhető.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_009_2068327.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_010_2068328.jpg)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_011_2068329.jpg)
Példa egy alumínium elektrolit kondenzátor kapcsainak egysíkúsági mérésére
Mérhető a kondenzátorkapcsok síklapúsága, amely a NYÁK szerelési hibáihoz vezethet, és befolyásolhatja a NYÁK szerelési szilárdságát.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_012_2068330.jpg)
Példa a forrasztópaszta vastagságának mérésére
A NYÁK-ra felvitt forrasztóréteg vastagsága mérhető.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_013_2068331.jpg)
Példák az ellenállásfilm vastagságának mérésére
A nedves állapotban lévő ellenállásfilm vastagsága és térfogata a film nyomtatása utáni szinterezés előtt mérhető.
A film vastagsága nedves állapotban is mérhető, így a szinterezési folyamat feltételei hatékonyan beállíthatók.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_014_2068332.jpg)
Chipellenállás szerkezete
A chipellenállások kicsi, négyzet alakú rögzített ellenállások, amelyek egy szigetelő alapon, például kerámia felületén kialakított ellenálláselemből állnak, mindkét végén elektródákkal. Főleg felületi szerelésre alkalmasak.
A négyzet alakú chipellenállás tipikus felépítése
- (1) Nincs ólomhuzal a csatlakozóelektródákon
- (2) Forrasztás vagy kötés lehetséges
* Léteznek henger alakú MELF típusú ellenállások is, de ezeket nem használják általánosan.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_015_2068333.png)
- A
- Védőréteg
- B
- Külső bevonat
- C
- Csatlakozóelektróda
- D
- Kerámia
- E
- Ellenállásfilm
- F
- Belső elektróda
- G
- Nikkelbevonat
- Kerámia (alap)
- Az alap kerámialapból készült, hogy elviselje az ellenálláselem szinterezését vagy levágását.
- Ellenálláselem
- Vannak vastag- és vékonyrétegű típusok.
- Elektróda
- Az ellenálláselem belső elektródákon keresztül csatlakozik a csatlakozóelektródákhoz. Legalább háromrétegű szerkezete van.
- Védőréteg
- Az ellenálláselem felülete gyantával vagy üveggel bevont, hogy megakadályozza a nedvesség vagy a por közvetlen megtapadását.
Példa a filmekben előforduló repedések mélységének mérésére
A fóliák hossza és mélysége mérhető annak biztosítására, hogy a chipellenállások a specifikáción belül maradjanak.
A vágott területeken előforduló repedések szélessége és mélysége is mérhető.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_016_2068334.jpg)
Lézervágás
A chipellenállás rétegeit szitanyomással alakítják ki. Mivel a kerámia alapon több száz ellenálláselemet alakítanak ki, a nyomtatási körülmények apró eltérései is közvetlenül az ellenállás változását okozhatják.
Ha a chipellenállások ellenállása változó, az elektromos jellemzőik nem felelnek meg a besorolásuknak. Ez azt jelenti, hogy az ellenállás beállításához lézervágást kell végezni. A lézervágás magában foglalja az ellenálláselemek egyenkénti mérését és levágását, hogy biztosítsák a megadott ellenállást és minimalizálják az eltéréseket.
- (1) Az ellenálláselemek nyomtatása során a célellenállásnál valamivel kisebb ellenállásra kell törekedni.
- (2) Az ellenálláselem levágása szűkíti az árampályáját, ami növeli az ellenállást.
- (3) A chipek közötti eltérések minimalizálása érdekében a vágási folyamat leáll, amikor eléri a célellenállást.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_017_2068335.png)
- A
- Az elektromos áram áramlása
- B
- Lézervágás
- C
- A rövid vágási hossz kis változást okoz az ellenállásban.
- D
- A hosszú vágási hossz nagymértékben megváltoztatja az ellenállást.
* Ahogy az elemet tovább vágják, az árampálya az ellenálláselemben szűkül, ami növeli az ellenállást.
A végső vágási hossz és az alak a vágás során bekövetkezett ellenállás változása alapján kerül meghatározásra.
Ha a vágási hosszon alapuló ellenállás-változásokat összehasonlítjuk az egyenes vágás és az L-alakú vágás között, az L-alakú vágás nagyobb pontosságot biztosít a végső vágásnál, és a végén csökkenti a mikrorepedések hatását.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_018_2068336.png)
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_019_2068337.png)
Dielektromos szélességmérés
A nedves állapotban lévő dielektrikum mintázatszélessége és vastagsága mérhető.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_020_2068338.jpg)
Többrétegű kerámia chipkondenzátor felépítése
A kondenzátor alapszerkezete két elektródalap közötti dielektrikumból áll.
- (1) Dielektromos anyag, pl. bárium-titanát (BaTiO3), egy kerámia dielektrikum, amelyet egy hordozófóliára visznek fel.
- (2) Az anyagot megszárítják, hogy vékony lemezt hozzanak létre.
- (3) Fémeket, pl. palládiumot, ezüstöt vagy nikkelt tartalmazó elektródaanyag pasztáját nyomtatják a lemezre.
- (4) A lemezeket 10–1000 rétegben egymásra rakják, sajtolják és chipekre vágják.
- (5) A többrétegű kerámia chip-kondenzátorok létrehozásának utolsó lépése a külső kapcsok szinterezése és ezüsttel való bevonása.
A chipek a kerámia szinterezése során körülbelül 10%-kal zsugorodnak, amit a méretek meghatározásakor fontos figyelembe venni.
![](/huhu/Images/ss_measurement-solutions_chip-parts_021_2068339.png)
- A
- Külső elektróda
- B
- Belső elektróda
- C
- Kerámia dielektrikum
Arányos kapcsolat az elektrosztatikus kapacitás és az elektródalemez területe között
Több kondenzátor párhuzamos csatlakoztatása egyenértékű az elektróda területének növelésével, így a kondenzátorok számának növelésével növelheti az elektrosztatikus kapacitást.
Több kondenzátor használata nagy helyet foglal el az áramköri lapon, ezért ez a módszer nem megfelelő, ha takarékoskodni kell a hellyel.
Ennek elkerülése érdekében a többrétegű kerámia chip-kondenzátorok esetében mind a miniatürizálás, mind a nagy kapacitás megvalósul azáltal, hogy a kerámia dielektrikumból és a belső elektródákból álló többrétegű szerkezeteket váltakozva helyezik egymásra.