Preizkus toplotne odpornosti plošče tiskanega vezja pri spajkanju

Temperatura je pomemben element varnosti, zanesljivosti in delovanja v tiskanih vezjih (PCB). Visoke temperature lahko v kratkem času povzročijo okvare in trajne poškodbe. Nekateri pogoji lahko povzročijo segrevanje med delovanjem tiskanega vezja. Na primer, komponenta, nameščena na plošči, lahko ustvarja prekomerno toploto. Zunanji dejavnik, na primer druga komponenta v kompleksnem sistemu, kot je vesoljski sistem ali medicinska aplikacija, lahko povzroči odvečno toploto. Zaradi nezadostnega prezračevanja se lahko kartica segreje. Ali pa lahko toplota, ki nastane med sestavljanjem tiskanega vezja, vrtanjem in spajkanjem, povzroči čezmerno toplotno obremenitev komponent in povzroči odpoved plošč.

Ne glede na vzrok je potrebno upravljati toploto, da zagotovimo, da lahko tiskana vezja prenesejo visoke toplotne obremenitve, s katerimi se neizogibno srečujejo. Na tej točki obstaja potreba po učinkovitih tehnikah odvajanja toplote PCB in načinih za preprečevanje dviga temperature PCB.

Spremljanje temperature plošč tiskanega vezja je ključnega pomena, saj lahko visoke temperature spremenijo strukturo plošče, poslabšajo njeno delovanje ali povzročijo okvaro.

Glavne vrste poškodb, ki jih povzroča prekomerna vročina v tiskanem vezju, so:

• Izguba strukturne celovitosti: Prekomerna vročina lahko poškoduje celovitost plošče. Plasti te kartice so zelo občutljive na temperaturna nihanja ter se širijo in krčijo, ko postanejo prevroče ali prehladne. Prekomerna vročina lahko povzroči upogibanje v dolžinah, širinah in debelinah plasti.
• Propadanje linij tokokrogov: Linije tokokrogov se razširijo in spremenijo obliko, ko se pregrejejo. Ko se to zgodi, postanejo vezja dovzetna za frekvenčne premike, popačenja in ravne izgube. Impedance prevodnika lahko tudi odstopajo od standardne vrednosti. Zlasti vezja z milimetrskimi valovi in ​​mikrovalovna vezja imajo majhne, ​​občutljive komponente, ki se zlahka poškodujejo, ko se razširijo in deformirajo pri visokih temperaturah.
• Hitrosti raztezanja nezdružljivih materialov: Zgoraj opisani škodljivi učinki se povečujejo z dejstvom, da se različni materiali raztezajo z različnimi stopnjami. Plošča ima dve osnovni plasti: dielektrične plasti in prevodne kovinske plasti. Ker te plasti vsebujejo različne materiale, se različno razširijo kot odziv na toploto. Zato lahko kartica zaradi pregrevanja utrpi več škode, saj so različne vrste plasti ločene druga od druge.
• Oksidacija: Težava pri visokih temperaturah je tudi oksidacija komponent tiskanega vezja. Če dialektični material, izpostavljen na kartah, nima zaščitnega laminatnega premaza, ne bo zaščiten pred oksidacijo. V tem primeru lahko material rjavi, ko je izpostavljen visokim temperaturam. To povzroči izgubo prenosnih vodov in višji disperzijski faktor.

Pred merjenjem temperature na tiskanih vezjih je pomembno identificirati primarni vir toplote na plošči in poiskati temperaturne senzorje. Večina toplote, ustvarjene na tiskanem vezju, se premakne na temperaturni senzor prek ozemljitvenih zatičev, povezanih s spodnjo plastjo plošče. Ker so nožice povezane s podlago, ima med temperaturnim senzorjem in virom toplote najnižji toplotni upor med vsemi komponentami plošče.

Merjenje temperature PCB v glavnem vključuje tri različne korake:

• Med temperaturna tipala in vir toplote je nameščena ozemljitvena plošča.
• Ozemljitveni zatiči vsakega temperaturnega tipala so povezani z ozemljitveno ploščo vira toplote.
• Zagotoviti je treba, da so temperaturni senzorji in vir toplote blizu drug drugega na tiskanem vezju.

Tiskana vezja so na splošno opredeljena kot visokotemperaturna tiskana vezja, če prenesejo temperaturno omejitev 150 stopinj. Nekatera visokotemperaturna tiskana vezja lahko prenesejo tudi višje temperature, vendar lahko plošče iz materialov z manj toplotno odpornostjo varno delujejo le pri precej nižjih temperaturah.

Med številnimi testi, meritvami, analizami in ocenjevalnimi študijami, ki jih naša organizacija izvaja podjetjem, so tudi testi odpornosti tiskanega vezja na vročino spajkanja.