PCB Блог - Элементы и принципы выбора реостатов fr4 - pcb

Экологическая осведомленность в области промышленного производства FR4 PCB растет. Были приняты внутренние и международные нормативные акты, которые прямо ограничивают использование токсичных материалов. Поэтому разработка зеленых припоев, которые могут предотвратить загрязнение и заменить традиционные сплавы, стала одной из важных проблем, стоящих перед спайной промышленностью. Например, многие отечественные и зарубежные исследователи разработали или разрабатывают сварочные материалы без свинца и кадмия. В то же время недавно разработанные сварочные сплавы должны следовать принципам снижения затрат и повышения производительности. Например, сплавы мягкого припоя, используемые для сварки чипов, развиваются в направлении высокой прочности и надежности, принцип развития заключается в том, что сплавы не содержат драгоценных металлов, а их механическое имущество находится между мягким припоем и припоем на основе золота.

Широкое применение оловянных / свинцовых припоев неотделимо от их превосходных характеристик и низкой стоимости. Сварные материалы на основе Pb обычно мягкие и могут поглощать механические деформации, вызванные рассогласованием теплового расширения между чипом и подложкой. Однако, если механическое напряжение повторяется непрерывно (плюс тепловой цикл), на границе кристаллов, заполненных металлом, происходит накопление деформации, что приводит к микротрещинам, что приводит к увеличению теплового сопротивления и, в конечном итоге, к усталостным повреждениям. Кроме того, свинец и его соединения могут вызывать канцерогенные эффекты, когда они накапливаются в организме человека в определенной степени. Sn часто используется для заполнения металлической базы, поскольку он легко образует межметаллические соединения с различными металлами и имеет низкую температуру плавления. Сварные материалы на основе Sn имеют лучшую смачиваемость, чем сварочные материалы на основе Pb. В то же время Pb может повысить антиоксидантность припоя на основе Sn и снизить температуру плавления припоя на основе Sn.

Таким образом, основой высоконадежных сварных материалов SMT являются в основном сплавы Sn и Pb. В настоящее время основным припоем для чипов является материал на основе Sn / Pb. Однако в настоящее время электроника движется в направлении миниатюризации, высокой плотности, высокой производительности, размер точки сварки становится все меньше и меньше, а ее тепловая, электрическая и механическая нагрузка становится все выше и выше, что требует, чтобы сварочный материал обладал отличной устойчивостью к усталости и ползучести. Традиционный оловянный / свинцовый припой менее устойчив к ползучести и не отвечает требованиям к использованию. В других областях также существуют постоянные требования к собственности сварных сплавов, такие как потребность автомобильной промышленности в композитных припаях, потребность в аморфных припаях в керамической и металлической пайке и потребность в низкой температуре плавления припоя в термочувствительных электронных элементах. Поэтому разработка зеленых сварных сплавов с идеальными характеристиками и стоимостью стала горячей точкой для исследований.

Принцип применения сопротивления окиси цинка к давлению

Сопротивление давления - это защитный механизм ограничения напряжения. Используя нелинейные свойства реостата, когда напряжение возникает между полюсами реостата, реостат может фиксировать напряжение до относительно фиксированного значения напряжения, тем самым обеспечивая защиту последующих цепей, так что плата PCBA обладает определенной способностью к самозащите. Основные параметры пьезочувствительного сопротивления включают: напряжение пьезочувствительного сопротивления, емкость тока, емкость перехода, время отклика и т. Д. Время отклика пьезочувствительного сопротивления составляет ns, быстрее, чем воздушная разрядная трубка, немного медленнее, чем трубка TVS. Обычно скорость отклика реостата, используемого для защиты от перенапряжения электронных схем, может соответствовать требованиям. Конденсаторная емкость реостата обычно находится на порядковом уровне от сотен до тысяч pF. Во многих случаях она не подходит для непосредственного применения для защиты высокочастотных сигнальных линий. Применяя его к защите цепей переменного тока, из - за большой емкости перехода он увеличивает ток утечки, поэтому его необходимо полностью учитывать при проектировании защитных цепей. Поток реостата больше, но меньше, чем расход газоразрядной трубки. Резисторы используются параллельно с защищенным электрическим оборудованием или компонентами. Когда в цепи появляется молниеносное перенапряжение или переходное перенапряжение Vs, реостат и защищенное оборудование и компоненты одновременно выдерживают Vs. Благодаря быстрой реакции реостата, он быстро демонстрирует отличные нелинейные характеристики электропроводности в наносекундах. В это время напряжение на обоих концах реостата быстро падает, намного ниже Vs, что делает фактическое напряжение выдержки на защищенном оборудовании и компонентах намного ниже, чем перенапряжение Vs, чтобы защитить оборудование и компоненты от перенапряжения.

2. Выбор напряжения в резисторе оксида цинка

В зависимости от защищенного напряжения питания выберите напряжение V1mA реостата при заданном токе. Общие принципы отбора таковы:

Для цепей постоянного тока: V1mAâ 2.0 VDC

Для цепей переменного тока: эффективное значение V1mAâ 2.2V

В частности, отмечается, что критерии отбора напряжения реостата должны быть выше, чем напряжение источника питания. В то время как устройство может быть защищено, следует по возможности выбирать высоковольтные реостаты, которые не только защищают устройство, но и увеличивают срок службы реостатов. Например, прочность защищенного устройства составляет Vdc = 550 Vdc, рабочее напряжение устройства - V = 300Vdc, поэтому мы должны выбрать реостат с напряжением 470 В, диапазон напряжения реостата - 423 - 517, отрицательная погрешность напряжения реостата - 470 - 47 = 423 Vdc, больше напряжения питания устройства 300 Vac, Положительная погрешность составляет 470 + 47 = 517 Vdc, что меньше переносимого напряжения устройства 550 Vdc. Необходимо также отметить:

1) Необходимо обеспечить, чтобы при колебаниях напряжения непрерывное рабочее напряжение не превышало допустимых значений, иначе срок службы пьезочувствительного сопротивления сокращается;

2) При использовании реостатов между линиями питания и землей напряжение между линиями и землей иногда повышается из - за плохого заземления, поэтому обычно используется реостат, номинальное напряжение которого выше, чем между линиями.

3. Выбор потоков

Как правило, поток, указанный продуктом, представляет собой величину тока, которую продукт может выдержать при импульсном испытании в соответствии с формой волны, количеством ударов и временем зазора, указанным в стандарте продукта. Количество ударов, которые может выдержать продукт, является функцией формы волны, амплитуды и времени зазора. Когда амплитуда волны тока уменьшается на 50%, количество ударов может быть удвоено. Поэтому в практическом применении волновой ток, поглощаемый реостатом, должен быть меньше потока продукта fr4 - pcb.