Thông tin PCB - Các điểm và nguyên tắc lựa chọn biến trở fr4-pcb

Nhận thức về môi trường trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp fr4 pcb ngày càng tăng. Các quy định trong và ngoài nước đã được thiết lập để hạn chế rõ ràng việc sử dụng các vật liệu độc hại. Do đó, việc phát triển các chất hàn màu xanh lá cây có thể tránh ô nhiễm và thay thế các hợp kim truyền thống đã trở thành một trong những vấn đề quan trọng mà ngành công nghiệp hàn phải đối mặt. Ví dụ, nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đã hoặc đang phát triển hàn không chì và hàn không chứa cadmium. Đồng thời, các hợp kim hàn mới được phát triển nên tuân theo các nguyên tắc giảm chi phí và cải thiện hiệu suất. Ví dụ, hợp kim hàn mềm cho hàn chip đang phát triển theo hướng cường độ cao và độ tin cậy cao, nguyên tắc phát triển của nó là hợp kim không chứa kim loại quý và tài sản cơ khí của nó nằm giữa hàn mềm và hàn vàng.

Ứng dụng rộng rãi của hàn thiếc/chì không thể tách rời với hiệu suất tuyệt vời và chi phí thấp. Chất hàn dựa trên Pb thường mềm và có thể hấp thụ các biến dạng cơ học gây ra bởi sự không phù hợp giãn nở nhiệt giữa chip và chất nền. Tuy nhiên, nếu ứng suất cơ học được lặp đi lặp lại liên tục (cộng với chu kỳ nhiệt), sự tích tụ căng thẳng xảy ra tại ranh giới hạt của kim loại đầy, dẫn đến các vết nứt nhỏ, dẫn đến tăng sức đề kháng nhiệt và cuối cùng là tổn thương mệt mỏi. Ngoài ra, chì và các hợp chất của nó có thể có tác dụng gây ung thư sau khi tích tụ trong cơ thể đến một mức độ nhất định. Sn thường được sử dụng làm chất nền kim loại phụ vì nó dễ dàng tạo thành các hợp chất liên kim loại với các kim loại khác nhau và có điểm nóng chảy thấp. Hàn dựa trên Sn có độ ẩm tốt hơn so với hàn dựa trên Pb. Đồng thời, Pb có thể cải thiện khả năng chống oxy hóa của hàn Sn-base và giảm điểm nóng chảy của hàn Sn-base.

Do đó, ma trận của chất hàn có độ tin cậy cao của SMT chủ yếu là hợp kim Sn và Pb. Hiện nay, chất hàn chính được sử dụng trong chip là vật liệu dựa trên Sn/Pb. Nhưng hiện nay, các sản phẩm điện tử đang phát triển theo hướng thu nhỏ, mật độ cao, hiệu suất cao, kích thước của các điểm hàn ngày càng nhỏ hơn, trong khi tải trọng nhiệt, điện và cơ học ngày càng cao hơn, đòi hỏi chất hàn phải có khả năng chống mỏi và leo tuyệt vời. Hàn thiếc/chì truyền thống có khả năng chống leo kém và không đáp ứng được yêu cầu sử dụng. Trong các lĩnh vực khác, cũng có những yêu cầu liên tục đối với tài sản của hợp kim hàn, chẳng hạn như nhu cầu hàn hỗn hợp trong ngành công nghiệp ô tô, nhu cầu hàn phi tinh thể trong hàn gốm và kim loại, và nhu cầu về điểm nóng chảy thấp của hàn trong các linh kiện điện tử nhạy cảm nhiệt. Do đó, việc phát triển các hợp kim hàn xanh với hiệu suất và chi phí mong muốn đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu.

1. Nguyên tắc ứng dụng của varistor kẽm oxit

Varistor là một thiết bị bảo vệ giới hạn điện áp. Sử dụng các đặc tính phi tuyến của biến trở, khi điện áp quá mức xảy ra giữa các cực của biến trở, biến trở có thể đặt điện áp vào một giá trị điện áp tương đối cố định, do đó đạt được sự bảo vệ cho các mạch tiếp theo, làm cho bảng PCBA có khả năng tự bảo vệ nhất định. Các thông số chính của varistor bao gồm: điện áp varistor, công suất hiện tại, điện dung tiếp xúc, thời gian đáp ứng, v.v. Thời gian đáp ứng của varistor là ns, nhanh hơn ống xả không khí và chậm hơn một chút so với ống TVS. Thông thường, tốc độ đáp ứng của biến trở được sử dụng để bảo vệ quá áp mạch điện tử có thể đáp ứng các yêu cầu. Điện dung kết nối của biến trở thường nằm trong thứ tự cường độ từ hàng trăm đến hàng ngàn pF. Trong nhiều trường hợp, nó không phù hợp để áp dụng trực tiếp để bảo vệ các đường tín hiệu tần số cao. Khi áp dụng nó để bảo vệ mạch AC, nó sẽ làm tăng dòng rò rỉ do điện dung kết nối lớn hơn của nó, vì vậy nó cần được xem xét đầy đủ khi thiết kế mạch bảo vệ. Dòng chảy của biến trở lớn hơn, nhưng nhỏ hơn dòng chảy của ống xả khí. Biến trở được sử dụng song song với thiết bị điện hoặc bộ phận được bảo vệ. Khi quá áp sét hoặc quá áp hoạt động thoáng qua Vs xảy ra trong mạch, các biến trở và các thiết bị và thành phần được bảo vệ phải chịu Vs cùng một lúc. Nó nhanh chóng thể hiện các đặc tính dẫn điện phi tuyến tính tuyệt vời trong thời gian nano giây do phản ứng nhanh của biến trở. Tại thời điểm này, điện áp ở cả hai đầu của biến trở giảm nhanh, thấp hơn nhiều so với Vs, do đó làm cho điện áp chịu được thực tế trên các thiết bị và thành phần được bảo vệ thấp hơn nhiều so với Vs để bảo vệ thiết bị và các thành phần khỏi quá áp.

2. Lựa chọn điện áp biến trở kẽm oxit

Tùy thuộc vào điện áp nguồn được bảo vệ, V1mA của biến trở ở dòng điện được chỉ định được chọn. Nguyên tắc lựa chọn chung là:

Đối với mạch DC: V1mAâ ¥ 2.0VDC

Đối với mạch AC: V1mAâ ¥ 2.2V có giá trị

Đặc biệt lưu ý rằng tiêu chuẩn lựa chọn điện áp biến trở phải cao hơn điện áp cung cấp. Trong khi có thể bảo vệ các thiết bị, các biến trở điện áp cao nên được lựa chọn càng nhiều càng tốt, do đó không chỉ có thể bảo vệ các thiết bị, mà còn cải thiện tuổi thọ của các biến trở. Ví dụ, điện áp của thiết bị được bảo vệ là Vdc=550Vdc, điện áp hoạt động của thiết bị là V=300Vdc, vì vậy chúng ta nên chọn một biến trở với điện áp 470V, phạm vi điện áp của biến trở là (423-517), điện áp tiêu cực của biến trở là 470-47=423Vdc, lớn hơn điện áp cung cấp 300Vac của thiết bị, Và sai số dương là 470+47=517Vdc, nhỏ hơn điện áp chịu được 550Vdc của thiết bị. Cũng cần lưu ý rằng:

1) Phải đảm bảo rằng khi điện áp dao động, điện áp làm việc liên tục không vượt quá giá trị cho phép, nếu không nó sẽ rút ngắn tuổi thọ của varistor;

2) Khi sử dụng biến trở giữa đường dây điện và mặt đất, đôi khi điện áp giữa đường dây và mặt đất sẽ tăng do nối đất kém, vì vậy thường sử dụng biến trở có điện áp danh định cao hơn được sử dụng giữa đường dây.

3. Lựa chọn dòng chảy

Thông thường, dòng chảy được đưa ra bởi sản phẩm là giá trị hiện tại mà sản phẩm có thể chịu được khi được kiểm tra xung theo dạng sóng, số lần va đập và thời gian giải phóng mặt bằng được đưa ra theo tiêu chuẩn sản phẩm. Số lần tác động mà sản phẩm có thể chịu được là một hàm của dạng sóng, biên độ và thời gian giải phóng mặt bằng. Khi biên độ dạng sóng hiện tại giảm 50%, số tác động có thể tăng gấp đôi. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, dòng điện tăng hấp thụ bởi biến trở nên nhỏ hơn dòng điện của sản phẩm fr4-pcb.