PCBA ควบคุมมอเตอร์
  • PCBA ควบคุมมอเตอร์PCBA ควบคุมมอเตอร์
  • PCBA ควบคุมมอเตอร์PCBA ควบคุมมอเตอร์
  • PCBA ควบคุมมอเตอร์PCBA ควบคุมมอเตอร์

PCBA ควบคุมมอเตอร์

Unixplore Electronics PCBA ควบคุมมอเตอร์ได้รับการพัฒนาโดยผู้ผลิตในจีนที่มีประสบการณ์ซึ่งเชี่ยวชาญด้านโซลูชันการประกอบ PCB ที่มีความน่าเชื่อถือสูง ออกแบบมาสำหรับไดรฟ์อุตสาหกรรม ตัวควบคุม EV ระบบเซอร์โว และอุปกรณ์อัตโนมัติ PCBA ควบคุมมอเตอร์นี้มอบประสิทธิภาพที่มั่นคงภายใต้การสั่นสะเทือน วงจรความร้อน และสภาวะการทำงานระยะยาวพร้อมการสนับสนุนการผลิตที่ปรับแต่งเอง

ส่งคำถาม

รายละเอียดสินค้า

สารบัญ

คำตอบสั้น ๆ: ขึ้นอยู่กับการสมัครของคุณ

ด้วยประสบการณ์ 20 ปีในด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังและการวิเคราะห์ความล้มเหลวในไดรฟ์อุตสาหกรรม ตัวควบคุม EV และระบบเซอร์โว ฉันได้บันทึกไว้ว่าการตัดสินใจบัดกรีสร้างหรือทำลายความน่าเชื่อถือในการควบคุมมอเตอร์ได้อย่างไร คู่มือนี้ให้ข้อมูลทางวิศวกรรม ตารางเปรียบเทียบ และคำแนะนำที่ได้รับการทดสอบภาคสนาม

การบัดกรีไร้สารตะกั่วเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ควบคุมมอเตอร์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ที่จัดส่งไปยังตลาดที่มีการควบคุม (สหภาพยุโรป จีน เกาหลี) อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นสำหรับการใช้งานใต้ฝากระโปรงรถยนต์ การบินและอวกาศ และไดรฟ์อุตสาหกรรมบางประเภทที่ความน่าเชื่อถือเหนือกว่าข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ

หมวดหมู่แอปพลิเคชัน ข้อกำหนดในการบัดกรี ไดร์เวอร์หลัก
การควบคุมมอเตอร์สำหรับผู้บริโภค (EU/UK/CN) บังคับไร้สารตะกั่ว การปฏิบัติตาม RoHS
การควบคุมมอเตอร์ผู้บริโภค (สหรัฐอเมริกา) แนะนำให้ใช้แบบไร้สารตะกั่ว การเข้าถึงตลาดและความยั่งยืน
ECU ใต้ฝากระโปรงรถยนต์ สามารถได้รับการยกเว้นเป็นรายกรณีได้ ความน่าเชื่อถือและความต้านทานการสั่นสะเทือน
ไดรฟ์อุตสาหกรรม (อายุการใช้งาน 10 ปีขึ้นไป) ประเมินทั้งสองอย่าง ประสิทธิภาพความเหนื่อยล้าในระยะยาว
การบินและอวกาศ / การทหาร ได้รับการยกเว้น (ได้รับอนุญาตจากสารตะกั่ว) ความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในสภาวะที่รุนแรง
ซ่อม/เปลี่ยนอะไหล่ ติดตามการประกอบเดิม ความเข้ากันได้กับบัดกรีที่มีอยู่

ความแตกต่างทางเทคนิค: สารตะกั่วกับสารบัดกรีไร้สารตะกั่ว

การทำความเข้าใจคุณสมบัติของวัสดุจะอธิบายได้ว่าเหตุใดการตัดสินใจนี้จึงมีความสำคัญสำหรับ PCBA ควบคุมมอเตอร์

องค์ประกอบของโลหะผสมและจุดหลอมเหลว

คุณสมบัติ ตะกั่ว (Sn63/Pb37) ไร้สารตะกั่ว (SAC305)
องค์ประกอบ ดีบุก 63% ตะกั่ว 37% ดีบุก 96.5% เงิน 3% ทองแดง 0.5%
จุดหลอมเหลว 183°C (ยูเทคติก) 217°C ถึง 220°C
อุณหภูมิสูงสุดของ Reflow 220°C ถึง 230°C 245°C ถึง 260°C
แรงตึงผิว ต่ำกว่า (เปียกได้ดีกว่า) สูงกว่า (เปียกน้อยกว่า)
ความเหนียว ดีเยี่ยม (ข้อต่อยืดหยุ่นได้) ลดลง (ข้อต่อเปราะ)

การเปรียบเทียบความน่าเชื่อถือทางกล

คุณสมบัติ ตะกั่ว (Sn63/Pb37) ไร้สารตะกั่ว (SAC305)
ความต้านทานการสั่นสะเทือน ซูพีเรียร์ ลดลง (ล้มเหลวเร็วขึ้น 10 เท่าในการทดสอบบางอย่าง)
ชีวิตความเหนื่อยล้าจากความร้อน พื้นฐาน เทียบได้กับโปรไฟล์ที่ปรับให้เหมาะสม
ต้านทานการคืบคลาน ดี ดีเยี่ยม (ปริมาณธาตุเงินทำให้ข้อต่อแข็งแรง)
ความเสี่ยงของดีบุกมัสสุ ไม่มี (สารตะกั่วยับยั้งการเติบโต) นำเสนอบนผิวเคลือบดีบุกบริสุทธิ์
ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ คงความยืดหยุ่น จะเปราะต่ำกว่า -20°C

เหตุใด PCBAs ควบคุมมอเตอร์จึงเผชิญกับความท้าทายในการบัดกรีที่ไม่เหมือนใคร

ประสบการณ์ด้านชุดควบคุมมอเตอร์เน้นย้ำว่า PCB ส่วนใหญ่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน ปัจจัยทั้งสามนี้ทำให้การเลือกการบัดกรีมีความสำคัญ

1. สภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนสูง

ตัวควบคุมมอเตอร์ที่ติดตั้งโดยตรงบนปั๊ม คอมเพรสเซอร์ หรือ EV จะมีการกระตุ้นเชิงกลอย่างต่อเนื่อง การศึกษาที่มีเอกสารฉบับหนึ่งเปรียบเทียบ PCBA ที่เหมือนกันกับการบัดกรีแบบมีสารตะกั่วและแบบไร้สารตะกั่ว:

- การประกอบตะกั่ว:ความล้มเหลวครั้งแรกหลังจากการสั่นสะเทือนแบบสุ่ม 6g เป็นเวลา 40 ชั่วโมง (ขาหักของส่วนประกอบ)

- การประกอบแบบไร้สารตะกั่ว:โหมดความล้มเหลวเดียวกันหลังจากการสั่นสะเทือนแบบเดียวกันเพียง 4 ชั่วโมง

สาเหตุ? โลหะบัดกรีไร้สารตะกั่วมีความเหนียวลดลง เมื่อข้อต่อไม่สามารถงอได้ ความเค้นจากแรงสั่นสะเทือนจะมุ่งไปที่ตัวนำส่วนประกอบ ทำให้เกิดการแตกหักก่อนเวลาอันควร

2. การปั่นจักรยานด้วยความร้อนสูง

มอเตอร์ขับเคลื่อนทำให้เกิดความร้อน จากนั้นมอเตอร์ก็หยุด จากนั้นพวกเขาก็เริ่มต้นใหม่อีกครั้ง การขับเคลื่อนทางอุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะมีรอบตั้งแต่ -40°C ถึง +125°C หลายพันครั้ง

ตะกั่วบัดกรีรองรับ CTE (สัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน) ที่ไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบและ PCB ด้วยความเหนียว

บัดกรีไร้สารตะกั่วก่อให้เกิดสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิก (IMCs) ที่หนาและเปราะมากขึ้นที่ส่วนต่อประสาน การเติบโตของ IMC ที่มากเกินไปจะทำให้อินเทอร์เฟซอ่อนแอลงและเร่งการเริ่มต้นการแคร็ก

3. กระแสสูงและความร้อนของจูล

PCBA ควบคุมมอเตอร์ส่งกระแสต่อเนื่องตั้งแต่ 5A ถึง 200A+ ข้อต่อบัดกรีแต่ละอันจะเกิดความร้อนได้เองจากการสูญเสีย I²R

ปัจจุบัน การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิข้อต่อตะกั่ว อุณหภูมิข้อต่อที่เพิ่มขึ้นแบบไร้สารตะกั่ว
10A (รอย 2 มม.) ~5°ซ ~5°C (ใกล้เคียงกัน)
30A (พร้อมตัวต้านทานความรู้สึก) ~15°ซ ~15°C (ใกล้เคียงกัน)

ความแตกต่างหลักไม่ใช่ความต้านทาน แต่วิธีที่ข้อต่อจัดการกับความเครียดจากการหมุนเวียนจากความร้อนเมื่อเวลาผ่านไป

เมื่อคุณต้องใช้บัดกรีไร้สารตะกั่ว

ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบเหลือพื้นที่ให้ทางเลือกเพียงเล็กน้อยในสถานการณ์เหล่านี้

ตลาดที่ได้มาตรฐาน RoHS

สหภาพยุโรป จีน เกาหลีใต้ และเขตอำนาจศาลอื่นๆ จำนวนมากจำกัดสารตะกั่วในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไว้ที่ 0.1% โดยน้ำหนักของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ที่ขายในตลาดเหล่านี้ต้องใช้บัดกรีไร้สารตะกั่ว เว้นแต่จะได้รับข้อยกเว้นเฉพาะ

การควบคุมมอเตอร์สำหรับผู้บริโภคและการพาณิชย์

เครื่องใช้ในครัวเรือน (เครื่องซักผ้า, พัดลม HVAC, คอมเพรสเซอร์ตู้เย็น)

เครื่องมือไฟฟ้าพร้อมมอเตอร์ขับเคลื่อน

ตัวควบคุม HVAC เชิงพาณิชย์

หุ่นยนต์สำหรับใช้ที่ไม่ใช่อุตสาหกรรม

การผลิตที่ต้องส่งออก

หากคุณผลิต PCBA ควบคุมมอเตอร์สำหรับการจัดจำหน่ายทั่วโลก การบำรุงรักษาสายการผลิตที่มีสารตะกั่วและไร้สารตะกั่วแยกกัน จะทำให้เกิดความซับซ้อนของสินค้าคงคลังและความเสี่ยงด้านคุณภาพ การประมวลผลแบบไร้สารตะกั่วแบบครบวงจรเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริง

เมื่อคุณสามารถปรับตะกั่วบัดกรีได้ (ข้อยกเว้น)

การใช้งานบางอย่างเข้าข่ายได้รับการยกเว้น RoHS หรืออยู่นอกขอบเขตกฎระเบียบโดยสิ้นเชิง

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใต้ฝากระโปรงรถยนต์

ข้อยกเว้น 7(c)-I(ใช้ได้จนถึงปี 2026 เป็นอย่างน้อย) อนุญาตให้ใช้สารตะกั่วในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง โดยที่ทางเลือกที่ไร้สารตะกั่วขาดความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

ข้อมูลในโลกแห่งความเป็นจริงจากซัพพลายเออร์ระดับ Tier-1 แสดงให้เห็นว่า:


  • ข้อต่อไร้สารตะกั่วในชุดควบคุมเครื่องยนต์แสดงการเริ่มต้นการแตกร้าวเร็วขึ้นภายใต้วงจรความร้อน
  • การเกิดวิสเกอร์ของดีบุกบนผิวเคลือบดีบุกบริสุทธิ์ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการลัดวงจรใน ECU ที่ปิดสนิท
  • OEM ในอุตสาหกรรมยานยนต์หลายรายยังคงระบุตะกั่วบัดกรีสำหรับโมดูลที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย


การบินและอวกาศและการทหาร

ได้รับการยกเว้นอย่างสมบูรณ์ ไม่จำเป็นต้องใช้บัดกรีไร้สารตะกั่วสำหรับการใช้งานด้านการบิน การป้องกันประเทศ หรืออวกาศ ภาคส่วนเหล่านี้ยังคงใช้ Sn63/Pb37 ต่อไปโดยอิงจากข้อมูลความน่าเชื่อถือหลายทศวรรษ

มอเตอร์ขับเคลื่อนอุตสาหกรรม (ข้อกำหนดอายุการใช้งาน 10 ปีขึ้นไป)

เมื่อตัวควบคุมมอเตอร์ต้องทำงานเป็นเวลา 15 ปีขึ้นไปในโรงงานที่ไม่มีเครื่องปรับอากาศ (อุณหภูมิแวดล้อม -20°C ถึง +70°C) สารตะกั่วบัดกรียังคงเป็นตัวเลือกแบบอนุรักษ์นิยม ข้อมูลความล้าจากความร้อนในระยะยาวสำหรับสารไร้สารตะกั่วในสภาวะเหล่านี้ยังคงมีการพัฒนาอยู่

อุปกรณ์การแพทย์ (ไม่สามารถปลูกฝังได้)

มีข้อยกเว้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์จำนวนมากที่ความน่าเชื่อถือส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของผู้ป่วย

การซ่อมแซมและอะไหล่

PCBA ทดแทนสำหรับอุปกรณ์บัดกรีตะกั่วที่มีอยู่ควรใช้บัดกรีตะกั่วเพื่อรักษาความเข้ากันได้ทางโลหะกับข้อต่อและส่วนประกอบที่มีอยู่

ข้อควรพิจารณาองค์ประกอบที่สำคัญสำหรับ PCBA ควบคุมมอเตอร์

ไม่ใช่ทุกชิ้นส่วนที่ทนต่ออุณหภูมิการบัดกรีไร้สารตะกั่ว ห้าประเภทนี้ต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ

1. ส่วนประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิ

การไหลซ้ำแบบไร้สารตะกั่วจะมีอุณหภูมิสูงสุดที่ 245°C ถึง 260°C ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิของตะกั่วอย่างมากที่ 220°C ถึง 230°C

ประเภทส่วนประกอบ ความเสี่ยงจากการไร้สารตะกั่ว การบรรเทาผลกระทบ
ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า อิเล็กโทรไลต์ภายในเสียหาย ตรวจสอบพิกัดอุณหภูมิ 260°C
ไอซีที่ห่อหุ้มด้วยพลาสติก การแตกบรรจุภัณฑ์ (ป๊อปคอร์น) การอบล่วงหน้าตาม J-STD-020
ขั้วต่อพร้อมตัวเรือนพลาสติก บิดงอหรือละลาย ใช้ขั้วต่อเกรดอุณหภูมิสูง
เซ็นเซอร์ (ความดัน อุณหภูมิ) กะการปรับเทียบ ตรวจสอบงบประมาณการระบายความร้อน
FPGA/BGA ขนาดใหญ่ การบิดเบี้ยวของบอร์ด ตรวจสอบระนาบร่วมหลังจากการรีโฟลว์

2. ส่วนประกอบที่มีการเคลือบดีบุกบริสุทธิ์

ผิวเคลือบดีบุกบริสุทธิ์ (ทั่วไปในส่วนประกอบไร้สารตะกั่ว) สามารถเพิ่มหนวดที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งเป็นความเสี่ยงที่สำคัญสำหรับการควบคุมมอเตอร์ที่มีระยะห่างของส่วนประกอบที่แคบ

กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบ:

- ระบุ NiPdAu หรือการเคลือบดีบุก-บิสมัทแบบด้านแทนดีบุกบริสุทธิ์

- ใช้การเคลือบ Conformal บนข้อต่อบัดกรีทั้งหมด

- หลีกเลี่ยงดีบุกบริสุทธิ์บนส่วนประกอบในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูง

3. สินค้าคงคลังที่มีอยู่ของส่วนประกอบสารตะกั่ว

การใช้ส่วนประกอบตะกั่วบัดกรี (เช่น ตะกั่วชุบ SnPb) ในกระบวนการประกอบแบบไร้สารตะกั่วความไม่เข้ากันของกระบวนการ:

พื้นผิวของส่วนประกอบจะละลายที่ 183°C แต่การบัดกรีไร้สารตะกั่วต้องใช้อุณหภูมิ 245°C+

พื้นผิวของส่วนประกอบอาจออกซิไดซ์หรือละลายก่อนที่จะเกิดรอยต่อประสาน

ผลลัพธ์: ข้อต่อที่ไม่น่าเชื่อถือ ข้อบกพร่องของหมอนรองศีรษะ และความล้มเหลวในสนาม

กฎ:ใช้ส่วนประกอบที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับกระบวนการบัดกรีที่พวกเขาจะได้สัมผัส

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับ PCBA ควบคุมมอเตอร์ไร้สารตะกั่ว

หากจำเป็นต้องมีสารตะกั่ว แนวทางปฏิบัติเหล่านี้จะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือสูงสุด

การเลือกพื้นผิว PCB

เสร็จ ความเข้ากันได้แบบไร้สารตะกั่ว ค่าใช้จ่าย ดีที่สุดสำหรับ
อีนิก ยอดเยี่ยม สูง โมดูลภารกิจสำคัญ (ADAS, ความปลอดภัย)
แช่เงิน ดี ปานกลาง การควบคุมมอเตอร์ทั่วไป
สสส ดี ต่ำ ปริมาณมาก อายุการเก็บรักษาสั้น
HASL (ตะกั่ว) เข้ากันไม่ได้ ต่ำ หลีกเลี่ยงโดยสิ้นเชิงสำหรับสารตะกั่ว
HASL (ไร้สารตะกั่ว) ยอมรับได้ ปานกลาง คำนึงถึงต้นทุนและไม่สำคัญ

คำแนะนำ:ENIG ให้การเปียกที่ดีที่สุดและอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานที่สุดสำหรับการประกอบไร้สารตะกั่ว

การเพิ่มประสิทธิภาพโปรไฟล์ Reflow

โปรไฟล์การเรียงกลับแบบไร้สารตะกั่วที่ได้รับการปรับปรุงไม่ดีจะสร้างข้อต่อเย็น ช่องว่าง และ IMC ที่เปราะ

พารามิเตอร์ การตั้งเป้าหมาย
อัตราทางลาด (อุ่นเครื่อง) 1°C ถึง 2°C ต่อวินาที (หลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน)
แช่อุณหภูมิ 150°C ถึง 180°C เป็นเวลา 60-90 วินาที
เวลาเหนือของเหลว (TAL) 60 ถึง 90 วินาที
อุณหภูมิสูงสุด 245°C ถึง 260°C (ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบ)
อัตราการทำความเย็น ควบคุม 2°C ถึง 4°C ต่อวินาที (ไม่ดับเร็ว)

การลดแรงสั่นสะเทือนสำหรับข้อต่อไร้สารตะกั่ว

เมื่อพิจารณาจากความเหนียวในการสั่นสะเทือนที่ลดลงของสารตะกั่ว ให้ดำเนินการขั้นตอนเพิ่มเติมเหล่านี้:

1. การเติม / การห่อหุ้ม:เติมส่วนประกอบที่มีมวลสูง (ขั้วต่อ หม้อแปลง ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่) ลงในกรอบหุ้มด้วยซิลิโคนหรือยูรีเทน สิ่งนี้จะถ่ายโอนความเครียดจากแรงสั่นสะเทือนออกจากข้อต่อประสาน

2. ส่วนประกอบที่ติดด้วยกาว:ใช้กาวอีพอกซีหรือซิลิโคนใต้อุปกรณ์ยึดพื้นผิวขนาดใหญ่ (ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุอะลูมิเนียม)

3. ลดความสูงของการขัดแย้งของส่วนประกอบ:Tall components with long leads act as vibration levers. ระบุส่วนประกอบที่มีรายละเอียดต่ำหากเป็นไปได้

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ PCBA การควบคุมมอเตอร์

ด้านล่างนี้คือคำถามทางเทคนิคสามข้อจากนักออกแบบมอเตอร์ไดรฟ์และวิศวกรการผลิต

คำถามที่ 1: ฉันกำลังออกแบบตัวควบคุมมอเตอร์ของรถยนต์ไฟฟ้าสำหรับซัพพลายเออร์ยานยนต์ระดับ Tier-1 ฉันสามารถใช้บัดกรีไร้สารตะกั่วได้หรือไม่?

ตอบ:ใช่ แต่ด้วยการทดสอบคุณสมบัติที่สำคัญ ปัจจุบันซัพพลายเออร์ยานยนต์ระดับ Tier-1 ส่วนใหญ่ใช้สารบัดกรีไร้สารตะกั่วสำหรับการออกแบบใหม่ เนื่องจากยานพาหนะในตลาดสหภาพยุโรปจำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนด RoHS อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใต้ฝากระโปรงซึ่งข้อมูลความน่าเชื่อถือแบบไร้สารตะกั่วยังคงไม่สมบูรณ์

แผนคุณสมบัติของคุณจะต้องประกอบด้วย:

ทดสอบ มาตรฐาน ผ่านเกณฑ์
การปั่นจักรยานด้วยความร้อน -40°C ถึง +125°C, 2000 รอบ ไม่มีรอยแตกร้าวของข้อต่อ (IPC-9701)
การสั่นสะเทือน สุ่ม 6g ขั้นต่ำ 24 ชั่วโมง ไม่มีไฟฟ้าขัดข้อง
มัสสุดีบุก 85°C/85% RH, 3000 ชั่วโมง ไม่มีหนวด >50µm
การจัดเก็บที่อุณหภูมิสูง 150°C 1,000 ชั่วโมง ไม่มีการเจริญเติบโตมากเกินไปของ IMC >5µm

คำแนะนำการปฏิบัติ:OEM ในอุตสาหกรรมยานยนต์หลายรายยังคงระบุการบัดกรีแบบมีสารตะกั่วสำหรับ ECU ใต้ฝากระโปรง โดยใช้การยกเว้น RoHS ที่มีอยู่ พูดคุยกับลูกค้าของคุณก่อนที่จะตัดสินใจปลอดสารตะกั่ว หากจำเป็นต้องมีสารตะกั่ว ให้ระบุพื้นผิว ENIG และการเคลือบตามข้อกำหนดสำหรับส่วนประกอบทั้งหมด

คำถามที่ 2: มอเตอร์ขับเคลื่อนอุตสาหกรรมของฉันล้มเหลวหลังจากผ่านไป 18 เดือนด้วยข้อต่อบัดกรีที่ร้าวบน MOSFET กำลังหกตัว การประกอบใช้บัดกรีไร้สารตะกั่ว SAC305 เกิดอะไรขึ้น?

ตอบ:นี่คือความล้มเหลวเมื่อยล้าจากความร้อนแบบคลาสสิก นี่คือลำดับการวินิจฉัย:

ขั้นตอนที่ 1 - ตรวจสอบตำแหน่งของรอยแตก:ใต้กล้องจุลทรรศน์ ให้ดูส่วนต่อประสานระหว่างตะกั่ว MOSFET และเนื้อโลหะบัดกรี หากรอยแตกร้าวไปตามชั้นสารประกอบระหว่างโลหะ (IMC) แสดงว่า IMC มีความหนามากเกินไปในระหว่างการจัดเรียงใหม่

ขั้นตอนที่ 2 - ตรวจสอบโปรไฟล์การจัดเรียงของคุณ:สำหรับ SAC305 เวลาเหนือ liquidus (TAL) ควรอยู่ที่สูงสุด 60 ถึง 90 วินาที หาก TAL ของคุณเกิน 120 วินาที ความหนาของ IMC สามารถเกิน 10µm ได้ (โซนเปราะเริ่มต้นที่สูงกว่า 5µm)

ขั้นตอนที่ 3 - วัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นที่แผ่นระบาย MOSFET:ด้วยกล้องอินฟราเรด วัดอุณหภูมิของแผ่นเมื่อโหลดเต็ม หากเกิน 110°C เดลต้าการหมุนเวียนของความร้อน (ΔT) จะมีขนาดใหญ่เกินไป

ขั้นตอนที่ 4 - ตรวจสอบการติดตั้งแบบจุดเดียว:MOSFET พลังงานที่มีแผ่นระบายความร้อนขนาดใหญ่ (DPAK, D2PAK, TO-263) ที่ไม่มีจุดผ่านความร้อนหรือมีช่องว่างใต้แผ่นจะพบกับจุดร้อน เอ็กซ์เรย์ข้อต่อ—ช่องว่างมากกว่า 25% ของพื้นที่แผ่นเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้

วิธีแก้ไขที่แนะนำ (ตามลำดับความสำคัญ):

1. ลด ∆T:เพิ่มฮีทซิงค์หรือปรับปรุงการไหลเวียนของอากาศเพื่อให้แผ่น MOSFET มีอุณหภูมิต่ำกว่า 90°C ขณะโหลดเต็ม

2. เพิ่มจุดแวะระบายความร้อน:ใต้แผ่น MOSFET แต่ละแผ่น ให้วางอาร์เรย์ 0.3 มม. vias (เต็มและต่อยอด) เพื่อดึงความร้อนเข้าสู่ระนาบกราวด์ PCB

3. ใช้โลหะผสมเงินต่ำ:พิจารณา SAC105 (1% Ag) แทน SAC305 ปริมาณธาตุเงินที่ต่ำกว่าจะเพิ่มความเหนียวและความต้านทานความล้าจากความร้อนโดยมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าเล็กน้อย

4. หม้อ MOSFET:ใช้สารประกอบปลูกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบน MOSFET สิ่งนี้จะช่วยลดความเครียดจากการปั่นจักรยานเนื่องจากความร้อนและถ่ายเทความร้อน

คำถามที่ 3: ฉันต้องซ่อมแซม PCBA ควบคุมมอเตอร์ที่แต่เดิมใช้ตะกั่วบัดกรี ฉันสามารถใช้บัดกรีไร้สารตะกั่วในการซ่อมได้หรือไม่

ตอบ:ในทางเทคนิคแล้วใช่ แต่ไม่แนะนำ นี่คือเหตุผล:

ปัญหาที่ 1 - โลหะวิทยาผสม:โลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว (SAC305) เข้ากันได้ไม่ดีกับโลหะบัดกรีที่มีสารตะกั่วตกค้าง (Sn63/Pb37) โลหะผสมที่ได้จะมีจุดหลอมเหลวที่ไม่สามารถคาดเดาได้ (โดยทั่วไปคือ 190°C ถึง 210°C) และเกิดข้อต่อที่อ่อนแอและเป็นเม็ดเล็กมีแนวโน้มที่จะแตกร้าว

ปัญหาที่ 2 - ความขัดแย้งด้านอุณหภูมิ:To properly flow lead-free solder, you need a 370°C to 400°C soldering iron tip. อุณหภูมินี้สามารถ:

แยกแผ่น PCB ออกจากวัสดุพิมพ์ FR4

ทำให้ส่วนประกอบที่อยู่ติดกันเสียหาย (โดยเฉพาะตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า)

ละลายขั้วต่อพลาสติกที่อยู่ใกล้เคียง

โปรโตคอลการซ่อมที่แนะนำ:

สถานการณ์ แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด
การซ่อมแซมชุดประกอบตะกั่ว ใช้ตะกั่วบัดกรี (Sn63/Pb37) ในการซ่อมแซม ปริมาณเล็กน้อยได้รับการยกเว้นจาก RoHS เพื่อวัตถุประสงค์ในการซ่อมแซม
การเปลี่ยนส่วนประกอบเดียว ถอดลวดบัดกรีเก่าทั้งหมดออกให้หมด (โดยใช้ไส้ตะเกียงบัดกรีหรือเครื่องดูดบัดกรี) จากนั้นจึงบัดกรีใหม่ด้วยโลหะผสมชนิดเดิม
ไม่มีการเข้าถึงตะกั่วบัดกรี บัดกรีให้หมด ทำความสะอาดแผ่นให้ทั่ว ใช้ฟลักซ์ไร้สารตะกั่ว จากนั้นใช้บัดกรีไร้สารตะกั่ว ปลายเตารีดที่อุณหภูมิสูงสุด 370°C
การทำงานซ้ำขนาดใหญ่ ปฏิเสธคณะกรรมการ การผสมโลหะผสมทำให้เกิดประสิทธิภาพในสนามที่ไม่น่าเชื่อถือ

หากคุณต้องใช้ไร้สารตะกั่วบนกระดานตะกั่ว:กำจัดบัดกรีที่มีอยู่ 100% ออกจากพื้นที่ซ่อมแซมโดยใช้เครื่องกำจัดบัดกรีแบบสุญญากาศ ตรวจสอบภายใต้การขยาย—สารตะกั่วที่หลงเหลืออยู่จะปนเปื้อนข้อต่อใหม่ จากนั้นดำเนินการบัดกรีไร้สารตะกั่วที่อุณหภูมิ 370°C โดยใช้ฟลักซ์แบบแอคทีฟ

เมทริกซ์การตัดสินใจ: มีสารตะกั่วและไร้สารตะกั่วสำหรับ PCBA ควบคุมมอเตอร์

ใช้ตารางนี้เพื่อเป็นแนวทางในการเลือกการบัดกรีของคุณ

หากคำตอบของคุณคือใช่ในแถวใดๆ... ...จากนั้นเลือกบัดกรีนี้
ขายผลิตภัณฑ์ให้กับสหภาพยุโรป จีน เกาหลี หรือตลาด RoHS ที่คล้ายกัน ไร้สารตะกั่ว
สินค้าเป็นเกรดผู้บริโภคหรือเชิงพาณิชย์ ไร้สารตะกั่ว
ผลิตภัณฑ์นี้เป็นผลิตภัณฑ์ใต้ฝากระโปรงรถยนต์ซึ่งมีอายุการใช้งานที่คาดหวัง <5 ปี ไร้สารตะกั่วพร้อมคุณสมบัติ
ผลิตภัณฑ์ต้องมีอายุการใช้งาน 10 ปีขึ้นไปในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนสูง สารตะกั่ว (หากได้รับการยกเว้น)
ผลิตภัณฑ์ทำงานในอุณหภูมิ -40°C ถึง +125°C โดยมีรอบการให้ความร้อนทุกวัน ตะกั่ว (เส้นทางยกเว้น)
ผลิตภัณฑ์มีความสำคัญต่อความปลอดภัยด้านการบินและอวกาศ การทหาร หรือทางการแพทย์ ตะกั่ว (มีข้อยกเว้น)
คุณกำลังซ่อมแซมชุดประกอบตะกั่วบัดกรีที่มีอยู่ ตะกั่ว (ใช้โลหะผสมเดิม)
คุณมีสินค้าคงคลังของส่วนประกอบตะกั่วบัดกรีอยู่แล้ว ตะกั่ว (ความเข้ากันได้ของกระบวนการ)

การบัดกรีแบบไร้สารตะกั่วเป็นสิ่งจำเป็นตามกฎหมายสำหรับ PCBA ควบคุมมอเตอร์ส่วนใหญ่ที่จัดส่งไปยังตลาดที่มีการควบคุม อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของวัสดุของโลหะผสมไร้สารตะกั่ว ได้แก่ ความเปราะที่สูงกว่า การสร้าง IMC ที่หนาขึ้น ความเสี่ยงจากการเกิดวิสเกอร์ดีบุก ทำให้เกิดข้อกังวลด้านความน่าเชื่อถืออย่างแท้จริงในการใช้งานที่มีการสั่นสะเทือนสูงและหมุนเวียนความร้อนสูง

สำหรับการใช้งานบังคับไร้สารตะกั่ว:

ใช้พื้นผิว ENIG เพื่อให้เปียกได้ดีที่สุด

ควบคุมโปรไฟล์การรีโฟลว์อย่างระมัดระวัง (TAL 60-90 วินาที สูงสุด 245-260°C)

เพิ่มวัสดุปลูกหรือกาวสำหรับส่วนประกอบที่มีมวลสูง

ใช้การเคลือบแบบ Conformal เพื่อลดการเกิดหนวดเครา

สำหรับการสมัครที่เข้าเกณฑ์ได้รับการยกเว้น (ยานยนต์ภายใต้ประทุน อุตสาหกรรมอายุ 10 ปีขึ้นไป การบินและอวกาศ การแพทย์):

- สารตะกั่วบัดกรี (Sn63/Pb37) ยังคงมาตรฐานทองคำที่เชื่อถือได้

- การผสมผสานระหว่างความเหนียว ความต้านทานการสั่นสะเทือน และข้อมูลภาคสนามหลายทศวรรษเป็นเรื่องยากที่จะเปลี่ยน

สำหรับการซ่อมแซม:จับคู่โลหะผสมบัดกรีดั้งเดิม โลหะวิทยาผสมทำให้เกิดข้อต่อที่คาดเดาไม่ได้และไม่น่าเชื่อถือ

การตัดสินใจครั้งนี้จะสร้างความสมดุลระหว่างการปฏิบัติตามกฎระเบียบกับความน่าเชื่อถือของภาคสนาม สำหรับผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคที่มีอายุการใช้งาน 3-5 ปี ผลิตภัณฑ์ที่ปราศจากสารตะกั่วจะมีความสมบูรณ์และเชื่อถือได้ สำหรับการควบคุมมอเตอร์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานหรือมีความปลอดภัยสูง ให้ดำเนินการตามข้อยกเว้นและใช้ตะกั่วบัดกรี


แท็กยอดนิยม: PCBA ควบคุมมอเตอร์, จีน, ผู้ผลิต, ซัพพลายเออร์, โรงงาน, ปรับแต่ง, ราคาถูก, คุณภาพ, ขั้นสูง, CE, รับประกัน 1 ปี, ราคา
หมวดหมู่ที่เกี่ยวข้อง
ส่งคำถาม
โปรดส่งคำถามของคุณในแบบฟอร์มด้านล่าง เราจะตอบกลับคุณภายใน 24 ชั่วโมง
X
เราใช้คุกกี้เพื่อมอบประสบการณ์การท่องเว็บที่ดีขึ้น วิเคราะห์การเข้าชมไซต์ และปรับแต่งเนื้อหาในแบบของคุณ การใช้ไซต์นี้แสดงว่าคุณยอมรับการใช้คุกกี้ของเรา นโยบายความเป็นส่วนตัว
ปฏิเสธ ยอมรับ