Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PLC Fatek
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wpływ pozostałości topnika na pracę układu elektronicznego...

ghost666 16 Paź 2013 12:39 6663 15
  • Podczas badania nie działającego lub kiepsko działającego układu inżynierowie często przeprowadzają różne symulacji i inne analizy, w których układ modelowany jest na podstawie schematu ideowego. A jeśli metody te nie pomagają w rozwiązaniu problemów nawet najlepszy inżynier elektronik może pozostać na polu walki sam, sfrustrowany i skonfundowany. Autor niniejszego artykułu, Ian Williams, czuł ten ból wielokrotnie sam. Aby ułatwić wyjście innym z tego ślepego zaułka w poniższym artykule przedstawia jedną, niezwykle istotną zasadę - utrzymuj czystość!

    Co to oznacza w przypadku elektroniki? Cóż - niektóre materiały używane podczas składania obwodu drukowanego lub jego modyfikacji mogą mieć bardzo istotny wpływ na pracę urządzenia, jeśli pozostaną na płytce drukowanej po skończonej pracy. Jednym z najczęściej obecnych zanieczyszczeń na PCB jest topnik używany podczas lutowania elementów. Poniższe zdjęcie pokazuje jak wygląda płytka drukowana po montażu; widoczna jest nadmiarowa ilość topnika która pokryła druk.

    Wpływ pozostałości topnika na pracę układu elektronicznego...


    Topnik jest używany podczas lutowania komponentów na PCB - pomaga on w rozprowadzaniu spoiwa etc. Niefortunnie jednak, jeśli nie jest on usunięty z powierzchni płytki drukowanej po lutowaniu może mieć poważny wpływ na właściwości izolacyjne PCB, co może mieć tragiczny wpływ na działanie układu.

    Wpływ pozostałości topnika na pracę układu elektronicznego...


    Powyższy schemat ilustruje urządzenie, które wykorzystamy do pokazania efektów pozostałości topnika na PCB na działanie układu. Jest to zbalansowany mostek Wheatstona, pobudzany napięciem odniesienia 2,5 V, który symuluje mostek z sensorem o wysokiej impedancji. Wyjścia różnicowe mostka VIN+ oraz VIN- podłączone są do układu INA333 z wzmocnieniem ustawionym na 101 V/V. W idealnym przypadku VIN+ - VIN- = 0 V, gdyż mostek jest zbalansowany. Jednakże zanieczyszczenia wynikające z obecności topnika na płytce powodują pewien zauważalny dryft napięcia różnicowego mostka w funkcji czasu.

    W przeprowadzonym eksperymencie próbkowaliśmy symultanicznie VIN- oraz VOUT przez godzinę w układach z różnym poziomem czyszczenia płytki drukowanej po lutowaniu:





    * bez czyszczenia
    * czyszczenie manualne i suszenie w powietrzu
    * myjka ultradźwiękowa, suszenie w powietrzu i wygrzewanie układu

    Wpływ pozostałości topnika na pracę układu elektronicznego...
    Wpływ pozostałości topnika na pracę układu elektronicznego...


    Jak widać na powyższym wykresie zanieczyszczenie topnikiem ma drastyczny wpływ na działanie układu i napięcie wyjściowe z naszego sensora. Płytki, które nie były czyszczone, albo były czyszczone manualnie nigdy nie dochodzą na oczekiwanego napięcia wyjściowego wynoszącego około Vref/2, nawet po godzinie pracy. Co więcej płytka bez czyszczenia wykazuje wzmożoną czułość na szumy. Po wyczyszczeniu tych płytek w myjce ultradźwiękowej i pozwoleniu na pełne wyschnięcie sensor działał w pełni poprawnie, a wyjście było ekstremalnie stabilne.

    Obserwując napięcie wyjściowe z układu INA333 widzimy degradację parametrów układu przy niepoprawnym czyszczeniu. Płytka, która nie była w ogóle wyczyszczona wykazuje duży błąd DC, bardzo długi czas stabilizacji wyjścia oraz zwiększoną czułość na szumy. Płytka wyczyszczona manualnie wykazuje dziwne zachowanie i szum o bardzo niskiej częstotliwości. Udało się namierzyć źródło tego szumu - wynika ono z cyklu pracy wentylacji w pomieszczeniu, gdzie testowano układ. Zgodnie z założeniami płytka poprawnie wyczyszczona wykazuje dokładnie takie parametry jakich się oczekuje od tego układu.

    Podsumowując można łatwo zauważyć, że niepoprawnie wyczyszczona płyta drukowana w poważny sposób wpływa na działanie układu. Trzeba pamiętać że poprawne czyszczenie płytki, najlepiej w myjce ultradźwiękowej lub podobnym urządzeniu. Po wysuszeniu płytki sprężonym powietrzem należy wygrzać ją aby usunąć pozostałości rozpuszczalników. Zazwyczaj w tym celu wygrzewa się płytkę drukowaną przez 10 minut w temperaturze 70°C.

    Ta prosta porada "utrzymuj czystość" powinna wyraźnie pomóc oszczędzić czas spędzony przy uruchamianiu układów elektronicznych które pozornie nie działają.
    Źródła:
    http://e2e.ti.com/blogs_/b/precisiondesignshu...hive/2013/09/23/why-should-i-give-a-flux.aspx


    Fajne!
  • Semicon
  • #2 17 Paź 2013 07:48
    SIEKIERA_666
    Poziom 21  

    Witam
    A jak się mają do tego płytki świadomie pokryte topnikiem czyli kalafonią ...?
    Chyba że mowa jest tylko o topnikach "płynnych".

    Pozdrawiam SIEKIER'a
    :twisted:

  • #3 17 Paź 2013 08:19
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Autor nie badał - niestety - kalafonii, korzystał z jakiegoś nowoczesnego topnika najpewniej. Teraz, szczególnie w przemyśle, się chyba nie korzysta z kalafonii.

    Ale słuszne pytanie i istotna uwaga - wiele osób zaleca pokrywanie płytek kalafonią, ciekawe jaki to ma wpływ na działanie układów.

  • #4 18 Paź 2013 21:05
    KaW
    Poziom 34  

    Automat dozuje na pola lutownicze pastę lutownicza .Następnie automat
    układa detale .Całość przesuwa się do stanowiska nagrzewania -topnik się topi-
    detale smd się "lutuja ".Takie rozpryski jak na obrazku to chyba zastosowana wadliwa pasta lutownicza.
    Ta metoda jaką opisałem -widziałem- dla płytek powszechnego użytku. Układy analogowo cyfrowe.

  • #5 18 Paź 2013 21:47
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    KaW napisał:
    Automat dozuje na pola lutownicze pastę lutownicza .Następnie automat
    układa detale .Całość przesuwa się do stanowiska nagrzewania -topnik się topi-
    detale smd się "lutuja ".Takie rozpryski jak na obrazku to chyba zastosowana wadliwa pasta lutownicza.
    Ta metoda jaką opisałem -widziałem- dla płytek powszechnego użytku. Układy analogowo cyfrowe.


    Układy prototypowe też tak lutujesz?

  • Semicon
  • #6 19 Paź 2013 11:07
    Demmo
    Poziom 16  

    Tytuł artykułu chyba jest mylący - bardziej sugeruje, że artykuł wyjaśnia działanie topnika, może z przykładami lutowania przegrzaną cyną, gdzie topnik już odparował i dla kontrastu poprawne lutowanie z topnikiem. Bardziej powinno być "A po co czyścić PCB po lutowaniu?!" ;)

    Problem oczywiście dotyczy głównie prototypowania, bo po montażu automatycznym płytki przychodzą czyste - jeśli nie, to zmień usługodawcę :) Zdarzyć się może, że po automacie ktoś robi ręcznie THT i nie wyczyści po sobie tych punktów, ale to też źle świadczy o usługodawcy, ewentualnie o nas, jeśli to nasza robota ;)

    Natomiast w prototypowaniu to chyba częsta przypadłość, bo coś polutujesz, testujesz, coś znów przelutowujesz... i raczej płytka nie jest na każdym etapie czyszczona ;)

  • #7 19 Paź 2013 16:54
    KaW
    Poziom 34  

    Artykuł dotyczy uczniów kier. " elektronik ".Pracownik zajmujący się prototypami nie robi takich błędów.

  • #8 24 Paź 2013 13:24
    janchar
    Poziom 12  

    SIEKIERA_666 napisał:
    Witam
    A jak się mają do tego płytki świadomie pokryte topnikiem czyli kalafonią ...?
    :twisted:


    Sama kalafonia może nie ma wpływu bezpośrednio po lutowaniu. Ale z biegiem czasu parametry zmieniają się. Sam się o tym przekonałem, gdy użyłem możliwie dużo kalafonii. Po kilku latach był problem. Jakież było moje zdziwienie, gdy układ znowu zaczął działać po zwykłym umyciu płytki w spirytusie.

    Ten artykuł jak najbardziej ma sens.

  • #9 30 Paź 2013 08:56
    Yaro126
    Poziom 20  

    Kiedyś zrobiłem wzmacniacz słuchawkowy, który polutowałem używając dużej ilości kalafonii, ku mojemu zdziwieniu nie chciał on działać zaraz po polutowaniu. Dopiero, gdy umyłem płytkę układ ruszył. Dzisiejsze topniki w żelu też potrafią nieźle namieszać. Warto czyścić płytki przed uruchomieniem.

  • #10 04 Gru 2013 23:27
    El_liero
    Poziom 24  

    to jak zaimpregnować płytkę aby nie było problemu?

  • #11 04 Gru 2013 23:32
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Po pierwsze - po co impregnować płytkę?

    Po drugie - są specjalne lakiery, jeśli już musisz.

  • #12 04 Gru 2013 23:37
    El_liero
    Poziom 24  

    Utlenianie miedzi. Przecież to oczywiste.

  • #13 04 Gru 2013 23:38
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Solder maska nie wystarczy?

  • #14 05 Gru 2013 13:43
    KaW
    Poziom 34  

    "Solder maska " służy tylko - /służyła / -do ochrony scieżek przy lutowaniu "falą".
    Niektóre wyroby są lutowane podczerwienią .Tak czy inaczej -pozostaje droga połączeniowa -po powierzchni solder maski -między ścieżkami i punktami połączeniowymi.
    Aby uniknąć takich przypadkowych połączeń pasożytniczych , stosuje się pokrywanie spodów płytek drukowanych lakierem specjalnym-odpornym na wilgoć .
    W praktyce -w poważnych wyrobach najczęściej stosuje się lakiery specjalne
    a w prostych wyrobach- lakier spirytusowy .Taki lakier daje się zmyć spirytusem denaturowanym -a po wymianie detalu -znowu można ją pokryc warstewką lakieru spirytusowego.

  • #15 07 Gru 2013 16:40
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Interesujące, choć nie wiem jakiego topnika autor użył (czy był to topnik no-clean?), że udało mu się uzyskać tak złe rezultaty, jeśli bym chciał uzyskać taki sam efekt dołączając rezystor równolegle do któregoś z rezystorów mostka było by to zaledwie 1,6MΩ, a biorąc pod uwagę że wszystkie rezystory są zalane topnikiem w podobnej ilości i obserwujemy tylko asymetrię, rezystancja topnika musiała by być kilkukrotnie mniejsza.

    Nie popadajmy w przesadę, w układach cyfrowych nawet tak zły topnik nie zaszkodzi (chyba że jest to topnik agresywny chemicznie, który powinien być zmywany), w układach analogowych pracujących z dużymi rezystancjami warto umyć, choć nigdy nie spotkałem upływności większych niż 1/10000 tego co tym artykule.

  • #16 13 Wrz 2014 06:50
    janchar
    Poziom 12  

    SIEKIERA_666 napisał:
    Witam
    A jak się mają do tego płytki świadomie pokryte topnikiem czyli kalafonią ...?
    :twisted:


    Sama kalafonia może nie ma wpływu bezpośrednio po lutowaniu. Ale z biegiem czasu parametry zmieniają się. Sam się o tym przekonałem, gdy użyłem możliwie dużo kalafonii. Po kilku latach był problem. Jakież było moje zdziwienie, gdy układ znowu zaczął działać po zwykłym umyciu płytki w spirytusie.

    Ten artykuł jak najbardziej ma sens.