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Leiterplatte Blog - Wichtige Punkte und Prinzipien der Auswahl fr4 PCB Varistor

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Wichtige Punkte und Prinzipien der Auswahl fr4 PCB Varistor

2023-02-27
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Author:iPCB

Das Bewusstsein für Umweltschutz im Bereich der industriellen Produktion von fr4-Leiterplatten wird immer stärker. In- und ausländische Vorschriften wurden formuliert, um den Einsatz giftiger Materialien eindeutig zu begrenzen. Daher ist die Entwicklung von grünem Lot, das Verschmutzung vermeiden und traditionelle Legierungen ersetzen kann, zu einem der wichtigen Probleme geworden, mit denen die Lötindustrie konfrontiert ist. Zum Beispiel haben viele Forscher im In- und Ausland an der Entwicklung von Blei-Freilöten und Cadmium-Freilöten gearbeitet oder arbeiten. Gleichzeitig sollte die neu entwickelte Lötlegierung dem Prinzip der Kostensenkung und Verbesserung der Leistung folgen. Zum Beispiel entwickelt sich die weiche Lotlegierung, die zum Chiplöten verwendet wird, in Richtung hoher Festigkeit und hoher Zuverlässigkeit, und ihr Entwicklungsprinzip ist, dass die Legierung keine Edelmetalle enthält, und ihre mechanischen Eigenschaften liegen zwischen weichem Lot und Gold-basiertem Lot.


Sn/Pb-Lot ist weit verbreitet, das von seiner ausgezeichneten Leistung und niedrigen Kosten untrennbar ist. Das Pb-basierte Lot ist im Allgemeinen weich und kann die mechanische Beanspruchung absorbieren, die durch die thermische Ausdehnungsverschiedenheit zwischen Chip und Substrat verursacht wird. Wird die mechanische Beanspruchung jedoch kontinuierlich wiederholt (plus thermischer Zyklus), tritt an der Korngrenze des Füllmetalls eine Dehnungsansammlung auf, was zu Mikrorissen führt, was zu einer Erhöhung des thermischen Widerstands und schließlich zu Ermüdungsschäden führt. Darüber hinaus werden Pb und seine Verbindungen krebserregende Wirkung haben, nachdem sie sich zu einem gewissen Grad im menschlichen Körper angesammelt haben. Sn wird oft als Füllmetallbasis verwendet, da es leicht ist, intermetallische Verbindungen mit verschiedenen Metallen zu bilden und einen niedrigen Schmelzpunkt hat. Die Benetzbarkeit von Lot auf Basis von Sn ist besser als die auf Basis von Pb. Gleichzeitig kann Pb die Oxidationsbeständigkeit von Sn-basiertem Lot verbessern und den Schmelzpunkt von Sn-basiertem Lot reduzieren.

fr4 PCB

Daher besteht die Matrix des hochzuverlässigen Lots für SMT hauptsächlich aus Sn- und Pb-Legierungen. Derzeit werden hauptsächlich für Späne Materialien auf Sn/Pb-Basis verwendet. Aber derzeit entwickeln sich elektronische Produkte in Richtung Miniaturisierung, hohe Dichte und hohe Leistung, und die Größe der Lötstelle wird immer kleiner, während die thermischen, elektrischen und mechanischen Belastungen, die es trägt, immer höher werden, was erfordert, dass das Lot ausgezeichnete Ermüdungs- und Kriechbeständigkeit aufweist. Die Kriechfestigkeit des traditionellen Sn/Pb-Lots ist schlecht, was die Verwendungsanforderungen nicht erfüllen kann. In anderen Bereichen gibt es auch konstante Anforderungen an die Eigenschaften von Lötlegierungen, wie der Bedarf an Verbundlöten in der Automobilindustrie, der Bedarf an amorphem Lot beim Löten von Keramik und Metallen und die Anforderung an niedrigen Schmelzpunkt von Lot in wärmeempfindlichen elektronischen Bauteilen. Daher ist die Entwicklung grüner Lötlegierungen mit optimaler Leistung und Kosten zu einem Forschungs-Hotspot geworden.


1. Anwendungsprinzip des Zinkoxidvaristors

Varistor ist eine Spannungsbegrenzungsvorrichtung. Unter Verwendung der nichtlinearen Eigenschaften des Varistors, wenn die Überspannung zwischen den beiden Polen des Varistors auftritt, kann der Varistor die Spannung auf einen relativ festen Spannungswert klemmen, wodurch der Schutz der nachfolgenden Schaltung realisiert wird und die PCBA-Platine eine bestimmte Selbstschutzfähigkeit hat. Die Hauptparameter des Varistors umfassen: Varistorspannung, Stromkapazität, Anschlusskapazität, Ansprechzeit usw. Die Ansprechzeit des Varistors ist ns, die schneller als das Luftentladungsrohr und etwas langsamer als das TVS-Rohr ist. Im Allgemeinen kann die Ansprechgeschwindigkeit des Varistors, der für den Überspannungsschutz elektronischer Schaltungen verwendet wird, die Anforderungen erfüllen. Die Anschlusskapazität des Varistors liegt im Allgemeinen in der Reihenfolge von Hunderten bis Tausenden von pF. In vielen Fällen ist es nicht geeignet, direkt auf den Schutz von hochfrequenten Signalleitungen angewendet zu werden. Wenn es auf den Schutz von Wechselstromkreisen angewendet wird, da seine Anschlusskapazität relativ groß ist und den Leckstrom erhöht, muss es bei der Auslegung der Schutzschaltung vollständig berücksichtigt werden. Die Durchflusskapazität des Varistors ist größer, aber kleiner als die des Gasentladungsrohrs. Der Varistor wird parallel zu den geschützten elektrischen Geräten oder Komponenten eingesetzt. Wenn Blitzüberspannung oder vorübergehender Betrieb Überspannung Vs in der Schaltung auftritt, tragen der Varistor und die geschützten Geräte und Komponenten gleichzeitig Vs. Aufgrund der schnellen Ansprechgeschwindigkeit des Varistors zeigt er schnell ausgezeichnete nichtlineare Leitfähigkeitseigenschaften in Nanosekundenzeit. Zu diesem Zeitpunkt sinkt die Spannung an beiden Enden des Varistors schnell, weit weniger als Vs, so dass die tatsächliche Widerstandsspannung an den geschützten Geräten und Komponenten weit niedriger ist als die Überspannung Vs, um die Ausrüstung und Komponenten vor dem Aufprall der Überspannung zu schützen.


2. Auswahl der Varistorspannung des Zinkoxidvaristors

Wählen Sie die Spannung V1mA unter dem angegebenen Strom des Varistors entsprechend der geschützten Versorgungsspannung. Die allgemeinen Auswahlgrundsätze sind:

Für Gleichstromkreis: V1mA â­¥ 2,0VDC

Für Wechselstromkreis: V1mA â­¥ 2,2V Effektivwert

Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass der Auswahlstandard der Varistorspannung höher als die Versorgungsspannung sein sollte. Während das Gerät geschützt werden kann, sollte der Varistor mit Hochspannung so weit wie möglich ausgewählt werden, was nicht nur das Gerät schützen kann, sondern auch die Lebensdauer des Varistors verbessern kann. Zum Beispiel ist die Widerstandsspannung des zu schützenden Geräts Vdc=550Vdc, und die Arbeitsspannung des Geräts ist V=300Vdc, also sollten wir den Varistor mit der Spannung von 470V auswählen, der Bereich der Spannung des Varistors ist (423-517), der negative Fehler der Spannung des Varistors ist 470-47=423Vdc, der größer als die Versorgungsspannung des Geräts von 300Vac ist, und der positive Fehler ist 470+47=517Vdc, der kleiner als die Widerstandsspannung des Geräts von 550Vdc ist. Ferner ist Folgendes zu beachten:

1) Es muss sichergestellt werden, dass die kontinuierliche Arbeitsspannung den zulässigen Wert nicht überschreitet, wenn die Spannung schwankt, andernfalls wird die Lebensdauer des Varistors verkürzt;

2) Wenn der Varistor zwischen der Stromleitung und der Masse verwendet wird, steigt manchmal die Spannung zwischen der Leitung und der Erde aufgrund schlechter Erdung an, so dass der Varistor mit höherer Nennspannung als der zwischen den Leitungen verwendete normalerweise verwendet wird.


3. Auswahl des Durchflusses

Im Allgemeinen ist die vom Produkt angegebene Durchflussrate der aktuelle Wert, dem das Produkt bei der Durchführung von Impulstests entsprechend der Wellenform, Schlagzeiten und Spaltzeit widerstehen kann, die durch den Produktstandard angegeben sind. Die Schlagzahl, der das Produkt widerstehen kann, ist eine Funktion von Wellenform, Amplitude und Lückenzeit. Wenn die aktuelle Wellenformamplitude um 50% reduziert wird, kann die Schlagzahl verdoppelt werden. Daher sollte in praktischen Anwendungen der vom Varistor absorbierte Überspannungsstrom kleiner sein als der Fluss des Produkts fr4 pcb.