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PCBブログ - fr 4-pcbバリスタの選択のポイントと原則

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fr 4-pcbバリスタの選択のポイントと原則

2023-02-27
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Author:iPCB

fr 4 pcb工業生産分野の環境保護意識はますます強くなっている。国内外の法規を制定し、有毒材料の使用を明確に制限した。そのため、汚染を回避し、従来の合金に取って代わることができる緑色半田の開発は、ろう付け業界が直面している重要な問題の1つとなっている。例えば、国内外の多くの研究者が鉛フリー半田とカドミウムフリー半田をすでに開発しているか、開発している。同時に、新開発のはんだ合金はコスト削減と性能向上の原則に従うべきである。例えば、チップ溶接に使用されるろう材合金は高強度と高信頼性の方向に発展しており、その発展原則は合金に貴金属が含まれておらず、その機械的財産はろう材と金基ろう材の間にある。


スズ/鉛半田の広範な応用はその優れた性能と安いコストとは切り離せない。Pb系半田は通常軟質であり、チップと基板との間の熱膨張不整合による機械的歪みを吸収することができる。しかし、機械的応力が連続的に繰り返される(熱サイクルを加える)と、充填金属の粒界に歪蓄積が発生し、マイクロクラックを引き起こし、熱抵抗の増加を招き、最終的に疲労損傷を招く。また、鉛とその化合物が人体内にある程度蓄積されると、発癌作用が生じる。Snは種々の金属と金属間化合物を形成しやすく、低融点を有するため、充填金属基板としてよく用いられる。Sn系半田の濡れ性はPb系半田より優れている。同時に、PbはSn基半田の抗酸化性を高め、Sn基半田の融点を下げることができる。

fr 4プリント配線板

そのため、SMTの高信頼性半田の基体は主にSnとPb合金である。現在、チップ用の主な半田はSn/Pb系材料である。しかし、現在、電子製品は小型化、高密度、高性能の方向に向かって発展しており、溶接点のサイズはますます小さくなっているが、その受ける熱、電気、機械負荷はますます高くなっており、これには溶接材料に優れた疲労抵抗とクリープ抵抗性能が要求されている。従来のスズ/鉛半田は耐クリープ性エネルギーが悪く、使用要求を満たすことができなかった。他の分野では、自動車工業の複合半田への需要、セラミックスと金属ろう付けの非晶質半田への需要、および感熱性電子部品の半田の低融点への需要など、半田合金の財産にも絶えず要求されている。そのため、理想的な性能とコストを有する緑色はんだ合金の開発が研究の焦点となっている。


1.酸化亜鉛バリスタの応用原理

バリスタは電圧制限保護装置である。バリスタの非線形特性を利用して、バリスタの両極間に過電圧が発生した場合、バリスタは電圧を相対的に固定された電圧値にクランプすることができ、それによって後続回路の保護を実現し、PCBA板に一定の自己保護能力を持たせることができる。バリスタの主なパラメータは以下を含む:バリスタ電圧、電流容量、接合容量、応答時間など。バリスタの応答時間はnsで、空気放電管より速く、TVS管より少し遅い。一般に、電子回路の過電圧保護のためのバリスタの応答速度は、要件を満たすことができる。バリスタの接合容量は通常数百~数千pFのオーダーである。多くの場合、高周波信号線の保護に直接適用するのには適していない。これを交流回路の保護に応用する場合、その接合容量が大きいため、リーク電流が増加するため、保護回路を設計する際には十分な考慮が必要である。バリスタの流量は大きいが、ガス放電管の流量より小さい。バリスタは、保護された電気機器または部品と並列に使用されます。電気回路に雷過電圧または過渡動作過電圧Vsが発生すると、バリスタと保護された装置と部品は同時にVsを受ける。バリスタの応答速度が速いため、ナノ秒時間内に迅速に優れた非線形導電特性を示す。このとき、バリスタの両端の電圧は急速に低下し、Vsをはるかに下回るため、被保護デバイスと部品上の実際の耐電圧は過電圧Vsよりはるかに低くなり、デバイスと部品を過電圧から保護する。


2.酸化亜鉛バリスタのバリスタ電圧の選択

保護された電源電圧に基づいて、指定された電流における抵抗器の電圧V 1 mAを選択する。一般的な選択の原則は、

直流回路について:V 1 mA 226¥2.0 VDC

交流回路に対して:V 1 mAマスク¥2.2 V有効値

特に、バリスタ電圧の選択基準は電源電圧より高くなければならないことを指摘した。デバイスを保護することができると同時に、できるだけ高電圧のバリスタを選択しなければならない。これにより、デバイスを保護するだけでなく、バリスタの寿命を高めることができる。例えば、被保護装置の耐圧はVdc=550 Vdcであり、装置の動作電圧はV=300 Vdcであるため、電圧が470 Vのバリスタを選択すべきである。バリスタの電圧範囲は(423-517)であり、バリスタの電圧負誤差は470-47=423 Vdcであり、装置の300 Vac給電電圧より大きく、また、正の誤差は470+47=517 Vdcであり、デバイスの550 Vdcの耐圧よりも小さい。次の点にも注意する必要があります。

1)電圧変動時に連続動作電圧が許容値を超えないことを確保しなければならず、そうでなければバリスタの使用寿命を短縮することができる、

2)電源線と接地との間にバリスタを使用する場合、接地不良により線路と接地との間の電圧が上昇することがあるため、通常は線路間で使用するバリスタよりも公称電圧が高いものを使用する。


3.流量の選択

通常、製品が提供する流量は、製品基準に基づいて与えられた波形、衝撃回数、ギャップ時間に基づいてパルス試験を行う際に製品が耐えられる電流値である。製品が耐えられる衝撃回数は、波形、振幅、ギャップ時間の関数である。電流波形振幅が50%減少すると、衝撃回数を2倍にすることができる。したがって、実際の用途では、バリスタが吸収するサージ電流は製品fr 4−pcbのフラックスよりも小さくなければならない。