Nagyméretű felületszerelt kondenzátorok újraömlesztéses forrasztás közbeni mozgásának vizsgálata
Napjaink egyik legelterjedtebb forrasztási technológiája az újraömlesztéses forrasztás, mellyel legtöbbször felületszerelt alkatrészeket rögzítenek nyomtatott huzalozású lemezre. Jól ismert és nagy irodalommal rendelkezik a forrasztás közben az alkatrészre ható erők és az alkatrészek mozgásának leírása. A szakirodalomban részletesen tárgyalt kérdés a felületszerelt alkatrészek forrasztás közben fellépő hibáinak okai is. Különböző vizsgálatok bizonyítják, hogy nagyméretű alkatrészek esetén – pl. két kivezetéssel rendelkező felületszerelt (SMD – surface mounted device) kondenzátorok, nagyméretű FET-ek (térvezérlésű tranzisztor – field-effect transistor) – a kivezetések között a hőmérsékletkülönbség a forrasztás közben annyira jelentős is lehet a kivezetők távolsága miatt, hogy az egyik oldalon már megolvad a forraszanyag, míg az ellenkező oldalon még nem. Legrosszabb esetben, a két ellentétes oldalon eltérő mértékben fellépő erők miatt az alkatrészek elmozdulhatnak a beültetési pozícióból, és nyitott kötések is kialakulhatnak forrasztási hibaként. Az alkatrészek forrasztás közbeni mozgásának vizsgálatához elsőnek a forrasz alakjának, profiljának meghatározása szükséges, amely a szakirodalom szerint kissé körülményesen, illetve külön célszoftverekkel lehetséges.
Saját munkám eredményeképpen ismertetek egy új, a forraszprofil meghatározására szolgáló, különböző geometriai megfontolásokra alapozott analitikus módszert, mely lehetővé teszi a forrasztás közben fellépő erők egyszerű számítását. Ezen módszer felhasználásával vizsgálom egy nagyméretű felületszerelt kondenzátor (10 × 9 × 5.5 mm) forrasztás közbeni mozgását két peremfeltétel esetére is; miszerint az ellentétes oldalon, ahol a forrasz nem olvadt meg, a forraszpaszta reológiai tulajdonságait (frissen nyomtatott állapot), illetve a súrlódási tulajdonságait (kiszáradt állapot pl. gyártósor leállása miatt) veszem figyelembe a számításoknál. Végezetül, az eredmények alapján adok egy lehetséges megoldást is az alkatrészek forrasztás közben elmozdulásának csökkentésére. A téma aktualitása megkérdőjelezhetetlen, főleg a manapság az eMobility szellemében egyre jobban elterjedő elektromos járművek szempontjából. E területen exponenciálisan növekvő darabszámban gyártanak nagyméretű alkatrészek felhasználásával eszközöket, ezért a hibajelenségek minimalizálása rendkívül kritikus élet – és nem utolsó sorban vagyonvédelmi szempontból.
szerző
-
Szilágyi Richárd
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Krammer Olivér
egyetemi docens, Elektronikai Technológia Tanszék