Εισαγωγή
Κατά τη λειτουργία, οι ενσωματωμένες πλακέτες ελέγχου των οχημάτων σιδηροδρομικής μεταφοράς υπόκεινται σε συνεχείς κραδασμούς χαμηλής-συχνότητας και ξαφνικούς κραδασμούς υψηλής-επιτάχυνσης. Κάτω από αυτές τις συνθήκες υψηλών-δονήσεων, η πιο κρίσιμη απειλή που αντιμετωπίζει η κατασκευή PCBA είναι η εύθραυστη θραύση των συνδέσμων συγκόλλησης. Αυτός ο τύπος θραύσης εμφανίζεται συνήθως στη διεπιφάνεια της διαμεταλλικής ένωσης (IMC) μεταξύ των αρμών συγκόλλησης χωρίς μόλυβδο-και των επιθεμάτων PCB. Χαρακτηρίζεται από ξαφνική έναρξη χωρίς προειδοποίηση και μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε διακοπές σήματος ή αστοχίες ελέγχου στα τρένα. Για να βελτιωθεί η διάρκεια κόπωσης από κραδασμούς των βασικών πλακών σιδηροδρομικής μεταφοράς, η θεμελιώδης λύση έγκειται στη βελτιστοποίηση της σύνθεσης του κράματος συγκόλλησης από μικρο-μεταλλουργική άποψη.
Μηχανισμός εύθραυστου κατάγματος υπό τάσεις δόνησης: Συγκέντρωση τάσεων στο στρώμα IMC
Κατά τη διάρκεια τουεπανακυκλοφορία συγκόλλησηςστο στάδιο της κατασκευής PCBA, ο κασσίτερος στη συμβατική συγκόλληση χωρίς μόλυβδο-αντιδρά με τον χαλκό στην επιφάνεια του PCB, σχηματίζοντας αναπόφευκτα ένα στρώμα διαμεταλλικών ενώσεων (IMC). Αν και αυτή η ευτηκτική δομή χρησιμεύει ως δεσμός για μια ισχυρή μηχανική σύνδεση, είναι εγγενώς ένα εύθραυστο υλικό. Κατά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού σιδηροδρομικής μεταφοράς, σύνθετες εναλλασσόμενες μηχανικές καταπονήσεις ενεργούν συνεχώς στα εξαρτήματα και στο υπόστρωμα. Λόγω σημαντικών διαφορών στους συντελεστές θερμικής διαστολής (CTE) και ελαστικών συντελεστών μεταξύ του υποστρώματος PCB (FR-4) και των κεραμικών εξαρτημάτων ή των τσιπς πυριτίου, οι τάσεις μηχανικής παραμόρφωσης που δημιουργούνται από τους κραδασμούς συγκεντρώνονται σε μεγάλο βαθμό στη διεπαφή IMC, η οποία έχει μόνο λίγα μικρόμετρα πάχους. Όταν η συσσωρευμένη διατμητική τάση υπερβαίνει την αντοχή του δεσμού στα όρια των κόκκων, οι ρωγμές ξεκινούν γρήγορα και διαδίδονται πλευρικά εντός του IMC ή στη διεπαφή του με το χάλκινο επίθεμα, προκαλώντας στιγμιαία εύθραυστη αποκόλληση της ένωσης συγκόλλησης.
Προσθήκη ιχνοποσοτήτων βισμούθιου και αντιμονίου: ενίσχυση της μήτρας κασσίτερου και εξευγενισμός της δομής των κόκκων
Για την εξουδετέρωση των μηχανικών κραδασμών υψηλής-έντασης, η βελτίωση της μικροδομής του κράματος συγκόλλησης και η επιβράδυνση του ρυθμού διάδοσης των ρωγμών είναι οι πρωταρχικοί στόχοι για τη βελτιστοποίηση της σύνθεσης του κράματος. Στην επιφανειακή-κατασκευή-μητρικών πλακών υψηλής ισχύος για σιδηροδρομικές μεταφορές, νέα κράματα υψηλής{4} αξιοπιστίας-με βάση τον παραδοσιακό κασσίτερο-άργυρο-χαλκό (SAC) αλλά εμποτισμένα με ίχνη βισμούθιου (S) και Stibium χρησιμοποιούνται πλέον ευρέως.{8}. Η ενσωμάτωση βισμούθιου επιτρέπει την ενίσχυση του στερεού διαλύματος, ενισχύοντας σημαντικά την αντοχή διαρροής της ίδιας της μήτρας συγκόλλησης. Εν τω μεταξύ, η προσθήκη αντιμονίου επιβραδύνει τον ρυθμό τραχύνσεως των κόκκων υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και καταπόνησης, διατηρώντας μια λεπτή μικροδομή-. Οι λεπτότεροι κόκκοι έχουν ως αποτέλεσμα μια σημαντική αύξηση του αριθμού των ορίων των κόκκων. Όταν τα κύματα κραδασμού διαδίδονται στον σύνδεσμο συγκόλλησης, αυτά τα πολυάριθμα όρια κόκκων διασκορπίζονται αποτελεσματικά και απορροφούν ενέργεια, αναγκάζοντας τις μικρορωγμές να αλλάζουν συνεχώς την κατεύθυνση διάδοσής τους και να επιμηκύνουν τη διαδρομή τους προς τη διείσδυση, επεκτείνοντας έτσι τη δυναμική διάρκεια κόπωσης της ένωσης συγκόλλησης κατά περισσότερο από 1,5 φορές.
Συνεργική επίδραση των ιχνοποσοτήτων νικελίου και κοβαλτίου: Τροποποίηση της μορφολογίας και του πάχους IMC
Κατά τον έλεγχο της αντοχής της κρυσταλλικής μήτρας, είναι απαραίτητο να "λεπτύνετε" άμεσα και να τροποποιήσετε τη μικροδομή του στρώματος IMC-του σημείου όπου εμφανίζεται το εύθραυστο κάταγμα. Με την εισαγωγή ιχνοποσοτήτων νικελίου (Ni) και κοβαλτίου (Co)-περίπου 0,05%-στο κράμα της πάστας συγκόλλησης, η κινητική ανάπτυξης των διαμεταλλικών ενώσεων διεπιφανείας κατά τη διαδικασία επαναροής μπορεί να αλλάξει σημαντικά. Το νικέλιο μπορεί να μετατοπίσει ένα τμήμα του χαλκού, μετατρέποντας το αρχικά χονδρό, ανεμιστήρα-και ανομοιόμορφα παχύ ευτηκτική στιβάδα σε μια πιο λεία, πυκνότερη και ομοιόμορφα παχιά σύνθετη κρυσταλλική δομή. Το κοβάλτιο, από την άλλη πλευρά, καταστέλλει αποτελεσματικά την ανεξέλεγκτη ανάπτυξη ενός εύθραυστου στρώματος κακής ποιότητας που προκαλείται από δευτερογενή διάχυση που προκαλείται από αυξήσεις θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της επακόλουθης μακροχρόνιας-υπηρεσίας του PCBA. Ο αυστηρός έλεγχος του συνολικού πάχους του στρώματος IMC μέσα σε ένα βέλτιστο εύρος μπορεί να μειώσει σημαντικά τη συγκέντρωση τάσεων στη διεπιφάνεια και να εξαλείψει τις συνθήκες που ευνοούν την εύθραυστη θραύση.
Σε συνδυασμό με τεχνολογία επεξεργασίας επιφανειών: Δημιουργία μεταλλουργικής διεπαφής που εξισορροπεί την ακαμψία και την ευελιξία
Τα πλεονεκτήματα της σύνθεσης συγκόλλησης πρέπει να ταιριάζουν απόλυτα, τόσο φυσικά όσο και χημικά, με το φινίρισμα της επιφάνειας των επιθεμάτων PCB για να επιτευχθεί η βέλτιστη αντοχή στους κραδασμούς. Για μητρικές μητρικές σιδηροδρομικής μεταφοράς υψηλής δόνησης, δεν συνιστώνται γενικά επιμεταλλωμένα φινιρίσματα επιφανειών από νικέλιο-χρυσού (ENIG)-που μπορούν εύκολα να προκαλέσουν φαινόμενα μαύρων μαξιλαριών και εύθραυστη θραύση-πλούσιων στρωμάτων φωσφόρου{{5}. Αντ' αυτού, προτιμάται το οργανικό συντηρητικό συγκόλλησης (OSP) ή το ηλεκτρονικό-ασήμι εμβάπτισης (Im-Ag). Η επεξεργασία επιφάνειας OSP επιτρέπει στη διαμορφωμένη συγκόλληση υψηλής απόδοσης να έρθει σε άμεση επαφή με γυμνό χαλκό, σχηματίζοντας ένα ευτηκτικό στρώμα καθαρού χαλκού-επανακυκλοφορία συγκόλλησηςκαι αποτρέποντας την παραμόρφωση του πλέγματος στη διεπαφή που προκαλείται από την εισαγωγή-ατόμων μετάλλων ακαθαρσιών τρίτων. Κάτω από αυτήν τη μεταλλουργική διεπαφή, σε συνδυασμό με κατάλληλο πάχος ομοιόμορφης επίστρωσης ή τοπικής υποπλήρωσης, σχηματίζεται ένας αμυντικός μηχανισμός που εξισορροπεί την ακαμψία και την ευελιξία-όπου η εξωτερική δομή ανακουφίζει από την πίεση και η εσωτερική μικροδομή απορροφά ενέργεια-εξουδετερώνοντας πλήρως την πιθανότητα εύθραυστου σπασίματος.
Η υπέρβαση του προβλήματος της εύθραυστης θραύσης της άρθρωσης συγκόλλησης υπό συνθήκες υψηλών-δονήσεων απαιτεί μια ολοκληρωμένη τεχνική προσέγγιση, που κυμαίνεται από τη λεπτή-ρύθμιση της μικροδομικής μεταλλουργικής σύνθεσης έως τη βελτιστοποίηση των μακροσκοπικών παραμέτρων διεργασίας.
Γρήγορες πληροφορίες για το NeoDen
- Ιδρύθηκε το 2010 με 200+ υπαλλήλους & 27,000+ τ.μ. εργοστάσιο ανεξάρτητων δικαιωμάτων ιδιοκτησίας, για τη διασφάλιση της τυπικής διαχείρισης και την επίτευξη των πιο οικονομικών αποτελεσμάτων καθώς και την εξοικονόμηση κόστους.
- Κατείχε το δικό του κέντρο μηχανικής κατεργασίας, ειδικευμένους μηχανικούς συναρμολόγησης, ελεγκτών και QC, για να εξασφαλίσει τις ισχυρές ικανότητες για την κατασκευή, την ποιότητα και την παράδοση μηχανών NeoDen.
- 40+ παγκόσμιοι συνεργάτες που καλύπτονται στην Ασία, την Ευρώπη, την Αμερική, την Ωκεανία και την Αφρική, για την επιτυχή εξυπηρέτηση 10000+ χρηστών σε όλο τον κόσμο, για να διασφαλιστεί η καλύτερη και ταχύτερη τοπική εξυπηρέτηση και η άμεση ανταπόκριση.
- 3 διαφορετικές ομάδες Ε&Α με συνολικά 25+ επαγγελματίες μηχανικούς Ε&Α, για να εξασφαλίσουν τις καλύτερες και πιο προηγμένες εξελίξεις και νέες καινοτομίες.
- Εξειδικευμένοι και επαγγελματίες αγγλικοί μηχανικοί υποστήριξης και σέρβις, για να εξασφαλίσουν την άμεση απόκριση εντός 8 ωρών, η λύση παρέχει εντός 24 ωρών.
- Ο μοναδικός μεταξύ όλων των Κινέζων κατασκευαστών που κατοχύρωσαν και ενέκριναν το CE από την TUV NORD.
- Το NeoDen παρέχει-μακροχρόνια τεχνική υποστήριξη και υπηρεσίες για όλα τα μηχανήματα NeoDen, επιπλέον, τακτικές ενημερώσεις λογισμικού με βάση τις εμπειρίες χρήσης και το πραγματικό καθημερινό αίτημα των τελικών χρηστών.