TR2021013513T - Baskılı devre levhası ve elektronik cihaz - Google Patents

Abstract

Bir baskılı devre levhası (10) aşağıdakileri içerir: bir taban malzemesi (1), bir elektronik komponentin (5) lehimlendiği çok sayıda elektrot pedi (2), elektrot pedleri (2), taban malzemesinin (1) bir yüzeyi üzerinde oluşturulur, taban malzemesinin (1) yüzeyi üzerinde oluşturulmuş ve lehimleme sırasında erimiş lehimi (9) elektrot pedi (2) içerisine çekmek için elektrot pedlerinden (2) her birine bağlanmış bir erimiş lehim besleme çıkıntısı (3), ve taban malzemesinin (1) yüzeyi üzerinde oluşturulmuş ve erimiş lehimin (9) bir ayrılma anında elektrot pedlerinden (2) erimiş lehimin (9) ayrılmasına yardım etmek için elektrot pedlerinden (2) her birine bağlanmış bir erimiş lehim ayırma çıkıntısı (4), burada erimiş lehim besleme çıkıntısı (3), elektrot pedi (2) ve erimiş lehim ayırma çıkıntısı (4) aynı hizaya getirilir.

Description

TARIFNAME BASKILI DEVRE LEVHASI VE ELEKTRONIK CIHAZ Mevcut bUIUS, bir elektronik komponentin bir elektrotunun ayrica baskili devre Ievhasini içeren bir elektronik cihazla da ilgilidir.

Teknigin Bilinen Durumu Bir elektronik komponentin bir baskili devre Ievhasina lehimlenmesi için bir yöntem olarak, lehimlenecek bir hedef objenin erimis lehim içerisine daldirildigi bir püskürtme lehimleme yöntemi mevcuttur. Püskürtme lehimleme yönteminde, baskili devre levhasi üzerinde bir elektrot pedi veya bir elektronik komponentin bir elektrotu gibi bir lehim eklem kismi önceden akiyla uygulanir ve bundan sonra sicakligi yükseltmek için isitilir. Bu ise akiyi aktive eder ve sonra elektrotun yüzeyinden bir oksit kaplama uzaklastirilir, böylece lehim eklem kismi temiz bir durumda muhafaza edilebilir. Bundan sonra, baskili devre levhasi ve elektronik komponent bir erimis durumda püskürtme lehimle temas ettirilir. Erimis lehim ve lehim eklem kismi birbiriyle yeterince temas ettirildiginde ve lehim eklem kismindan erimis lehim stabil bir sekilde ayrildiginda, bir normal dolgu OIUSturulur ve dolayisiyla lehimleme tamamlanir.

Ancak, lehimleme sirasinda, lehim eklem kismi ve erimis lehim birbiriyle yeterince temas ettirilmezse, elektrot pedi üzerinde lehimin oIUSturulmadigi bir “tamamlanmamis lehim” problemi ortaya çikar.

Erimis lehimin lehim eklem kismindan ayrilma aninda, erimis lehim baskili devre levhasi üzerinde elektrot pedine veya elektronik komponentin elektrotuna geri çekildiginde erimis lehimin asiri uygulandigi ve dolayisiyla lehim eklem kismindan normal olarak ayrilmadigi bir “asiri lehim” problemi ortaya çikar.

Patent Literatürü l, üzerinde bir püskürtme lehimleme yönteminde tasinma yönünde baskili devre levhasinin arka ucunda konumlandirilmis son pedin bir tarafina baglanan bir lehim direnç pedinin temin edildigi bir baskili devre Ievhasini açiklamakta olup, bu bir taraf, lehimleme yönüne bakmaktadir. Patent Literatürü 1 içerisinde açiklanan baskili devre levhasi, püskürtme lehimleme sirasinda son ped üzerinde asiri lehim 0IUSumunu azaltabilir.

Alinti Listesi Patent Literatürü Patent Literatürü 1: Japon Patent Basvurusu Resmi Patent Kisa Açiklama Teknik Problem Patent Literatürü 1 içerisinde açiklanan baskili devre levhasi, lehimleme yönüne göre erimis lehimin beslenmesine yardim etmek için bir bölüme sahip degildir. Dolayisiyla, asiri lehim olusumu azaltilabilirken, tamamlanmamis lehim problemi muhtemelen ortaya çikabilir. Tamamlanmamis lehim problemi ortaya çikamasa dahi, tedarik edilecek erimis lehim miktari degisme egilimi gösterir. Bunun sonucunda, bir lehim eklem kismindaki dolgu sekli, elektrot pedleri arasinda farklilik gösterir. Dolayisiyla, içerisine baskili devre levhasinin dahil edildigi bir elektronik cihazin kullanimindan ötürü bir sicaklik degisimi veya tesisat ortamindan ötürü bir sicaklik degisimi gibi bir sicaklik çevrimi ortaya çiktiginda, bir isil gerilim, sadece, daha az bir lehim miktari içeren bir lehim eklem kismi üzerinde yogunlasir, ve bu da lehim eklem kisminin zamanindan önce yorulma isgörmezligine yol açar ve lehim eklem kisminin uzun süreli güvenilirligine zarar verir.

Mevcut bUIUS, yukaridaki problemleri çözmek için yapilmistir ve mevcut buIUSun bir amaci, üzerinde çok sayida elektrot pedinden her birine tedarik edilecek lehim miktarindaki degisikliklerin azaltildigi bir baskili devre levhasinin temin edilmesidir.

Problemin Çözümü Yukaridaki problemleri çözmek ve amaca erismek için, mevcut bulusa göre bir baskili devre levhasi asagidakileri içerir: bir taban malzemesi; ve bir elektronik komponentin lehimlendigi çok sayida elektrot pedi, elektrot pedleri, taban malzemesinin bir yüzeyi üzerinde oIUSturulur. Mevcut bulusa göre baskili devre levhasi asagidakileri içerir: taban malzemesinin yüzeyi üzerinde olusturulmUS ve Iehimleme sirasinda erimis lehimi elektrot pedi içerisine çekmek için elektrot pedlerinden her birine baglanmis bir erimis lehim besleme çikintisi; ve taban malzemesinin yüzeyi üzerinde OIUsturulmus ve erimis lehimin bir ayrilma aninda elektrot pedlerinden erimis lehimin ayrilmasina yardim etmek için elektrot pedlerinden her birine baglanmis bir erimis lehim ayirma çikintisi. Erimis lehim besleme çikintisi, elektrot pedi ve erimis lehim ayirma çikintisi ayni hizaya getirilir.

BuIUSun Avantajli Etkileri Mevcut bUIUSa göre baskili devre levhasi, çok sayida elektrot pedinden her birine tedarik edilecek lehim miktarindaki degisiklikleri azaltma etkisine sahiptir. Çizimlerin Kisa Tarifi SEKIL 1, mevcut bUIUSun bir birinci uygulama sekline göre bir baskili devre Ievhasinin bir üstten görünüsüdür.

SEKIL 2, birinci uygulama sekline göre baskili devre Ievhasinin, üzerine tesis edilmis bir çip seklinde elektronik komponentle birlikte bir üstten görünüsüdür.

SEKIL 3, bir elektronik komponentin baskili devre levhasina SEKIL 4, birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasinin bir birinci modifikasyonunu gösteren bir diyagramdir.

SEKIL 5, birinci uygulama sekline göre baskili devre Ievhasinin bir ikinci modifikasyonunu gösteren bir diyagramdir.

SEKIL 6, birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasinin bir üçüncü modifikasyonunu gösteren bir diyagramdir.

SEKIL 7, birinci uygulama sekline göre baskili devre Ievhasinin bir dördüncü modifikasyonunu gösteren bir diyagramdir.

SEKIL 8, birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasini kullanan bir elektronik cihazin bir konfigürasyonunu gösteren bir diyagramdir.

Uygulama Sekillerinin Tarifi Mevcut buIUsun uygulama sekillerine göre bir baskili devre levhasi ve bir elektronik cihaz ekli çizimlere atifta bulunularak detayli sekilde tarif edilecektir. Mevcut bulus, uygulama sekilleriyle sinirli degildir.

Birinci uygulama sekli SEKIL 1, bu buluSun bir birinci uygulama sekline göre bir baskili devre levhasinin bir üstten görünüsüdür. SEKIL 2, birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasinin, üzerine tesis edilmis bir çip seklinde elektronik komponentle birlikte bir üstten görünüsüdür.

SEKIL 3, bir elektronik komponentin baskili devre levhasina levhasinin bir yandan görünüsüdür. Bir baskili devre levhasinin (10) yüzeyi üzerinde, kendileriyle bir çip seklinde elektronik komponentin (5) elektrotlarinin (Sal lehimleme yoluyla birlestirildigi elektrot pedleri (2) temin edilir. Baskili devre levhasinin (10) bir taban malzemesi (1) bir yalitim malzemesinden yapilir. Baskili devre levhasinin (10) taban malzemesi (1) olarak epoksi reçineyle, poliimid reçineyle veya fenolik reçineyle emprenye edilmis cam dokuma kumasin, cam dokumasiz kumasin veya kagidin bir taban malzemesi örnek olarak verilebilir.

Bununla birlikte, taban malzemesi (ll bununla sinirli degildir. Ayrica, bir lehimleme yönünde elektrot pedlerinin (2] ön tarafi üzerinde, elektrot pedlerinin (2) içerisine bir püskürtme durumunda erimis Iehimi (9) çekmek için erimis lehim besleme çikintilari (3) da OIUsturulur.

Lehimleme yönü, püskürtme lehimleme yürütüldügünde, baskili devre levhasinin (10) bir tasinma yönüne atfeder. Lehimleme yönü SEKIL 1*de okla gösterilir. Bunun tersine, lehimleme yönünde elektrot pedlerinin (2) arka tarafi üzerinde, elektrot pedlerinden (2) erimis lehimin (9] ayrilmasina yardim etmek için tasarlanmak üzere erimis lehim ayirma çikintilari (4) 0IUSturqur. Erimis lehim (9) malzemesi olarak, kütle yüzdesi %3 olan gümüs, kütle yüzdesi %05 olan bakir Içeren ve geriye kalan kütle yüzdesini kaçinilmaz kirliliklerle birlikte kalayin olusturdugu lehim alasimini (Sn-3Ag-O.5Cu) kullanmak mümkündür. Ancak, erimis lehim (9) malzemesi bununla sinirli degildir. Erimis lehim (9) malzemesi olarak Sn-Cu esasli lehim, Sb-Bi esasli lehim, Sb-In esasli lehim, Sn-Sb esasli lehim veya Sn-Pb esasli Kendileriyle çip seklinde elektronik komponentin (5) her iki elektrotunun birlestirildigi bir çift elektrot pedi (2] üzerinde, erimis lehim besleme çikintilarinin (3) sivri uç bölümleri (3al, birbirinden en kisa mesafeye sahip olacak sekilde konumlandirilir.

Kendileriyle çip seklinde elektronik komponentin (5) her iki elektrotunun birlestirildigi bir çift elektrot pedi (2) üzerinde, erimis lehim ayirma çikintilarinin (4) sivri uç bölümleri (4al, birbirinden en kisa mesafeye sahip olacak sekilde konumlandirilir.

Onceden akiyla uygulanmis bir levha, bir püskürtme durumunda erimis lehimle (9) bir lehim eklem kismi temas ettirilerej lehimlemeyi yürütmek için bir püskürtme Iehimleme tertibati (7) tarafindan baskili devre levhasi (10) üzerindeki elektrot pedleri (2] ve elektronik komponentin (5) elektrotlari (Sa) gibi bir lehim eklem kismi, erimis lehim (9) içerisine daldirilir. Bu püskürtme Iehimleme yönteminde, asagidakilerden ötürü Iehimlenecek bir hedef olan elektronik komponentin (5) etrafinda bir erimis lehim temassizlik bölgesi (6) mevcuttur: bir buharlastirilmis aki gaz komponenti; püskürtme lehimle temas etme aninda yutulan hava kabarciklari; elektronik komponentin (5) elektrotlarin (Sa) haricinde, Iehimle birlesmeyen bir kismi; ve diger faktörler. Erimis lehim temassizlik bölgesinin (6) varligi, tamamlanmamis lehimin nedenidir. Bu demektir ki, erimis lehim temassizlik bölgesi (6) elektronik komponentin (5) etrafinda mevcuttur, bu da baskili devre levhasi (10) üzerinde elektrot pedlerine (2) erimis lehimin (9) yetersiz uygulanmasinin bir nedenidir.

Lehimleme yönünde birinci uygulama sekline göre baskili devre lehimin (9) çekilmesi için erimis lehim besleme çikintilari (3) temin edilir. Erimis lehim besleme çikintilarinin (3) sivri uç bölümleri (3a), erimis lehim temassizlik bölgesinin (6) dis kismina uzanirlar. Ilaveten, elektrot pedi (2) ve erimis lehim besleme çikintisi (3) ayni iletkenden oIUsturqur. Bu yapidan dolayi, püskürtme lehimleme sirasinda erimis lehim (9) baskili devre Ievhasiyla (10) temas ettiginde, erimis lehim besleme çikintilariyla (3) temas eden erimis lehim (9), elektrot pedleri (2) ve elektronik komponentin (5) elektrotlari (Sa) içerisine çekilebilir.

Dolayisiyla, birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasi (10) tamamlanmamis Iehimi önleyebilir.

Lehimleme yönünde baskili devre Ievhasinin (10) arka tarafi üzerinde, erimis lehimin (9) ayrilmasina yardim etmek için tasarlanmak üzere erimis lehim ayirma çikintilari (4) temin edilir. Erimis lehim ayirma çikintilarinin (4) sivri uç bölümleri (4a), erimis lehim temassizlik bölgesinin (6) dis kismina uzanirlar. Ilaveten, elektrot pedi (2) ve erimis lehim ayirma çikintisi (4) ayni iletkenden OIUsturulur.

Püskürtme lehimleme sirasinda erimis lehimin (9) ayrilma aninda, erimis lehim (9), erimis lehim ayirma çikintilarinin (4) sivri uç bölümlerinden (4a) ayrilir. Dolayisiyla, erimis lehim (9), baskili devre komponentin (5) elektrotlarina (Sa) geri çekilmez. Bu yüzden, baskili devre levhasi (10) üzerinde, erimis lehim (9) elektrot pedlerinin (2) herhangi birinden stabil bir sekilde ayrilabilir ve bunun sonucunda erimis lehimin (9) esit bir miktari elektrot pedlerine (2) tedarik edilir.

Bu konfigürasyondan dolayi, baskili devre levhasi (10) asiri Iehimi önleyebilir.

Birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasi (10), erimis lehim besleme çikintilariyla (3) ve erimis lehim ayirma çikintilariyla (4) birlikte temin edilir, böylece erimis lehimin (9) bir esit miktari, elektrot pedlerinden (2) her birine tedarik edilir ve dolayisiyla dolgu sekli stabilize edilebilir. Bu yüzden, içerisine dahil edilmis baskili devre ortaya çiksa dahi, baskili devre levhasi (10), lehim eklem kisminin uzun süreli güvenilirligini saglama etkisini halen elde edebilir.

Yukaridaki tariflerde, kendileriyle çip seklindeki elektronik komponentin (5) her iki elektrotunun birlestirildigi elektrot pedleri (2) çifti üzerinde, erimis lehim besleme çikintilarinin (3) sivri uç bölümleri (3a), birbirinden en kisa mesafeye sahip olacak sekilde konumlandirilir ve erimis lehim ayirma çikintilarinin (4) sivri uç bölümleri (4a), birbirinden en kisa mesafeye sahip olacak sekilde konumlandirilir.

Bununla birlikte, sivri uç bölümlerinin (3a) ve sivri uç bölümlerinin (4a) pozisyonlarinin degistirilmesine izin verilebilir. SEKIL 4, birinci uygulama sekline göre baskili devre Ievhasinin bir birinci modifikasyonunu gösteren bir diyagramdir. Birinci uygulama seklinin birinci modifikasyonuna göre baskili devre levhasi (10) üzerinde, sivri uç bölümleri (3a ve 4a), sirasiyla, elektrot pedinin (2) dört tarafindan SEKIL 5, birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasinin bir ikinci modifikasyonunu gösteren bir diyagramdir. Birinci uygulama seklinin ikinci modifikasyonuna göre baskili devre levhasi (10) üzerinde, sivri uç bölümleri (3a ve 4a), sirasiyla, elektrot pedinin (2) dört tarafindan lehimleme yönüne dik olan ikisinin merkezi kisminda konumlandirilir. SEKIL 6, birinci uygulama sekline göre baskili devre Birinci uygulama seklinin üçüncü modifikasyonuna göre baskili devre levhasi (10) üzerinde, sivri uç bölümü (3a), elektrot pedinin (2) dört tarafi arasindan lehimleme yönüne dik olan iki taraftan birinin merkezi kisminda konumlandirilir ve sivri uç bölümü (4a), iki taraftan digerinin en dis kenarinda konumlandirilir. SEKIL 7, birinci uygulama sekline göre baskili devre Ievhasinin bir dördüncü modifikasyonunu gösteren bir diyagramdir. Birinci uygulama seklinin dördüncü modifikasyonuna göre baskili devre levhasi (10) üzerinde, erimis lehim besleme çikintisi (3) ve erimis lehim ayirma çikintisi (4), sirasiyla, elektrot pedinin (2) dört tarafindan lehimleme yönüne dik olan ikisi üzerinde, iki tarafin merkezi kismi ve en iç kenari arasinda konumlandirilir.

Asagida tarif edilen k0sullar yerine getirildiginde, erimis lehim besleme çikintisinin (3) ve erimis lehim ayirma çikintisinin (4) elektrot pedi (2) üzerinde nerede temin edildiginden bagimsiz olarak, erimis lehim (9) elektrot pedleri (2) içerisine beslenebilir ve bunlardan ayrilabilir. Kosullara asagidakiler dahildir: erimis lehim besleme çikintisi (3) ve erimis lehim ayirma çikintisi (4), elektrot pediyle (2) ayni iletkenden 0IUSturulur; erimis lehim besleme çikintisinin (3) sivri uç bölümü (3a) ve erimis lehim ayirma çikintisinin (4) sivri uç bölümü (4a), erimis lehim temassizlik bölgesinin (6) dis kismina uzanirlar; ve erimis lehim besleme çikintisi (3), elektrot pedi (2) ve erimis lehim ayirma çikintisi (4) lehimleme yönünde ayni hizaya getirilir.

Bu demektir ki, erimis lehim besleme çikintisi (3) elektrot pedinin (2) bir tarafi üzerinde OIUSturuldugu ve erimis lehim ayirma çikintisi (4) diger tarafi üzerinde OlUStUI'LllClUgU, elektrot pedi (2) bu çikintilar arasinda adeta sandviçlendigi sürece, erimis lehim (9), elektrot pedleri (2) içerisine beslenebilir ve bunlardan ayrilabilir.

SEKIL 8, birinci uygulama sekline göre baskili devre levhasini kullanan bir elektronik cihazin konfigürasyonunu gösteren bir diyagramdir. Bir elektronik cihaz (100), üzerine çok sayida elektronik komponentin (5) bir baskili levha olarak islev gören bir elektronik devreyi OlUStUl'mal( için uygulandigi baskili devre levhasi (10) olarak konfigüre edilebilir.

Yukaridaki uygulama sekillerinde tarif edilen konfigürasyonlar sadece mevcut bUlUSun içeriginin örnekleridir. Konfigürasyonlar diger iyi bilinen tekniklerle kombine edilebilir ve konfigürasyonlarin her birinin bir kismi, mevcut bUlLlsLln özünden ayrilmaksizin hariç birakilabilir veya modifiye edilebilir.

Referans Isaretleri Listesi 1 Taban malzemesi 2 Elektrot pedi 3 Erimis lehim besleme çikintilari 3a (Erimis lehim besleme çikintilarinin) sivri uç bölümleri 4 Erimis lehim ayirma çikintilari 4a (Erimis lehim ayirma çikintilarininl sivri uç bölümleri Elektronik komponent Sa Elektrot 6 Erimis lehim temassizlik bölgesi 7 Püskürtme Iehimleme tertibati 9 Erimis lehim Baskili devre levhasi 100 Elektronik cihaz

Claims (3)

ISTEMLER

1. Bir baskili devre levhasi (10) olup,: bir taban malzeinesini (1); bir elektronik komponentin (5) lehimlendigi çok sayida elektrot pedini (2), elektrot pedlerinin (2), taban malzemesinin (1) bir yüzeyi üzerinde olusturulmasini; taban malzemesinin (l) yüzeyi üzerinde olusturulmus ve lehimleme sirasinda erimis lehimi (9) elektrot pedi (2) içerisine çekmek için elektrot pedlerinden (2) her birine baglanmis bir erimis lehim besleme çikintisini (3); ve taban malzemesinin (1) yüzeyi üzerinde olusturulmus ve erimis lehimin (9) bir ayrilma aninda elektrot pedlerinden (2) erimis lehimin (9) ayrilmasina yardim etmek için elektrot pedlerinden (2) her birine baglanmis bir erimis lehim ayirma çikintisini (4), burada erimis lehim besleme çikintisinin (3), elektrot pedinin (2) ve erimis lehim ayirma çikintisinin (4) ayni hizaya getirilmesini içermektedir.

2. Istem 1”e göre baskili devre levhasi (10) olup, burada erimis lehim besleme çikintisi (3) ve erimis lehim ayirma çikintisi (4), elektrot pedine (2) baglanan bir tarafin bir taban oldugu bir üçgen sekline sahiptir.

3. Bir elektronik Cihaz (100) olup, istem 1°e veya 2”ye göre baskili devre levhasini (10); ve baskili devre levhasi (10) üzerinde olusturulmus bir elektronik komponenti (5) içermektedir. 27309