傳感器安裝與焊接時的注意事項(xiàng)

傳感器的處理和安裝有很多方面，這對于實(shí)現(xiàn)最佳傳感器性能至關(guān)重要。這些元素包括濕度敏感性，ESD考慮因素，機(jī)械沖擊的影響，以及物理安裝，放置和焊接。

本文是關(guān)于傳感器的焊接，處理，保護(hù)和安裝的“注意事項(xiàng)”的非詳盡概述。它包括有用的提示，以及有關(guān)可以找到其他數(shù)據(jù)以做出明智決策和協(xié)助避免不必要問題的位置的信息。

濕度敏感度等級（MSL）

在NI/JEDEC J-STD-020D.1“聯(lián)合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：非密封固態(tài)表面貼裝器件的濕度回流靈敏度分類”中建立并描述了濕度敏感度等級。 1

這些水平很重要，因?yàn)楫?dāng)封裝暴露在焊料回流的高溫下時，非密封封裝內(nèi)的水分蒸氣壓會急劇增加。包裝材料與模具的分層，內(nèi)部裂縫，粘合損壞，鋼絲縮頸，粘合提升，模具提升，薄膜開裂以及粘合下方的縮孔是可能發(fā)生的一些問題。

在嚴(yán)重的情況下，水分引起的壓力會導(dǎo)致“爆米花”現(xiàn)象，內(nèi)部壓力會導(dǎo)致包裝膨脹和破裂，產(chǎn)生可聽見的爆音。這通常發(fā)生在SMD設(shè)備上。

同樣重要的是IPC/JEDEC J-STD-033A“聯(lián)合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：水分/回流敏感表面貼裝器件的處理，包裝，運(yùn)輸和使用”，它建立了正確的處理技術(shù)。例如，在環(huán)境溫度≤30°C/60％RH下，典型的工廠地板壽命為一周。

靜電放電（ESD）

如今，許多傳感器都內(nèi)置了ESD保護(hù)電路，可以承受2，000 V的人體模型（HBM）靜電放電。仍應(yīng)遵守JESD625A“處理靜電放電敏感器件的要求”3中規(guī)定的適當(dāng)ESD處理。

機(jī)械沖擊

傳感器封裝或元件落在堅硬的表面上并不是一般的。當(dāng)組件從高于5厘米的高度落下時，或者如果硬組件在組裝過程中直接撞擊它們，則應(yīng)丟棄它們。芯片射擊器和IC放置器也可能產(chǎn)生重復(fù)沖擊，這些沖擊可能超過某些傳感器的生存能力。建議使用塑料或柔性尖端取放噴嘴，而不是金屬噴嘴。傳感器應(yīng)該是放置在PCB上的最后一個元件，并且應(yīng)該以最小的直接力放置。芯片射擊器和IC放置器應(yīng)具有放置力控制功能。應(yīng)避免使用超聲波PCB組件清潔，因?yàn)樗鼤p壞MEMS傳感器。

物理安裝

傳感器在PCB上的物理位置很重要，不正確的放置會影響性能。避免以下放置位置：

靠近PCB錨點(diǎn)或彎曲以避免過大的機(jī)械應(yīng)力

環(huán)氧樹脂部分覆蓋傳感器導(dǎo)致不對稱機(jī)械應(yīng)力

近熱提升傳感器溫度，改變性能的點(diǎn)

直接在按鈕下方以避免過度的機(jī)械應(yīng)力和表面接觸

在過度振動區(qū)域附近避免噪音降低

At距離封裝的距離小于2 mm

圖1是Kionix KXTI9正確和不正確PCB布局的比較，三軸±2，±4或±8- g硅微機(jī)械加速度計。

圖1：不正確（頂部）和正確（底部）PCB布局。 （由Kionix提供。）

正如MEMS部件的典型情況一樣，KXT19帶有以下警告：“注意：ESD敏感和機(jī)械沖擊敏感元件，不正確的操作會對設(shè)備造成永久性損壞?！?/p>

Kionix KXTI9，如下圖2所示，是一款低功耗，高性能的三軸加速度計，帶有數(shù)字I2C輸出。加速度計包括公司的定向分接/雙擊功能，一種檢測功能，報告檢測到的每個分接頭的加速軸和方向，并允許最多12個用戶定義的功能命令。

圖2：EVAL-KXTI9-1001中使用的KXTI9加速度計。

這種傳感器的焊接涉及一些注意事項(xiàng)。

焊接指南

雖然為每個傳感器定義特定的焊接配置文件是不切實(shí)際的，但建議使用為特定制造實(shí)踐和應(yīng)用定制的時間和溫度回流焊配置文件。

可以使用標(biāo)準(zhǔn)的錫鉛Sn63/Pb37焊膏或無鉛焊膏。在測試替代焊料成分時，用戶必須考慮以下問題：

所選材料是否與傳感器引線上的電鍍或電路板上指定的表面處理相容？

所選材料是否會影響可制造性？

傳感器封裝，無源元件和電路板本身的替代回流曲線的殘余影響是什么？

組裝時或焊接壓力傳感器，這里有一些重要的考慮因素：

元件應(yīng)平放在PCB上并且必須保持水平。

如果傳感器有壓力端口或通氣孔，這些應(yīng)該是在焊接過程中用特氟隆膠帶封閉。

使用干燥，無腐蝕性的空氣而不是蒸汽，水或清潔劑，因?yàn)樗鼈兛赡軙绊憘鞲衅餍阅堋?/p>

最高溫度應(yīng)約為250°C。

溫度超過215°C的最大回流時間為75秒。

傳感器超過125°C的總時間少于5分鐘。

波峰焊是焊接通孔傳感器的最佳方法。

SMT壓力傳感器安裝

有關(guān)如何在安裝和焊接過程中處理SMT壓力傳感器的有用指南。例如，應(yīng)該通過蓋子的側(cè)面拾取傳感器，或者在管式的情況下，通過管子本身拾取傳感器。

管式傳感器的一個例子是Measurement Specialties，Inc。的1451型SMD傳感器（圖3）

圖3：1451 Tube SMD傳感器由Measurement Specialties，Inc。提供以下是我們的例子，1451管SMD傳感器的一些安裝提示：

傳感器底部的測量孔應(yīng)該是開放的，沒有障礙物。 PCB上的通風(fēng)孔應(yīng)直接排列在傳感器量規(guī)孔下方，并且必須打開且暢通無阻。

使用波峰焊工藝時，請密封傳感器壓力端口。但是，手動焊接可以在不進(jìn)行密封的情況下進(jìn)行。

管型可以用小塑料蓋密封，可以承受高溫。

如果有壓力孔，可用一塊高溫聚酰亞胺薄膜膠帶密封。

凝膠填充型應(yīng)手工焊接，因?yàn)楸┞对诓ǚ搴附拥母邷叵聲鼓z燃燒。

最小焊接連接高度應(yīng)為每英寸MIL-STD-2000A 0.008英寸（0.2毫米）。

直接安裝在PCB上時，建議使用安裝在傳感器上的溫度探頭進(jìn)行測試。/li》

僅焊接傳感器一次。