POMAK K1 Flashcards
Rola topnika w procesie lutowania.
Substancja niemetaliczna, która w procesie lutowania zapewnia wymaganą zwilżalność i rozpływność lutu na materiale lutowanym, przez redukcję tlenków występujących na powierzchniach materiału lutowanego i lutu oraz zapobieganie ponownemu ich utlenianiu się. Inaczej: -usuwa tlenki i inne zanieczyszczenia z lutowanych powierzchni -zapobiega powstawaniu nowych tlenków podczas lutowania poprzez odcięcie kontaktu z powietrzem -ułatwia topnienie i zwiększa płynność lutowania -zwiększa zwilżalność lutu na materiale lutowanym.
Lutowanie – podział i materiały
- twarde-temp>450C (powyżej 450 stopni, rzadko stosowane)
- miękkie-temp<450C (poniżej 450 stopni, powszechne) Materiały-(prawdopodobnie)-cyna, miedź, srebro
Problemy występujące w lutowaniu.
zimne luty - zimne złącza powstają kiedy spoiwo lutownicze nie uległo pełnemu stopieni tworząc roztwór płynny
Utlenianie i korozja – cyna i potencjalnie inne składniki lutu ulegają w trakcie lutowania utlenianie. Tlenki albo opadają alb o unoszą się na lucie tworząc warstwy, które:
-Mogą powodować zwiększoną rezystancję połączenia
-Zmniejszają adhezję i zwilżalność lutu
-Mogą powodować podatność lutu na wibracje i uszkodzenia mechaniczne
Jakie są wady i zalety w montażu drutowym w stosunku do bezdrutowego?
zalety:
-tanie maszyny
-powtarzalność
-niskie zapotrzebowanie precyzji
wady:
niska efektywność powierzchniowa
Jak działa klej anizotropowy
Pozwala on na przepływ prądu jedynie między wyprowadzeniami w linii prostej, co uniemożliwia zwarcia.
Podział technik montażu – omów wybraną
-drutowy - polega na połączeniu chipu z podłożem za pomocą drucików
ultrakompresja - używa się ultradźwięków i nacisku
termokompresja - używa się temperatury i nacisku
ultratermokompresja - używa się wszystkiego wyżej
-klejenie - polega na połączenie elementu poprzez klej przy zachodzeniu zjawiska adhezji i kohezji:
adhezja - siła połączenia kleju i elementu (określa przyczepność do substratu)
kohezja - siła połączenia wewnętrznego kleju (określa wytrzymałość kleju)
Opisz metodę flip-chip
Polega ona na umiejscowieniu pól lutowniczych na spodzie elementu zamiast na jego brzegach, co pozwala na większą ilość połączeń i większa kompaktowość chipów. Metoda flip-chip, polega na kontrolowanym przewróceniu danego elementu w miejsce w którym ma być umieszczony. Obydwa elementy można połączyć albo klejem albo je zlutować. Kontrolowane przewrócenie polega na umieszczeniu kamery która „patrzy” na chip jak i na miejsce w którym owy chip ma się znaleźć. Po nałożeniu tych obydwu obrazów na siebie widać o ile należy przesunąć element, aby po przewróceniu go znalazł się on na właściwym miejscu.
Omów efekt pełzania
Pełzanie to zjawisko polegające na wzroście odkształceń materiału pod wpływem długotrwałego działania stałego obciążenia, w stałej temperaturze. Powstałe odkształcenia są zależne od czasu działania obciążenia.
Czym jest rezystancja stykowa?
Rezystancja występująca na połączeniu dwóch metali wynikająca z chropowatości materiałów. Składają się na nią:
• Efekt zagęszczenia prądu przy mikro-nierównościach dwóch powierzchni stykających się – wiąże się z tym tzw. rezystancję przejścia
• Efekt związany z istnieniem zjawisk korozji – warstw tlenków lub innych warstw nalotowych i adsorpcyjnych o wysokiej rezystywności Wartości tych rezystywności zależą od:
• Powierzchni styku
• Siły z jaką materiały są do siebie dociskane
• Materiałów z jakich wykonywane są styki
Co to jest stop eutektyczny?
Mieszanina dwóch lub więcej faz o określonym składzie, która wydziela się z roztworów ciekłych w pewnej temperaturze, zwanej temperaturą eutektyczną. Mieszanina ta jest produktem przemiany eutektycznej
Lutowanie na fali, a lutowanie rozpływowe.
Proces lutowania „na fali”:
1. Montaż elementów na klej (specjalny projekt PCB) 2. Topnikowanie – nanoszenie topnika na płytkę (np. za pomocą natrysku)
3. Wstępne podgrzanie płytki – w celu odparowania rozpuszczalnika topniku i uaktywnienia topnika
4. Przeprowadzenie lutowania na fali (polega na przejechaniu wcześniej rozgranej płytki, z przyklejonymi do niej elementami, nad falą roztopionego lutowia)
Proces lutowania rozpływowego
1. Nadruk pasty lutowniczej
2. Montaż elementów na PCB (nie wymaga klejenia, a jedynie odpowiedni dobór lutów)
3. Wygrzewanie wg zadanego profilu temperaturowego
Jak dzielimy materiały stosowane w elektronice. Skomentuj podział pod kątem przewodzenia prądu elektrycznego
Dielektryk, izolator elektryczny – materiał, w którym bardzo słabo przewodzony jest prąd elektryczny. Może to być rezultatem niskiej koncentracji ładunków swobodnych, niskiej ich ruchliwości, lub obu tych czynników równocześnie.
Półprzewodniki – substancje, najczęściej krystaliczne, których konduktywność może być zmieniana w szerokim zakresie poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlanie lub inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków. Wartość oporu półprzewodnika na ogół maleje ze wzrostem temperatury. Koncentrację nośników ładunku w półprzewodnikach można zmieniać w bardzo szerokich granicach, regulując temperaturę półprzewodnika lub natężenie padającego na niego światła, a nawet przez ściskanie lub rozciąganie.
Przewodnik elektryczny – substancja, która dobrze przewodzi prąd elektryczny, a przewodzenie prądu ma charakter elektronowy (przewodnik metaliczny). Atomy przewodnika tworzą wiązania, w których elektrony walencyjne (jeden lub więcej) pozostają swobodne (nie związane z żadnym z atomów), tworząc w ten sposób tzw. gaz elektronowy (zob. też wiązanie
Przedstaw klasyczną teorię przewodnictwa elektronowego.
Model stosuje do elektronów klasyczną kinetyczną teorię gazów, zakładając, że bezładny ruch elektronów swobodnych w metalu odbywa się podobnie jak ruch cząsteczek w gazie i że są one rozpraszane na skutek zderzeń z nieruchomymi jonami sieci krystalicznej.
Jest niezgodny z wynikami badań nad konduktywnością. Z doświadczeń wynika, że rezystywność w pobliżu temperatury pokojowej zależy liniowo od temperatury.
Ale:
- wskazuje, że przewodzenie metali jest związane z ruchem ujemnie naładowanych elektronów.
- wyjaśnia podstawowe zasady rządzące prawami przepływu prądu elektrycznego przez metale
- obrazuje dlaczego przewodność zależy od temperatury.
Co to jest temperaturowy współczynnik rezystywności?
Względna zmiana rezystancji danego materiału przy zmianie temperatury o 1 K, wyrażona w K−1
RT=R0[1+α(T-T0)]
R0 - oznacza rezystancję przewodnika w temperaturze T0 = 293 K, odpowiadającej 20°C; RT - oznacza rezystancję przewodnika w temperaturze T;
α - jest współczynnikiem temperaturowym rezystancji o wymiarze 1/K, określającym względny przyrost tej rezystancji przy wzroście temperatury o 1 K.
Jakie są wymagania i zastosowania materiałów przewodowych?
- wysoka przewodność
- wytrzymałość mechaniczna
- wytrzymałość termiczna
- chemiczne
- ekonomiczne
Zastosowanie :
- przewody gołe
- przewody gołe
- kable szynowe
- kable energoelektryczne, sygnalizacyjne, telekomunikacyjne
- druty nawojowe
Styki: podział, zastosowanie, rezystancja styku i czynniki mające na nią wpływ.
Podział:
- elektryczny- połączenie w torze prądowym, w którym przepływ prądu jest możliwy dzięki dociśnięciu do siebie dwóch styków
- łączeniowy- w trakcie normalnej pracy ma łączyć lub rozłączać sygnały i prądy
- niełączeniowy- w trakcie normalnej pracy nie podlega rozłączeniu lub łączeniu
Rezystancja styku:
-rezystancja dodatkowa wynikająca z zagęszczenia prądu przy mikro-nierównościach i korozji powierzchni styku
Czynniki mające wpływ na rezystancję styku:
- siła nacisku
- powierzchnia materiałów
- materiał styku
Jak powstaje podłoże półprzewodnikowe używane do wykonania przyrządu półprzewodnikowego?
No to najpierw mamy piach krzemu oczyszczonego
-> do roztopionego materiału wprowadzamy zarodek krzyształu
-> Powolnym i kontrolowany sposób wyciąga się taki uformowany pręt monokrystaliczny -
> Piłą diamentową wycina się takie cienkie płytki (wafle) -
> Potem to już zależy co chcemy z tą płytką zrobić czyli możemy nałożyć emulsję wrażliwą na światło ale odporna na kwas
-> światłem usunąć miejscowo to co chcemy kwasem poddać
-> i możemy taką płytkę domieszkować metalami i robić dalej proces z nakładaniem i usuwaniem emulsji -> po wykonaniu dodatków należy wtedy piłą diamentową wycinać elementy
-> odpowiednia maszyna będzie odbierała pojedyncze
Jakie wyróżniamy rodzaje polaryzacji w dielektrykach?
polaryzacja elektronowa - polega na przesunięciu ujemnego ładunku elektronów w stosunku do dodatniego ładunku jądra. Moment dipolowy, jaki powstaje w takim wypadku jest wprost proporcjonalny do przyłożonego pola elektrycznego, a współczynnik proporcjonalności (alfa) nazywa się polaryzowalnością elektronową.
polaryzacja jonowa - związana jest z przesunięciem jonów spowodowanym obecnością zewnętrznego pola elektrycznego. Zmiana położenia jonów wywołuje oddziaływanie sił sprężystych przeciwdziałających przemieszczeniu ładunku. Sytuacja jest zbliżona do polaryzacji elektronowej, jednak charakter sił jest inny.
polaryzacja dipolowa - nazywana jest orientacyjną, wynika z uporządkowania momentów dipolowych w cząstkach, gdzie moment ten ma charakter trwały.
Wyjaśnij efekt ferroelektryczny.
Ferroelektryki są to substancje charakteryzujące się obecnością domen, w których w pewnym zakresie temperatur zachodzi spontaniczna polaryzacja wewnętrzna. Można je też określić jako dielektryki wykazujące spontaniczny, elektryczny moment dipolowy. Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego polaryzacja domen ulega stopniowemu uporządkowaniu. Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi ferroelektryk są polaryzacja spontaniczna oraz przenikalność elektryczna i stratność.
Omów charakterystykę P=f(E) materiału ferroelektrycznego
Jak ferroelektryk spolaryzuje swoje ładunki to po obniżeniu pola elektrycznego gdy pole jest równe 0 to polaryzacja nie znika po zmianie kierunku pola elektrycznego polaryzacja stopniowo maleje to możemy zauważyć że kierunek polaryzacji dielektryków również się zmienia. (????) WYKRES HISTEREZY POTRZEBNY
Oblicz rezystywność skrośną.
ρs=(Rs*A)/g
ρs-rezystywność skrośna
Rs-rezystancja skrośna
A-pole powierzchni górnej
g-odległość pomiędzy elektrodami
Oblicz rezystywność powierzchniową.
ρr= [π(d1+d2)/(d2-d1)]*Rp
d1, d2-średnice elektrod (d2-średnica wewnętrzna; d1-srednica zewnętrzna)
Rp-rezystancja powierzchniowa
ρr-rezystywność skrośna
Opisz proces magnesowania ferromagnetyka.
Pętla histerezy
Ferromagnetyki namagnesować jest bardzo łatwo, wystarczy przyłożyć pole magnetyczne, wtedy największe domeny magnetyczne zgodne z przyłożonym polem magnetycznym powiększą się. Przy dalszym zwiększaniu pola magnetycznego pozostałe domeny magnetyczne będą się w miarę swoich możliwości zmieniać swoją polaryzację na zgodną z zewnętrznym polem magnetycznym.
Co to temperatura Curie?
Temperatura, w której materiał traci właściwości ferromagnetyczne.
Inaczej:
Jest to temperatura w której domeny magnetyczne w materiałach wracają do stanu wyjściowego. Namagnesowany ferromagnetyk przestaje już być namagnesowanym ferromagnetykiem i staje się paramagnetykiem, który można namagnesować.
Zaproponuj różne podziały materiałów dielektrycznych.
Ze względu na rodzaj polaryzacji:
- niepolarne- cząsteczki dielektryka niepolarnego przy braku pola elektrycznego nie są dipolami
- polarne- dielektrykach polarnych cząsteczki dielektryka są dipolami nawet w nieobecności zewnętrznego pola elektrycznego
Dielektryki o specjalnych właściwościach:
-piezoelektryki- występuje w nich polaryzacja przy odkształceniach sprężystych pod wpływem przyłożonych naprężeń (efekt piezoelektryczny)
piroelektryki- komórka elementarna kryształu nie ma środka symetrii i ma tylko jedną oś symetrii (oś polarna) to materiał wykazuje spontaniczną polaryzację i efekt piroelektryczny, który polega na powstaniu polaryzacji wskutek zmiany temperatury kryształu
ferroelektryki- ferroelektryki stanowią podgrupę piroelektryków, w których spontaniczną polaryzację można odwrócić poprzez zewnętrzne pole elektryczne. Charakteryzują się histerezą polaryzacji oraz bardzo dużą i nieliniową przenikalnością dielektryczną. Zależy ona silnie od temperatury i osiąga maksimum w temperaturze zwanej temperaturą Curie
elektrety- dielektryki, w których w sposób trwały utrzymuje się polaryzacja dipolowa lub stan naładowania elektrycznego. Elektrety wytwarzają zewnętrzne pole elektryczne i w tym sensie są elektrostatycznymi odpowiednikami magnesu trwałego
Podział z pytania 25 poprzyj przykładami różnych materiałów. (Zaproponuj różne podziały materiałów dielektrycznych)
piezoelektryki- topaz, turmalina, tytanian baru
piroelektryki- sól Seignetta, tytanian baru
elektrety-woski, parafina, naftalen, ebonit, nylon
Dlaczego schemat ideowy jest ważnym dokumentem?
Schemat ideowy jest ważny, ponieważ jest podstawowym
dokumentem opisującym urządzenie.
Co przedstawiamy na schemacie ideowym?
- Elementy.
- Połączenia.
- Sposób działania.
- Droga przebiegu
sygnału (informacji).
Jakie zasady należy zastosować, aby schemat ideowy był czytelny?
a. Należy stosować zgodne z normami symbole graficzne elementów, połączeń, magistral.
b. Rozmiary i liczba symboli elementów na arkuszu powinny być dostosowane do rozmiarów arkusza
c. Symbole elementów powinny układać się w rzędy i kolumny.
d. Symbole elementów, połączeń i opisy nie powinny się wzajemnie na siebie nakładać.
e. Linie symbolizujące połączenia i magistrale powinny mieć jak najmniej załamań i przecinać się wzajemnie w najmniejszej możliwej liczbie punktów.
f. Symbolu magistrali należy używać wyłącznie do grupy połączeń spełniających wspólnie jedną funkcję,
g. Linie symbolizujące połączenia i magistrale powinny być prowadzone równolegle do krawędzi arkusza, odstępstwa są dopuszczalne w uzasadnionych sytuacjach
h. Linie symbolizujące połączenia powinny być ciągłe, można je przerywać i łączyć za pomocą etykiet tylko wtedy, kiedy jest to nieodzowne dla poprawy czytelności schematu.
i. Schematy o strukturze hierarchicznej należy stosować tylko w uzasadnionych sytuacjach
j. Schemat powinien być umieszczony centralnie na arkuszu i być otoczony wolną przestrzenią.
Styki: podział, zastosowanie, rezystancja styku i czynniki mające na nią wpływ.
Zestyk elektryczny - zestykiem elektrycznym nazywa się połączenie w torze prądowym, w którym przepływ prądu jest możliwy dzięki dociśnięciu do siebie dwóch styków
Zestyk łączeniowy – taki, który w trakcie normalnej pracy ma załączać lub rozłączać sygnały i prądy robocze. Wiąże się z nim pojęcie i problem łuku elektrycznego.
Zestyk niełączeniowy–taki, który w trakcie normalnej pracy nie podlega rozłączeniu lub łączeniu.
Rezystancja zestykowa (połączeniowa) - jeżeli w torze prądowym znajduje się połączenie stykowe (zestyk) to zwiększa on rezystancję takiego toru o wartość tzw. rezystancji zestykowej.
