Do czego służą „kostki” diod LED i fotodiod przez otwór?

Używam diody IR LED i fotodiody, i zaprojektowałem płytkę drukowaną zgodnie ze specyfikacjami, które znalazłem w arkuszu danych - tzn. Rozmiary otworów dla pinów wynoszą 0,6 mm. Jednak na tych elementach znajdują się „kostki” (patrz rysunek poniżej) i są one szersze niż rozmiar otworów, które podają dla pinów.

Problem polega na tym, że komponent nie wchodzi wystarczająco nisko na planszę z powodu tych kostek. Dlaczego oni tam są? Skąd mam wiedzieć, jak szerokie są, aby moje dziury mogły to uwzględnić?

Mam dwa możliwe wyjaśnienia:

• „Kostki” są tam celowo, aby uniknąć przechodzenia pinów przez płytkę drukowaną.
  W większości przypadków nie jest pożądane, aby piny przechodziły przez całą płytkę drukowaną.
• Są pozostałością po procesie produkcyjnym (patrz zdjęcie poniżej).
  Najpierw szpilki są częścią jednego pojedynczego arkusza blachy i są cięte po dodaniu matryc i osłon. Cięcie pozostawia kostki.

Te konkretne odprowadzenia na zdjęciu nie wyglądają tak, jakby miały zatrzymać część zejść tak daleko, jak tylko chcesz. Czy na pewno użyłeś zalecanego rozmiaru otworu w arkuszu danych? A może po prostu wziąłeś wymiar nominalny i użyłeś go ... Spodziewam się, że zalecany rozmiar będzie stosunkowo duży dla takiego przedmiotu.

Zdobądź zestaw tych standardowych chińskich zacisków (mają one tylko około 10-30 USD w zależności od tego, gdzie je kupisz i jakości). Możesz uzyskać wyższą jakość (np. Mitutoyo lub Brown & Sharpe), ale nie jest to tak naprawdę konieczne, a nawet najdroższe zaciski nie nadają się do wysokiej precyzji lepszej niż kilka tysięcznych cala (ale to wystarcza do wiercenia otworów) ).

Możesz także uzyskać mikrometr 1 ", jeśli chcesz dokładniej mierzyć rzeczy takie jak grubość. Typ noniusza jest tani, elektroniczne typy cyfrowe nadal kosztują nieco więcej niż typy mechaniczne.

Zwykle jest to zła forma wsuwania plastikowych końcówek aż do płyty - między XY płytki drukowanej (mała) a żywicą epoksydową (duża) występuje różnica CTE (współczynnik rozszerzalności cieplnej), tak że część będzie poddawana naprężeniom i będzie miał tendencję do otwierania się pod wpływem ekstremalnych temperatur. Pozostawienie odrobiny ołowiu dostarcza trochę „dać”, aby część nie została zniszczona.

Edycja: nie brakuje źle wyszczególnionych rysunków LED - nawet od stosunkowo znanych producentów. Na przykład tutaj jest dość dobry od Cree.

Można zauważyć, że istnieją dwie odmiany ramy prowadzącej, jedna z „drugą” i jedna bez „kostek” (jak wspomniał Russell w swojej odpowiedzi), jednak ta bez wciąż ma artefakty, w których łączono ciągłe ramy ołowiu (jak wspomniał Curd ). Niestety, artefakty nie są dobrane zarówno pod względem wielkości i położenia (i może przypuszczać, że pasują one w granicach tolerancji przewodami 0,5 +/- 0,1 mm, ale wątpię, że jest zagwarantowane , aby mogło być prawdziwe). Te z większymi kostkami mają tylko nominałwymiar 1,2 mm, więc tak naprawdę nie wiemy, czy otwór 1 mm (na przykład) pozwoli na przejście diody LED, czy nie. Pierwsza przesyłka może zostać znaleziona, a następna nie, i nie można narzekać na specyfikacje. Możliwe, że dziura 0,8 mm zadziała, ale nie ma żadnych gwarancji. Mam inne papierowe arkusze danych od naprawdę głównych dostawców z Tajwanu, które nie są lepsze (a niektóre są gorsze). Jako użytkownik małej ilości najlepiej jest użyć zacisków (patrz wyżej) na próbce i mieć nadzieję, że nie zmienią dostawców ramek ołowianych itp. Lub nie przestawią się na dostawcę o bardziej rygorystycznych specyfikacjach.

Poniżej znajduje się znacznie bardziej szczegółowy rysunek arkusza danych (z tego arkusza danych Panasonic), który mówi wszystko, co musisz wiedzieć:

Uważam, że „kostki” tutaj (tak jak myślałem na twój temat) nie mają na celu powstrzymania diody LED przed opadnięciem tak daleko, jak to możliwe - są tylko artefaktami z produkcji. Maksymalny wymiar jest określony, ale nie ma minimum, więc nie ma gwarancji. Istnieje jednak specyfikacja 2 mm, która wskazuje, że pod diodą LED wymagany jest odstęp 2 mm (przynajmniej taka jest moja interpretacja - że jest to minimum, a nie maksimum). Ma to na celu zapobieganie zniszczeniu diody LED przez różnicowe współczynniki rozszerzalności cieplnej, zarówno bezpośrednio po montażu, jak i podczas pracy. Zauważ, że znajduje się powyżej górnej części „kostek”, więc „kostki” wewnątrz płytki są dopuszczalne.

Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku diod LED przelotowych zwykle używaliśmy przyrządów mechanicznych do utrzymywania diod LED stosunkowo dokładnie w położeniu podczas lutowania, nawet gdy są one lutowane ręcznie. Jeśli chcesz zejść do wymiaru 2 mm na powyższym rysunku, użyjesz stosunkowo dużego otworu, więc może być niechlujny, w zależności od dostawcy LED dnia. Rzeczy takie jak cylindryczne występy dystansowe są rodzajem pracy, ale są dość niechlujne nawet przy ciasnych płytkach drukowanych przez otwory - dolna część diody LED nie jest aż tak płaska itp. Niektórzy producenci używają występów, które rozpuszczają się podczas operacji czyszczenia dla surowej lokalizacji. W porządku, jeśli nie przeszkadzają ci dodatkowe koszty, części itp.

Edycja2: Nawiasem mówiąc, jeśli zdecydujesz się złożyć ościeżnicę, pamiętaj, że usuniesz poszycie (zwykle Sn) i odsłonisz stop pod spodem (najczęściej jest to stal, aby obniżyć koszty - łatwo sprawdzić za pomocą magnesu ). Nie oczekuj, że będziesz w stanie lutować odsłonięty materiał rdzenia ołowianej ramy!

Streszczenie:

Chociaż takie występy lub „zatyczki” mogą być prawdopodobnie wynikiem artefaktów produkcyjnych, prawie na pewno nie ma to miejsca w przypadku elementów przeznaczonych do płytek drukowanych przez wstawianie otworów.

Komponenty z takimi występami lub bez są dostępne „na zamówienie” od niektórych producentów. Odgrywają one bardzo istotną rolę w ustawianiu i pozycjonowaniu komponentów. Mam wiele artykułów na temat ich zalet i zastosowań, które mogę znaleźć i znaleźć w razie zainteresowania.

Wykonywanie otworów wystarczająco dużych, aby umożliwić przechodzenie przez nie stoperów, może prowadzić do szeregu problemów.

Dłużej:

„Zwrotki” nazywane są „ogranicznikami” (przynajmniej przez niektórych producentów elementów) i mają na celu zarówno umożliwienie, jak i spowodowanie, aby element znajdował się w ustalonym położeniu zarówno w
stosunku do płaszczyzny płytki drukowanej, jak i powyżej powierzchni płytki drukowanej.

Formowanie korpusu elementów, takich jak diody LED, jest mniej ograniczone wymiarowo (inaczej zbudowane z mniejszą zamierzoną dokładnością) niż rama i przewody, a osadzanie korpusów elementów na powierzchni PCB spowoduje większe średnie przesunięcie względem pionu. Komponenty, które emitują lub wykrywają promieniowanie, mogą mieć wpływ na ich działanie i / lub wygląd w wyniku takiego przesunięcia.

Wpływ na lutowanie odwrotne byłby prawdopodobnie minimalny, ale może się zdarzyć do pewnego stopnia.
Jednak element osadzony na płytce drukowanej zostanie poddany naprężeniu na styku ołowiu z ciałem, gdy siła promieniowa zostanie przyłożona do górnej części elementu. W niektórych przypadkach wysokość jest znacznie większa niż ramię dźwigni na powierzchni płyty, a siły „boczne” na górze elementu (takiego jak LED) mogą być zwielokrotnione przez np. Współczynnik 10 na styku ołowiu z ciałem.

Skurcz termiczny po lutowaniu będzie miał tendencję do „wyciągania szpilki z korpusu”, jeśli korpus jest mocno oparty o płytę. Nawet jeśli nie spowoduje to zauważalnych krótkotrwałych uszkodzeń, może istnieć ciągły stres na interfejsie ołowiu-ciała, który „znika” z czasem. Uszkodzenia, które powodują wykrywalne problemy, mogą być niewielkie, ale przyczyniają się do ciągłych problemów z niezawodnością.

Element osadzony na powierzchni płytki drukowanej sprawia, że ​​dostęp do przecięcia ołowiu z płytką PCB jest niedostępny lub mniej dostępny dla płynów czyszczących, jeśli są stosowane, i może również uwięzić takie płyny.

Ważny:

Niektórzy producenci określają dwie odmiany komponentów, które są identyczne, oprócz tego, że są dostarczane ze stoperami lub bez. Projektowanie dla jednego typu i dostarczanie z drugim typem może mieć duży wpływ na aspekty produkcyjne. Jeśli otwory zostaną wykonane w zbyt dużych rozmiarach, aby umożliwić przejście stoperom, elementy mogą skończyć w połowie losowo niedopasowane po lutowaniu. Rezultat może wyglądać bardzo źle w produkcie wykorzystującym np. Wiele diod LED jako źródło światła. (Zapytaj mnie, skąd to wiem :-)). Podczas lutowania diod LED, w których ważne jest wyrównanie, „wystarczająco powszechne” jest stosowanie przyrządów do ustawiania w celu utrzymania wyrównania podczas lutowania - z ogranicznikami lub bez.

Wywiercenie otworów lub zaprojektowanie większych otworów, aby pomieścić korki tak, aby przechodziły przez otwory, jest bardzo złą praktyką i może prowadzić do problemów z długoterminową niezawodnością. Powstały luz od otworu do ołowiu może być znacznie większy niż to właściwe i może prowadzić do lutowności i problemów z lutowaniem. Jeśli elementy są lutowane ręcznie przez osoby, które są świadome praktycznych problemów i podejmują odpowiednie działania, problemy mogą być minimalne. W przypadku zastosowania zautomatyzowanego lutowania należy zadbać o to, aby nie pogorszyć jakości.