Wofür sind die "Knöchel" bei Durchgangsloch-LEDs und Fotodioden?

Ich verwende eine IR-LED und eine Fotodiode und habe die Leiterplatte gemäß den im Datenblatt angegebenen Spezifikationen entworfen - dh die Lochgröße für die Stifte beträgt 0,6 mm. An diesen Bauteilen befinden sich jedoch Knöchel (siehe Abbildung unten), die breiter sind als die Lochgröße, die sie für die Stifte angeben.

Das Problem ist also, dass die Komponente aufgrund dieser Knöchel nicht tief genug in das Board eintaucht. Warum sind die hier? Wie kann ich wissen, wie breit sie sind, damit meine Löcher dies berücksichtigen?

Ich habe zwei mögliche Erklärungen:

• Die "Fingerknöchel" sind absichtlich vorhanden, um zu verhindern, dass die Stifte den ganzen Weg durch die Leiterplatte führen.
  In den meisten Fällen ist es nicht erwünscht, dass die Stifte die gesamte Leiterplatte durchdringen.
• Sie sind ein Überbleibsel des Produktionsprozesses (siehe Bild unten).
  Zuerst sind die Stifte ein Teil eines einzelnen Blechs und werden geschnitten, nachdem die Matrizen und die Ummantelungen hinzugefügt wurden. Der Schnitt verlässt die Knöchel.

Diese speziellen Ableitungen auf dem Foto sehen nicht so aus, als ob sie verhindern sollen, dass das Teil so weit herunterfällt, wie Sie möchten. Sind Sie sicher, dass Sie die im Datenblatt empfohlene Lochgröße verwendet haben? Oder haben Sie einfach das Nennmaß genommen und dieses verwendet? Ich würde davon ausgehen, dass die empfohlene Größe für einen solchen Artikel relativ groß ist.

Holen Sie sich einen Satz dieser generischen, in China hergestellten Bremssättel (sie kosten nur etwa 10 bis 30 US-Dollar, je nachdem, wo Sie sie kaufen und welche Qualität sie haben). Sie können qualitativ hochwertigere (z. B. Mitutoyo oder Brown & Sharpe) erwerben, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, und selbst die teuersten Messschieber eignen sich nicht für eine hohe Präzision von mehr als ein paar Tausendstel Zoll (dies ist jedoch für Bohrlochgrößen ausreichend) ).

Sie können auch ein 1 "Mikrometer erhalten, wenn Sie Dinge wie Dicke genauer messen müssen. Der Nonius-Typ ist billig, elektronische digitale Typen kosten immer noch etwas mehr als mechanische Typen.

Es ist in der Regel eine schlechte Form, Kunststoff-Formteile bis auf die Platine zu schieben. Zwischen dem XY der Platine (klein) und dem Epoxidharz (groß) besteht ein Differenzial-WAK (Wärmeausdehnungskoeffizient), so dass das Teil unter Spannung steht und neigen dazu, sich zu öffnen, wenn sie extremen Temperaturen ausgesetzt sind. Wenn Sie ein bisschen Blei hineinlassen, erhalten Sie etwas "Nachgeben", damit das Teil nicht zerstört wird.

Bearbeiten: Es gibt keinen Mangel an schlecht spezifizierten LED-Zeichnungen - auch von relativ bekannten Herstellern. Zum Beispiel ist hier ein ziemlich guter von Cree.

Sie können feststellen, dass es zwei Leadframe-Variationen gibt, eine mit und eine ohne "Fingerknöchel" (wie Russell in seiner Antwort erwähnt hat), die andere jedoch immer noch Artefakte aufweist, bei denen die Schreiner aus den durchgehenden Leadframes ausgestanzt wurden (wie Curd erwähnt) ). Leider sind die Artefakte weder in der Größe noch in der Position bemessen (und man könnte annehmen, dass sie in die Toleranz der Leitungen von 0,5 +/- 0,1 mm passen, aber ich bezweifle ernsthaft, dass dies garantiert wahr ist). Die mit größeren Knöcheln haben nur einen NennwertAbmessungen von 1,2 mm, sodass wir nicht genau wissen, ob ein Loch von 1 mm (zum Beispiel) den Durchgang der LED zulässt oder nicht. Die erste Lieferung könnte gefunden werden und die nächste nicht, und es gibt keine Beschwerde, die man aus den Spezifikationen machen könnte. Wahrscheinlich würde ein Loch von 0,8 mm funktionieren, aber es gibt keine Garantien. Ich habe andere Papierdatenblätter von wirklich großen taiwanesischen Lieferanten, die nicht besser (und einige schlechter) sind. Das Beste, was Sie als Anwender mit geringen Stückzahlen tun können, ist, die Bremssättel (siehe oben) für ein Muster zu verwenden und zu hoffen, dass sie nicht die Zulieferer für Leadframes usw. ändern oder zu einem Zulieferer mit strengeren Spezifikationen wechseln.

Im Folgenden finden Sie eine viel engere Datenblattzeichnung (von diesem Panasonic-Datenblatt), die Ihnen alles erzählt, was Sie wissen müssen:

Ich glaube, dass die "Knöchel" hier (wie ich Ihre meinte) nicht verhindern sollen, dass die LED so weit wie möglich ausfällt - sie sind nur Artefakte der Herstellung. Das maximale Maß ist angegeben, aber kein Minimum, daher gibt es keine Garantie. Es gibt jedoch eine 2-mm-Spezifikation, die angibt, dass ein Abstand von 2 mm unter der LED erforderlich ist (zumindest ist dies meine Interpretation - dies ist ein Minimum, kein Maximum). Dies soll verhindern, dass die LED unmittelbar nach dem Zusammenbau und während des Betriebs durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten zerstört wird. Beachten Sie, dass es sich über der Oberseite der "Knöchel" befindet, so dass es akzeptabel ist, die "Knöchel" in der Leiterplatte zu haben.

Im Allgemeinen haben wir für Durchgangsloch-LEDs üblicherweise mechanische Vorrichtungen verwendet, um die LEDs während des Lötens relativ genau in Position zu halten, selbst wenn sie von Hand gelötet werden. Wenn Sie die 2-mm-Abmessung in der obigen Zeichnung erreichen möchten, verwenden Sie ein relativ großes Loch, sodass es abhängig vom LED-Anbieter des Tages möglicherweise schlampig ist. Dinge wie zylindrische Abstandshalter funktionieren, sind aber selbst bei engen PCB-Durchgangslöchern ziemlich schlampig - der Boden der LED ist nicht allzu flach usw. Einige Hersteller verwenden Abstandshalter, die sich beim Reinigungsvorgang auflösen, um eine grobe Position zu erreichen. Gut, wenn Sie nichts gegen zusätzliche Kosten, Teile usw. haben.

Edit2: Übrigens, wenn Sie sich entscheiden, den Leadframe zu archivieren, denken Sie daran, dass Sie die (normalerweise Sn) Beschichtung entfernen und die darunter liegende Legierung freilegen (meistens ist es Stahl, um die Kosten niedrig zu halten - leicht mit einem Magneten zu überprüfen ). Erwarten Sie nicht, dass Sie mit dem freiliegenden Leadframe-Kernmaterial verlöten können!

Zusammenfassung:

Während solche Vorsprünge oder "Stopper" möglicherweise das Ergebnis von Herstellungsartefakten sind, ist dies mit ziemlicher Sicherheit nicht der Fall bei Bauteilen, die für das Einsetzen von PCB-Durchgangslöchern vorgesehen sind.

Komponenten mit oder ohne solche Vorsprünge sind bei einigen Herstellern auf Bestellung erhältlich. Sie spielen eine sehr wichtige Rolle bei der Ausrichtung und Positionierung von Bauteilen. Ich habe eine Reihe von Arbeiten zu ihren Vorzügen und Verwendungszwecken, die ich bei ausreichendem Interesse auffinden und nachschlagen kann.

Wenn Löcher groß genug sind, damit Stopper durch sie hindurchtreten können, kann dies zu einer Reihe von Problemen führen.

Länger:

Die "Knöchel" werden "Stopper" genannt (zumindest von einigen Komponentenherstellern) und sollen es ermöglichen und bewirken, dass die Komponente in einer festen Ausrichtung sitzt, und zwar sowohl in
Bezug auf die Ebene der Leiterplatte als auch über der Leiterplattenoberfläche.

Das Karosserieformen von Bauteilen wie LEDs ist hinsichtlich der Abmessungen (auch bekannt als mit geringerer Genauigkeit gebaut) weniger eingeschränkt als der Rahmen und die Zuleitungen, und das Aufsetzen von Bauteilen auf die Leiterplattenoberfläche führt zu einer größeren durchschnittlichen Fehlausrichtung von der Vertikalen. Bei Komponenten, die Strahlung emittieren oder detektieren, kann die Leistung und / oder das Erscheinungsbild durch eine solche Fehlausrichtung beeinträchtigt werden.

Die Auswirkungen auf das Löten auf der Rückseite wären wahrscheinlich minimal, können jedoch in gewissem Maße auftreten.
Eine auf einer Leiterplatte sitzende Komponente wird jedoch auf die Grenzfläche zwischen Zuleitung und Gehäuse belastet, wenn auf die Oberseite der Komponente eine Radialkraft ausgeübt wird. In einigen Fällen ist die Höhe viel größer als der Hebelarm an der Platinenoberfläche, und die "seitlichen" Kräfte auf die Oberseite der Komponente (wie z. B. eine LED) können an der Schnittstelle zwischen Leiter und Körper mit z. B. dem Faktor 10 multipliziert werden.

Eine thermische Kontraktion nach dem Löten führt dazu, dass der Stift aus dem Gehäuse gezogen wird, wenn das Gehäuse fest auf der Platine sitzt. Auch wenn dies keinen merklichen Kurzzeitschaden verursacht, kann es zu einer anhaltenden Belastung an der Schnittstelle zwischen Anschlussleitung und Körper kommen, die sich im Laufe der Zeit "von selbst auflöst". Schäden, die zu erkennbaren Problemen führen, können gering sein, aber zu anhaltenden Zuverlässigkeitsproblemen beitragen.

Eine Komponente, die an der Leiterplattenoberfläche anliegt, macht den Zugang zum Leiterplattenübergang für Reinigungsflüssigkeiten, falls verwendet, nicht oder nur eingeschränkt verfügbar und kann auch solche Flüssigkeiten auffangen.

Wichtig:

Einige Hersteller geben zwei Arten von Bauteilen an, die abgesehen von der Lieferung mit oder ohne Stopfen identisch sind. Das Entwerfen für einen Typ und die Lieferung mit dem anderen Typ kann erhebliche Auswirkungen auf die Produktionsaspekte haben. Wenn Löcher in Übergröße ausgeführt werden, damit die Stopper hindurchtreten können, können die Komponenten nach dem Löten teilweise zufällig fehlausgerichtet werden. Das Ergebnis kann bei einem Produkt, das z. B. mehrere LEDs als Lichtquelle verwendet, sehr schlecht aussehen. (Frag mich, woher ich das weiß :-)). Beim Löten von LEDs, bei denen es auf Ausrichtung ankommt, ist es "üblich", Ausrichtvorrichtungen zu verwenden, um die Ausrichtung während des Lötens aufrechtzuerhalten - mit oder ohne Stopper.

Das Bohren von Löchern oder das Entwerfen größerer Löcher zur Aufnahme von Stopfen, so dass diese durch die Löcher verlaufen, ist eine äußerst schlechte Praxis und kann zu langfristigen Zuverlässigkeitsproblemen führen. Der sich ergebende Abstand zwischen Loch und Zuleitung kann erheblich größer sein als angemessen und zu Lötbarkeits- und Lötproblemen führen. Wenn die Komponenten von Personen handgelötet werden, die sich der praktischen Probleme bewusst sind und auch geeignete Maßnahmen ergreifen, sind die Probleme wahrscheinlich minimal. Wenn automatisiertes Löten verwendet wird, muss darauf geachtet werden, dass die Qualität nicht beeinträchtigt wird.