Untuk apa 'buku jari' pada LED dan fotodioda melalui lubang?

Saya menggunakan LED IR dan dioda foto, dan saya telah mendesain PCB sesuai dengan spesifikasi yang saya temukan di lembar data - yaitu ukuran lubang untuk pin 0,6 mm. Namun, pada komponen ini ada 'buku jari' (lihat gambar di bawah) dan ini lebih lebar dari ukuran lubang yang mereka kutip untuk pin.

Jadi masalahnya adalah komponen tidak masuk cukup rendah ke papan karena buku-buku jari ini. Kenapa mereka ada di sana? Bagaimana saya bisa tahu seberapa lebar mereka untuk membuat lubang saya untuk ini?

Saya punya dua kemungkinan penjelasan:

• 'Buku-buku jari' ada di sana dengan sengaja untuk menghindari pin melewati PCB.
  Sebagian besar waktu itu tidak diinginkan bahwa pin akan melalui PCB.
• Mereka adalah sisa dari proses produksi (lihat gambar di bawah).
  Pertama pin adalah bagian dari satu lembaran logam tunggal dan dipotong setelah mati dan selongsong ditambahkan. Pemotongan meninggalkan buku-buku jari.

Prospek tertentu dalam foto tidak terlihat dimaksudkan untuk menghentikan bagian agar turun sejauh yang Anda suka. Apakah Anda yakin Anda menggunakan ukuran lubang yang disarankan dalam lembar data? Atau apakah Anda hanya mengambil dimensi nominal dan menggunakannya .. Saya berharap ukuran yang disarankan relatif besar untuk item seperti itu.

Dapatkan satu set kaliper buatan Tiongkok generik ini (mereka hanya sekitar $ 10- $ 30 tergantung di mana Anda membelinya dan kualitasnya). Anda bisa mendapatkan yang berkualitas lebih tinggi (mis. Mitutoyo atau Brown & Sharpe) tetapi itu tidak benar-benar diperlukan dan bahkan kaliper yang paling mahal tidak cocok untuk presisi tinggi yang lebih baik dari beberapa ribu inci (tapi itu cukup baik untuk ukuran lubang bor) ).

Anda juga bisa mendapatkan mikrometer 1 "jika Anda perlu mengukur hal-hal seperti ketebalan lebih akurat. Jenis vernier murah, jenis digital elektronik masih sedikit lebih mahal daripada jenis mekanik.

Biasanya bentuk yang buruk untuk mendorong bit cetakan plastik sampai ke papan - akan ada CTE diferensial (koefisien ekspansi termal) antara XY dari PCB (kecil) dan epoksi (besar) sehingga bagian tersebut akan berada di bawah tekanan dan akan cenderung membelah saat terkena suhu ekstrem. Membiarkan sedikit timah di sana memasok beberapa "memberi" agar bagian itu tidak hancur.

Sunting: Tidak ada kekurangan gambar LED yang ditentukan dengan buruk - bahkan dari pembuat yang relatif terkenal. Sebagai contoh, di sini adalah salah satu yang cukup baik dari Cree.

Anda dapat mencatat bahwa ada dua variasi kerangka timah, satu dengan dan satu tanpa "buku jari" (seperti yang disebutkan Russell dalam jawabannya), namun yang tanpa variasi memiliki artefak di mana sambungan dari kerangka timbal terus menerus dilubangi (seperti yang disebutkan oleh Curd ). Sayangnya, artefak tidak memiliki dimensi baik dalam ukuran atau posisi (dan orang mungkin berasumsi bahwa mereka sesuai dengan toleransi dari timah 0,5 +/- 0,1mm tapi saya sangat ragu itu dijamin benar). Buku-buku dengan buku-buku jari yang lebih besar hanya memiliki nominaldimensi 1.2mm, jadi kami tidak benar-benar tahu apakah lubang 1mm (misalnya) akan memungkinkan LED untuk melewati atau tidak. Pengiriman pertama mungkin ditemukan dan berikutnya tidak, dan tidak ada keluhan yang bisa dibuat dari spesifikasi. Peluangnya adalah lubang 0.8mm akan berfungsi, tetapi tidak ada jaminan. Saya memiliki lembar data kertas lain dari pemasok berbasis di Taiwan yang benar-benar tidak baik (dan ada yang lebih buruk). Yang terbaik yang dapat Anda lakukan sebagai pengguna jumlah kecil adalah menggunakan kaliper (lihat di atas) pada sampel dan berharap mereka tidak mengubah pemasok leadframe dll., Atau beralih ke pemasok dengan spesifikasi yang lebih ketat.

Di bawah ini adalah gambar lembar data yang ditentukan lebih ketat (dari lembar data Panasonic ini ) yang memberi tahu Anda semua yang perlu Anda ketahui:

Saya percaya bahwa "buku-buku jari" di sini (seperti yang saya katakan pada Anda) tidak dimaksudkan untuk menghentikan LED turun sejauh mungkin - mereka hanya artefak dari manufaktur. Dimensi maksimum ditentukan, tetapi tidak ada minimum, jadi tidak ada jaminan. Namun, ada spesifikasi 2mm yang menunjukkan bahwa jarak 2mm diperlukan di bawah LED (setidaknya itu interpretasi saya - bahwa itu minimum bukan maksimum). Ini untuk membantu menjaga LED dari kehancuran oleh koefisien ekspansi termal diferensial, baik segera setelah perakitan dan selama operasi. Perhatikan bahwa itu di atas "buku-buku jari" sehingga dapat diterima memiliki "buku-buku jari" di dalam PCB.

Secara umum, untuk LED melalui lubang, kami biasanya menggunakan jig mekanik untuk menahan LED secara relatif tepat pada posisi selama penyolderan, bahkan ketika mereka disolder tangan. Jika Anda perlu turun ke dimensi 2mm-ish pada gambar di atas, Anda akan menggunakan lubang yang relatif besar, sehingga mungkin ceroboh tergantung pada pemasok LED saat itu. Hal-hal seperti semacam silinder stand-of-kerja, tetapi mereka cukup ceroboh bahkan dengan PCB ketat melalui lubang-bagian bawah LED tidak semua yang datar dll. Beberapa pembuat menggunakan standoffs yang larut dalam operasi pembersihan untuk lokasi kasar. Baik jika Anda tidak keberatan dengan biaya tambahan, suku cadang dll.

Sunting2: Ngomong-ngomong, jika Anda memutuskan untuk mengajukan leadframe, perlu diingat bahwa Anda akan menghapus (biasanya Sn) pelapisan dan mengekspos paduan di bawahnya (paling sering itu adalah baja untuk menjaga biaya turun-mudah diperiksa dengan magnet) ). Jangan berharap bisa menyolder ke material inti leadframe yang terbuka!

Ringkasan:

Sementara tonjolan atau "penghenti" seperti itu mungkin merupakan hasil dari pembuatan artefak, ini hampir pasti tidak terjadi pada komponen yang dimaksudkan untuk PCB melalui penyisipan lubang.

Komponen dengan atau tanpa tonjolan seperti itu tersedia 'untuk dipesan' dari beberapa produsen. Mereka memainkan peran yang sangat nyata dalam penyelarasan dan pemosisian komponen. Saya memiliki sejumlah makalah tentang kelebihan dan penggunaannya yang dapat saya temukan dan rujuk jika ada cukup minat.

Membuat lubang yang cukup besar untuk memungkinkan sumbat melewatinya dapat menyebabkan berbagai masalah.

Lebih lama:

"Buku-buku jari" disebut "sumbat" (oleh setidaknya beberapa produsen komponen, dan dimaksudkan untuk memungkinkan & menyebabkan komponen duduk dalam posisi tetap baik:
relatif terhadap bidang PCB dan di atas permukaan PCB.

Cetakan bodi komponen seperti LED kurang memiliki batasan dimensi (alias dibuat dengan akurasi yang kurang disengaja) daripada rangka dan timah, dan komponen tempat duduk tubuh terhadap permukaan PCB yang akan menyebabkan misalignment rata-rata yang lebih besar dari vertikal. Komponen yang memancarkan atau mendeteksi radiasi mungkin memiliki kinerja dan / atau penampilan yang dipengaruhi oleh misalignment tersebut.

Mempengaruhi solder sisi terbalik mungkin minimal tetapi dapat terjadi sampai batas tertentu.
Namun, komponen yang diletakkan pada PCB akan mengalami tekanan pada antarmuka timbal ke badan ketika gaya radial diterapkan ke bagian atas komponen. Dalam beberapa kasus, ketinggian jauh lebih besar daripada lengan pengungkit di permukaan papan dan gaya "samping" di bagian atas komponen (seperti LED) dapat dikalikan dengan misalnya faktor 10 pada antarmuka badan-timah.

Kontraksi termal setelah penyolderan akan cenderung "menarik pin keluar dari tubuh" jika tubuh duduk keras di atas papan. Sekalipun hal ini tidak menyebabkan kerusakan jangka pendek yang nyata, mungkin ada tekanan yang terus-menerus pada antarmuka tubuh-timbal yang "menyelesaikan sendiri" dari waktu ke waktu. Kerusakan yang menyebabkan masalah dapat terdeteksi mungkin kecil tetapi berkontribusi terhadap masalah keandalan yang berkelanjutan.

Komponen yang diletakkan pada permukaan PCB membuat akses ke persimpangan timah-PCB tidak tersedia atau kurang tersedia untuk membersihkan cairan, jika digunakan, dan juga dapat menjebak cairan tersebut.

Penting:

Beberapa pabrikan menentukan dua jenis komponen yang identik selain disuplai dengan atau tanpa sumbat. Merancang untuk satu jenis dan dipasok dengan jenis lainnya dapat berdampak besar pada aspek produksi. Jika lubang dibuat terlalu besar untuk memungkinkan sumbat melewati maka komponen dapat berakhir secara semi-acak setelah disolder. Hasilnya dapat terlihat sangat buruk pada produk yang menggunakan mis. Beberapa LED sebagai sumber cahaya. (Tanya saya bagaimana saya tahu :-)). Ketika menyolder LED di mana pelurusan penting, "cukup umum" untuk menggunakan jig pelurus untuk mempertahankan perataan selama penyolderan - dengan atau tanpa sumbat.

Mengebor lubang atau mendesain lubang yang lebih besar untuk mengakomodasi sumbat sehingga mereka melewati lubang adalah praktik yang sangat buruk dan dapat menyebabkan masalah keandalan jangka panjang. Lubang yang dihasilkan untuk memimpin clearance mungkin jauh lebih besar daripada yang semestinya dan dapat menyebabkan masalah solder dan penyolderan. Jika komponen disolder tangan oleh orang-orang dengan kesadaran akan masalah-masalah praktis dan yang juga mengambil tindakan yang tepat maka masalah mungkin minimal. Jika menyolder otomatis digunakan perawatan harus diambil untuk memastikan bahwa kualitas tidak terpengaruh.