传感器安装与焊接时的注意事项

传感器的处理和安装有很多方面，这对于实现最佳传感器性能至关重要。这些元素包括湿度敏感性，ESD考虑因素，机械冲击的影响，以及物理安装，放置和焊接。

本文是关于传感器的焊接，处理，保护和安装的“注意事项”的非详尽概述。它包括有用的提示，以及有关可以找到其他数据以做出明智决策和协助避免不必要问题的位置的信息。

湿度敏感度等级（MSL）

在NI/JEDEC J-STD-020D.1“联合工业标准：非密封固态表面贴装器件的湿度回流灵敏度分类”中建立并描述了湿度敏感度等级。 ¹

这些水平很重要，因为当封装暴露在焊料回流的高温下时，非密封封装内的水分蒸气压会急剧增加。包装材料与模具的分层，内部裂缝，粘合损坏，钢丝缩颈，粘合提升，模具提升，薄膜开裂以及粘合下方的缩孔是可能发生的一些问题。

在严重的情况下，水分引起的压力会导致“爆米花”现象，内部压力会导致包装膨胀和破裂，产生可听见的爆音。这通常发生在SMD设备上。

同样重要的是IPC/JEDEC J-STD-033A“联合工业标准：水分/回流敏感表面贴装器件的处理，包装，运输和使用”，它建立了正确的处理技术。例如，在环境温度≤30°C/60％RH下，典型的工厂地板寿命为一周。

静电放电（ESD）

如今，许多传感器都内置了ESD保护电路，可以承受2，000 V的人体模型（HBM）静电放电。仍应遵守JESD625A“处理静电放电敏感器件的要求”³中规定的适当ESD处理。

机械冲击

传感器封装或元件落在坚硬的表面上并不是一般的。当组件从高于5厘米的高度落下时，或者如果硬组件在组装过程中直接撞击它们，则应丢弃它们。芯片射击器和IC放置器也可能产生重复冲击，这些冲击可能超过某些传感器的生存能力。建议使用塑料或柔性尖端取放喷嘴，而不是金属喷嘴。传感器应该是放置在PCB上的最后一个元件，并且应该以最小的直接力放置。芯片射击器和IC放置器应具有放置力控制功能。应避免使用超声波PCB组件清洁，因为它会损坏MEMS传感器。

物理安装

传感器在PCB上的物理位置很重要，不正确的放置会影响性能。避免以下放置位置：

靠近PCB锚点或弯曲以避免过大的机械应力

环氧树脂部分覆盖传感器导致不对称机械应力

近热提升传感器温度，改变性能的点

直接在按钮下方以避免过度的机械应力和表面接触

在过度振动区域附近避免噪音降低

At距离封装的距离小于2 mm

图1是Kionix KXTI9正确和不正确PCB布局的比较，三轴±2，±4或±8- g硅微机械加速度计。

图1：不正确（顶部）和正确（底部）PCB布局。 （由Kionix提供。）

正如MEMS部件的典型情况一样，KXT19带有以下警告：“注意：ESD敏感和机械冲击敏感元件，不正确的操作会对设备造成永久性损坏。”

Kionix KXTI9，如下图2所示，是一款低功耗，高性能的三轴加速度计，带有数字I²C输出。加速度计包括公司的定向分接/双击功能，一种检测功能，报告检测到的每个分接头的加速轴和方向，并允许最多12个用户定义的功能命令。

图2：EVAL-KXTI9-1001中使用的KXTI9加速度计。

这种传感器的焊接涉及一些注意事项。

焊接指南

虽然为每个传感器定义特定的焊接配置文件是不切实际的，但建议使用为特定制造实践和应用定制的时间和温度回流焊配置文件。

可以使用标准的锡铅Sn63/Pb37焊膏或无铅焊膏。在测试替代焊料成分时，用户必须考虑以下问题：

所选材料是否与传感器引线上的电镀或电路板上指定的表面处理相容？

所选材料是否会影响可制造性？

传感器封装，无源元件和电路板本身的替代回流曲线的残余影响是什么？

组装时或焊接压力传感器，这里有一些重要的考虑因素：

元件应平放在PCB上并且必须保持水平。

如果传感器有压力端口或通气孔，这些应该是在焊接过程中用特氟隆胶带封闭。

使用干燥，无腐蚀性的空气而不是蒸汽，水或清洁剂，因为它们可能会影响传感器性能。

最高温度应约为250°C。

温度超过215°C的最大回流时间为75秒。

传感器超过125°C的总时间少于5分钟。

波峰焊是焊接通孔传感器的最佳方法。

SMT压力传感器安装

有关如何在安装和焊接过程中处理SMT压力传感器的有用指南。例如，应该通过盖子的侧面拾取传感器，或者在管式的情况下，通过管子本身拾取传感器。

管式传感器的一个例子是Measurement Specialties，Inc。的1451型SMD传感器（图3）

图3：1451 Tube SMD传感器由Measurement Specialties，Inc。提供以下是我们的例子，1451管SMD传感器的一些安装提示：

传感器底部的测量孔应该是开放的，没有障碍物。 PCB上的通风孔应直接排列在传感器量规孔下方，并且必须打开且畅通无阻。

使用波峰焊工艺时，请密封传感器压力端口。但是，手动焊接可以在不进行密封的情况下进行。

管型可以用小塑料盖密封，可以承受高温。

如果有压力孔，可用一块高温聚酰亚胺薄膜胶带密封。

凝胶填充型应手工焊接，因为暴露在波峰焊接的高温下会使凝胶燃烧。

最小焊接连接高度应为每英寸MIL-STD-2000A 0.008英寸（0.2毫米）。

直接安装在PCB上时，建议使用安装在传感器上的温度探头进行测试。/li》

仅焊接传感器一次。