Leiterplattentechnisch - IMC und Zinnhaar für bleifreies Löten (2) Blei- und bleifreies IMC

Leiterplattenhersteller, IMC and tin whisker for lead-free soldering (2) Leaded and lead-free IMC

1. Lead metal whose work is in welding
Low-temperature soft soldering of Leiterplatten has always been based on eutectic (or eutectic) tin-lead alloy (S n 6 3 / Pb 37). Nicht nur die Qualität ist gut, einfach zu bedienen, und zuverlässig, aber auch die Technologie ist ausgereift, die Versorgung ist intakt, und der Preis ist niedrig. Diese sind alle auf die Teilnahme von Lead zurückzuführen. Sein einziger fataler Nachteil ist, dass es giftig und schädlich für den menschlichen Körper ist. Heutzutage, Blei muss entfernt werden, wenn Umweltschutz zuständig ist. Nicht nur die Leistung aller Arten bleifreier Lote ist denen mit Blei weit unterlegen, aber es gibt keinen Ersatz dafür. Als ich für immer gehen wollte, I suddenly thought of [Lead], wo ist das Heilige? Und wie kann es so außergewöhnlich sein? The following is a summary of some of the important functions of lead in soldering for you to understand :
This is a homogeneous structure of tin-lead alloys in various proportions

A. Blei kann leicht mit Zinn in jedem Verhältnis zu einer homogenen Legierung geschmolzen werden. Es gibt keine inkompatiblen D en drite SIMC untereinander. Höchstens, it is only divided into lead rich area (Lead Rich area), das ist ein einzelner Farbbereich nach dem Mikroätzen. The lead content is between 50-70%wt), or the tin rich area (the tin rich area is black after microetching, and the tin content is 5 to 80%wt). Blei ist das einzige Metall, das eng mit Zinn zusammenarbeiten kann.
B. Blei ist 11-mal billiger als Zinn, die Kosten für Löt reduzieren können. Darüber hinaus, wenn Blei vorhanden ist, Die Geschwindigkeit der Auflösung des festen Cu in der Flüssigkeit S n wird verlangsamt, die das Auftreten von verzweigten stummen IMC in der Lötstelle reduzieren kann, und die Lötfestigkeit in einem sehr homogenen Zustand verbessern.

C. Der Schmelzpunkt von Blei beträgt 32 2 Grad Celsius, und der Schmelzpunkt von Zinn ist 2 3 1 Grad Celsius. Nach dem Legieren, der Schmelzpunkt sinkt. Die eutektische Zusammensetzung ist S n 6 3 /P b 37 m. p. Nur 183 Grad Celsius, keine Schäden an elektronischen Teilen und Leiterplatten.
D. Zinnhaare wachsen nicht mehr nach dem Hinzufügen von Blei zu mehr als 2 O%, und die verschiedenen Formeln der Zinn-Blei-Galvanik sind sehr ausgereift, Das ist sehr bequem für die Galvanik von Teilefüßen und PC B. Natürlich, Der Zinn-Bleifilm oder die Lötstellen wachsen nicht lange.
E. The lead-tin alloy S n 6 3 has a low surface tension (380 dyn e/2600°C, which means less cohesion), geringer Wärmeverbrauch, und einfaches Löten. The soldering time is very short (average 0.7 seconds), und der Kontaktwinkel Sehr klein. Der bleifreie SAC305, das vielversprechendste ist, um zum Mainstream zu werden, seine Oberflächenspannung ist so hoch wie 460 dyne/260°C, Die Zinn-Tauchzeit ist so lang wie 1.2 Sekunden, und der Kontaktwinkel ist 4 3-4 4°. Die Lötpads setzen Kupfer oft frei, wenn es nicht einfach ist, Zinn zu verlieren.
F. Die Blei-Zinn-Legierung ist sehr weich, und die Struktur ist fein und gleichmäßig nach der Erstarrung, und es ist nicht leicht zu knacken. SAC305 has a hard texture after curing (B a 1l S h e ar Te S t’s false high reading value, was oft bleifrei verursacht ist besser als bleifrei irreführend, und die heterogene Struktur ist rau und leicht zu knacken.
2. IMC of tin-silver-copper lead-free solder processed by SMT
In terms of SAC305 (3.0% Ag, 0.5% Cu und der Rest sind S n, SAC305 for short), Es ist sehr schwierig, eine gleichmäßige Verteilung der Komponenten während der Herstellung zu erreichen. Daher, Es ist fast unmöglich, eine homogene eutektische Gesamtzusammensetzung zu erreichen. möglich. Es ist unmöglich, den Homogenitätszustand von Sn63 zu erreichen/Pb37 während des Heiz- und Kühlprozesses ohne Durchgang durch einen Pasty State, aber direkt hin und her zwischen Verflüssigung und Erstarrung, und seine Struktur kann fast den homogenen Zustand ohne offensichtliche Dendriten erreichen.
Während der SAC305-Abkühlung, Einige Teile des reinen Zinns verfestigen sich zuerst zu Beginn, und es wird zerstreut, um einen Ast-ähnlichen Rahmen zu bilden. Wenn andere verbleibende flüssige Materialien in jedem leeren Rahmen weiter abkühlen und erstarren, sie/Sie schrumpften und schrumpften, and then form Slightly cracked constriction (the central part of the outer surface where a piece of solder finally cools). Sobald Vibrationen während des Transports auftreten, verschiedene Mikrorisse können sich ausdehnen, was zu schlechter Festigkeit führt. Unless the SAC305 can be welded with a rapid cooling rate (for example, 5-6°C/SeC), wird die Gesamtstruktur empfindlicher werden unter der Bedingung, das Aussehen der Äste zu verringern und homogener zu sein.
It is difficult for the non-homogeneous solder alloy in lead-free soldering to reach the ideal state of eutectic

The melting point of tin is 231°C, Silber ist 961°C, Kupfer ist 1083°C, und der mp von SAC305 ist nur 217°C. Daher, Es ist bekannt, dass die Zugabe von 3% Silber und 0.5% Kupfer hat den Effekt der Senkung des Schmelzpunktes der Legierung erreicht. Die Zugabe von Ag kann auch die Härte und Festigkeit der Lötstelle erhöhen, aber es wird auch schnell eine lange IMC von Ag3S n in der Lötstelle bilden, die sich nachteilig auf die langfristige Zuverlässigkeit auswirken. Nach Zugabe von Kupfer, Es gibt einen weiteren Vorteil der Verringerung der Infiltration von zusätzlichem Kupfer. In bleifreiem Lot zum Wellenlöten, sobald die Kupfermenge 1 übersteigt.0% nach Gewicht, Nadelförmige Kristalle erscheinen oft innerhalb und auf der Oberfläche der Lötstelle. Nicht nur die Festigkeit wird reduziert, aber auch das Problem des Kurzschlusses, wenn der Nadelkörper zu lang ist.
Wellenlöten Leiterplattenbearbeitung, whether it is SAC or tin-copper alloy (99.3Sn, 0.7Cu), anfällig für übermäßige Kupferkontamination. Der allgemeine Weg, das Problem zu lösen, besteht darin, Zinn oder Zinn und Silber anstelle von Kupfer hinzuzufügen, wenn. Allerdings, Die Verbesserung des Managementprozesses erfordert noch viel praktische Erfahrung.
Wenn die Kupferkontamination beim Bleiwellenlöten zu hoch ist, Die zu lötende unebene Oberfläche wirkt sich nachteilig auf die Festigkeit der Lötstellen aus.