Leiterplattentechnisch - IMC? Die Beziehung zwischen PCB-Schweißfestigkeit und IMC

Bei der Montage und dem Löten von Leiterplatten, Ich höre oft den Begriff IMC. Was genau ist IMC? Welche Rolle spielt es im Prozess der Leiterplattenlöten? Wird es die Festigkeit nach dem Schweißen beeinflussen? Was ist also die Dicke des IMC, um vernünftiger zu sein?

Im Folgenden finden Sie eine Einführung in die Beziehung zwischen PCB-Lötstärke und IMC.

1. Was ist IMC?

IMC ist die Abkürzung für [intermetallische Verbindung], und das Chinesische sollte in [intermetallische Verbindung] oder [intermetallische Verbindung] übersetzt werden.

Und IMC ist eine chemische Formel, keine Legierung, noch ein reines Metall.

Da IMC eine chemische molekulare Zusammensetzung ist, muss Energie zur Bildung von IMC gegeben werden, weshalb die Lötpaste während des Lötprozesses erhitzt werden muss, und nur reines Zinn (Sn) in der Zusammensetzung der Lötpaste kann mit der Kupferbasis interagieren. OSP, I-Ag, I-Sn)) oder Nickelbasis (ENIG) durchläuft eine Diffusionsreaktion in starker Hitze. Dadurch entsteht eine starke Grenzflächeninterritoriale IMC.

2. Was ist der Unterschied zwischen [Legierung] und [intermetallische Verbindung]?

Die Grenzflächenmetallverbindung ist eine Verbindung, die aus mehr als zwei Metallelementen in einem "festen Verhältnis" gebildet wird. Es ist das Ergebnis einer "chemischen Reaktion" und ist eine reine Substanz. Zum Beispiel solche Substanzen wie Cu6Sn5, Ni3Sn4, AuSn4... etc.

Eine Legierung ist eine Mischung aus zwei oder mehr Metallen. Das Verhältnis ist nicht fest und kann jederzeit angepasst werden. Es ist nur notwendig, verschiedene Elemente gleichmäßig miteinander zu mischen.

Man kann also sagen, dass Männer und Frauen gemischt Legierungen genannt werden; Und die Kinder, die nach der Vereinigung von Männern und Frauen geboren wurden, werden Verbindungen genannt. Wird diese Metapher geschlagen?

3. Da es "Lötpaste" genannt wird, warum gibt es andere Metallkomponenten darin?

Denn der Schmelzpunkt von reinem Zinn ist bis zu 232°C, die nicht einfach zu verwenden ist für allgemeine Leiterplatte Montage und Löten, oder aktuelle elektronische Teile können eine solche hohe Temperatur nicht erreichen, also muss es hauptsächlich Zinn sein, und dann werden andere Legierungslöte hinzugefügt, um seinen Schmelzpunkt zu reduzieren, um den Hauptzweck der Massenproduktion und Energieeinsparung zu erreichen, und der sekundäre Zweck ist, die Zähigkeit und Festigkeit der Lötstelle zu verbessern.

Zum Beispiel, wenn man eine kleine Menge Silber und Kupfer hinzufügt, um SAC305 herzustellen, sinkt sein eutektischer Punkt auf 217°C. Durch Hinzufügen von Kupfer und Nickel zur Herstellung von SCNi wird sein eutektischer Punkt 227ºC. Das ist eine sehr interessante Frage. Warum sinkt der eutektische Punkt zweier Metalle mit hohem Schmelzpunkt stark nach dem Mischen in einem bestimmten Verhältnis? Interessierte Freunde können zunächst das metallographische binäre Gleichgewichtsdiagramm von Zinn-Blei als Referenz finden. Einmal.

4. Ich sehe oft die chemischen Formeln von Cu6Sn5, Ni3Sn4, Cu3Sn, AuSn4, Ag3Sn und PdSn4 in IMC. Was ist die Bildung und Lage dieser chemischen Formeln?

Die Oberflächenbehandlung von Kupferbasis PCB, wie OSP (organische Lötmaske), I-Ag (Tauchsilber), I-Sn (Tauchzinn), HASL (Zinnspray) und Lötpaste, in hohem Wärmereflow Die gutartige IMC Cu6Sn5 wird im Ofen gebildet. Wenn die Zeit vergeht oder die Leiterplatte zu lange durch den Reflow-Ofen geht, regeneriert sie langsam das minderwertige IMC Cu3Sn.

Nickelbasis oberflächenbehandelte Leiterplatten, wie ENIG, ENXG, und ENEPIG, Nach der Kombination mit Lötpaste in einem Hochhitzereflow-Ofen bildet IMC Ni3Sn4 gutartiges IMC Ni3Sn4.

Gold (Au), Silber (Ag), Palladium (Pd) können auch AuSn4-, Ag3Sn- und PdSn4-Verbindungen mit Zinn (Sn) bilden, aber es ist ein wanderndes IMC, das schädlich für die Festigkeit von Lötstellen ist. Die größte Rolle von Gold und Silber auf dem Lötpad besteht darin, das untere Nickel und das untere Kupfer vor Rost zu schützen. Je dicker das Gold und Silber, desto schwächer die Lötstellenfestigkeit, aber es kann nicht so dünn sein, dass es das untere Nickel und das untere Kupfer nicht vollständig abdecken kann. Andernfalls wird es nicht in der Lage sein, das untere Nickel oder das untere Kupfer zu schützen.

5. Was ist die Stärke der verschiedenen IMC?

Erinnern Sie daran, dass Schweißen eine chemische Reaktion ist.

Nehmen Sie das kupferbasierte Lötpad als Beispiel, gutes Löten erzeugt sofort η-Phase (siehe Eta) gutartiges Cu6Sn5, und es wird mit der Ansammlung von Löthitze und Alterungszeit dicker werden.

Im Alterungsprozess wächst die Lötstelle bösartig ε-Phase (lesen Sie Epsilon) bösartig Cu3Sn auf dem ursprünglichen Cu6Sn5. Im Allgemeinen ist die Schweißfestigkeit der Kupferbasis besser als die der Nickelbasis, und die Zuverlässigkeit ist auch höher.

Das dickere Nickel-basierte Nickel-Eintauchgold und galvanisiertes Nickel-Gold Gold haben eine dünnere IMC und können leichter Goldbrüchigkeit bilden. Erst nachdem AuSn4 migriert, bildet die Nickelbasis Ni3Sn4, aber seine Stärke ist das Original Nicht so gut wie Cu6Sn5.

6. Ist die Dicke des IMC je dicker desto besser?

Solange die Schnittstelle IMC wächst und gleichmäßig wächst, reicht es aus, weil die IMC mit der Ansammlung von Zeit und Wärme wächst und dicker wird. Wenn das IMC zu dick wird, verschlechtert sich die Festigkeit und es wird spröde. Das ist ein bisschen wie der Zement zwischen Ziegeln und Ziegeln. Die richtige Menge Zement kann verschiedene Ziegel kombinieren, aber wenn der Zement zu dick ist, kann er leicht nach unten gedrückt werden.

Die Erzeugungsgeschwindigkeit von IMC ist grundsätzlich proportional zum Quadrat von Zeit und Temperatur.

Das obige ist eine Einführung darüber, was IMC ist und die Beziehung zwischen PCB-Lötstärke und IMC.