Technologie PCB - ​ Salle de conférence PCBA: ajout d'autres métaux traces à la pâte à souder

Jusqu'à présent, "étain" reste le meilleur matériau de soudage et la composition de la pâte à souder sans plomb est également à base d '"étain", mais le "Plomb" est éliminé.

L'étain pur a un point de fusion allant jusqu'à 231,9 ° c. en fait, il ne convient pas au soudage d'assemblage PCBA en général. En d'autres termes, certaines pièces électroniques ont encore du mal à répondre à des exigences de température aussi élevées. Par conséquent, la soudure dans les assemblages de carte de circuit doit être en "étain" comme matériau principal. On ajoute ensuite d'autres soudures d'alliage telles que l'argent (AG), l'indium (in), le zinc (Zn), l'antimoine (Sb), le cuivre (Cu), le Bismuth (Bi)... Et d'autres métaux à l'état de traces pour abaisser leur point de fusion dans le but principal de la production à grande échelle et des économies d'énergie.

Connaissez - vous le but de l'ajout de ces métaux traces à la soudure?

Le but secondaire de l'ajout d'autres métaux est d'améliorer les exigences particulières du point de soudure, telles que l'amélioration de la ténacité et de la résistance de la soudure pour obtenir des propriétés mécaniques, électriques et thermiques idéales.

Ainsi, lorsque la teneur en "Plomb" n'est pas régulée, la composition de la pâte à souder est majoritairement de l'étain - plomb sn63pd37 dont le point eutectique peut être abaissé de manière significative jusqu'à 183°c. Par example, les pâtes à souder actuelles sans plomb, additionnées d'une petite quantité d'argent, permettent d'abaisser leur point eutectique à 217°c lorsque le sac 305 (étain - argent - cuivre) est réalisé en cuivre, tandis que l'addition d'une petite quantité de cuivre et de nickel permet d'obtenir un SCN (étain - cuivre - nickel) dont le point d'eutectique devient 227°c, le tout meilleur que l'étain pur.

Pourquoi le point eutectique de deux métaux à point de fusion élevé diminue - t - il considérablement lorsqu'ils sont mélangés dans une certaine proportion?

L'étain reste de loin le meilleur matériau de soudage de pièces électroniques au monde et les autres métaux couramment utilisés avec l'étain sont: l'argent (AG), l'indium (in), le zinc (Zn), l'antimoine (Sb), le cuivre (Cu) et le Bismuth (Bi). On trouvera ci - après une brève description des caractéristiques et des utilisations des métaux traces susceptibles d'être contenus dans ces pâtes à souder:

Argent (AG):

En général, l'ajout d'argent (AG) à la pâte à souder est destiné à améliorer la mouillabilité de la soudure, à renforcer la résistance du point de soudure et à améliorer la résistance à la fatigue. L'ajout de "Silver" favorise le passage du produit au test du cycle chaud et froid, mais si la teneur en "Silver" est trop élevée (plus de 4% en poids), les points de soudure deviennent au contraire cassants.

Indium (in):

L'indium (in) est probablement l'élément ayant le point de fusion le plus bas que l'on trouve dans les métaux pouvant former un alliage avec l'étain. La température minimale de l'alliage indium - étain (52in48sn) peut atteindre 120 ° C, 77,2 SN / 20 in / 2,8 AG. Le point de fusion de l'alliage est plus bas, seulement 114 ° c. Les soudures cryogéniques sont un meilleur choix pour certaines occasions spéciales, mais ne semblent pas convenir à l'ensemble de l'industrie de l'assemblage électronique à l'heure actuelle. L'indium a de très bonnes propriétés physiques et de mouillage, mais l'indium est très rare et donc très coûteux, sans possibilité d'application à grande échelle.

Zinc (Zn):

"Zinc (Zn)" est un minéral très commun, donc le prix est très bon marché et presque différent du prix du plomb. Bien que le point de fusion de l'alliage Zinc - étain soit inférieur à celui de l'étain pur (91,2 SN 8,8 Zn point de fusion 200°C), la différence n'est pas si prononcée et le zinc présente un inconvénient majeur, il réagit rapidement avec l'oxygène (o 2) de l'air. Une couche d'oxyde stable est formée, ce qui entrave la mouillabilité de la soudure. Lors du soudage à la vague, ce résultat génère une quantité importante de scories et affecte même la qualité du soudage. En conséquence, les procédés modernes de soudage des alliages de zinc ont été progressivement exclus.

Bismuth (Bi):

Le "Bismuth" est également très visible dans la réduction du point de fusion des alliages d'étain. Sn42bi58 a un point de fusion aussi bas que 138 ° C, tandis que sn64bi35ag1 a un point de fusion de seulement 178 ° c. S'il s'agit d'un alliage étain / plomb / bismuth, le point de fusion du bismuth peut être aussi bas que 96 degrés Celsius. Le "Bismuth" a de très bonnes propriétés mouillantes et de meilleures propriétés physiques. Après la popularité de la soudure sans plomb, sa demande a considérablement augmenté, principalement pour certains produits de PCB qui ne peuvent pas être soudés à haute température. Par exemple, certains appareils d'éclairage utilisent des LED soudées sur des plaques flexibles.

La résistance insuffisante des points de soudure et la fragilité de l'alliage étain - Bismuth sont ses plus grands inconvénients, c'est - à - dire que la fiabilité n'est pas élevée. Par conséquent, certaines personnes ajoutent une petite quantité d '« argent» pour améliorer la résistance du point de soudure et la résistance à la fatigue. Malheureusement, sa force reste insatisfaisante. Une attention particulière doit être apportée au choix de cet alliage de soudure cryogénique ou une colle peut être ajoutée pour renforcer sa résistance aux chocs et à la fatigue.

Nickel (ni):

L'ajout de « Nickel (ni) » à la soudure ne vise pas à abaisser le point de fusion. Parmi les proportions d'alliage Nickel - étain, l'étain pur à 100% a le point de fusion le plus bas. La raison de l'ajout d'une petite quantité de "NICKEL" dans la soudure est purement d'inhiber la dissolution du substrat de cuivre lors du soudage du PCB, en particulier lors du soudage à la vague (Wave soldeirng), afin d'éviter les morsures de cuivre sur la plaque OSP. En règle générale, il est recommandé d'utiliser des barres d'étain avec un alliage "NICKEL" sncuni (SCN) (barres d'étain soudées).

Cuivre (Cu):

L'ajout d'une petite quantité de « cuivre (Cu) » à la pâte à souder peut renforcer la rigidité de la soudure, ce qui augmente la résistance du point de soudure. Une petite quantité de cuivre peut également réduire la corrosion de la soudure sur la tête du fer à souder. La teneur en cuivre de la pâte à souder est généralement nécessaire. Le rapport pondéral est de 1%, si plus de 1%, la qualité de la soudure peut être affectée.