Notizie PCB - Le preoccupazioni nascoste della saldatura senza piombo sui circuiti stampati (3)

Le preoccupazioni nascoste della saldatura senza piombo sui circuiti stampati (3)

Nella fase iniziale, l'autore ha utilizzato in primo luogo tre carenze principali come vuoti del giunto di saldatura, anello di saldatura galleggiante e baffi di stagno di piombo, indicando che la saldatura senza piombo ha una qualità sempre peggiore rispetto alla saldatura al piombo corrente. Infatti, ci sono più preoccupazioni nascoste che rendono inevitabilmente compromessa l'affidabilità della saldatura senza piombo. La presentazione di queste diverse qualità negative è ancora in attesa che l'industria e i fornitori combattano per la tempestività e intensifichino i loro sforzi per cercare di risolvere alcuni problemi dolorosi e alcuni noti e sconosciuti, altrimenti ci sarà un divario tra upstream e downstream e l'offerta e la domanda circostanti., Causando infinite dispute e infinite difficoltà. Le saldature senza piombo sono state perfezionate come SAC305 (S n 9 6,5%, A g 3,0%, C u 0,5%) o SAC405 (S n 9 5,5%, A g 4,0%, C u 0,5%), ecc. Le leghe nominali (NO mina 1) rapporto peso sono il mainstream. L'industria ha fatto un gran numero di test diversificati, stabilito esempi e consenso sulle tempistiche della temperatura e sulle modalità di guasto multiple disponibili per la produzione di massa, e ha guadagnato una certa fiducia pratica. È quasi impossibile per upstream e downstream spendere più energia e tempo su altre saldature in lega. Le aziende giapponesi utilizzano spesso leghe a basso punto di fusione "stagno-zinco-bismuto" (S n 89%, Z n 8,0%, B i 3,0%), o altri antimonii (S b), manette (G e) o nichel (N i) varie saldature; Infatti, i principali clienti OEM nelle regioni più basse d'Europa e negli Stati Uniti raramente concordano. Questo è il confronto tra SAC senza piombo e Sn63 (Relow) curva temperatura-tempo al piombo (PrOnle)

Tra i due saldatori tradizionali di stagno, argento e rame, SAC305 ha il sopravvento. Una ragione è che il costo dell'1% in meno di argento è naturalmente più economico. Il secondo è che la striscia lunga Ag3S n nel giunto di saldatura ha scarsa IMC. La riduzione. L'attuale brevetto della formula della lega S A C 3 O 5 è di proprietà congiunta di Senju Metals del Giappone e dell'Università dell'Iowa negli Stati Uniti. Tutti i fornitori di saldature in vari paesi devono pagare la tassa di brevetto. Per quanto riguarda la saldatura ad onda, waVeSolderin g e il processo di stagno spray del PCB, anche se SAC305 può essere utilizzato, per risparmiare sui costi, anche leghe stagno-rame più economiche (Sn99,3% per peso, Cu 0,7% per peso) possono essere utilizzate. Ma il suo punto di fusione è 10°C più alto di SAC305 e raggiunge 227°C. Inoltre, si prevede che il tempo di immersione dello stagno sia molto più lungo di quello di S n 6 3/P b 37, quindi il tempo di residenza alla temperatura di picco di 2 6 5-2 7 0 gradi Celsius deve essere cambiato dal piombo originale 3-4 Il secondo è esteso a 4-5 secondi.

E quando la quantità di rame nel bagno di saldatura di stagno di saldatura a onda o spruzzatura aumenta dello 0,2% di peso, la sua temperatura di liquefazione aumenterà di altri 6 ° C, che aumenterà il danno alle piastre e alle parti. Questo tipo di danno è ancora peggiore per tavole di grandi dimensioni e spesse, e spesso si traduce in una tragica fine alla delaminazione e allo scoppio della tavola. Una volta che la grande scheda bianca è stata spruzzata in stagno a 270°C, sarà più difficile per la successiva saldatura a immersione essere torturata da forte stress termico per 4-7 secondi. In termini di costi e qualità, vale davvero la pena riflettere due volte se utilizzare lega di stagno-rame 2 2 7 C per spruzzare stagno e saldatura ad onda. 2. micro-fori di interfaccia (1) La posizione del micro-foro di interfaccia Quando la saldatura (So1der) forma un giunto di saldatura (So1der Poi nt) sulla base del pad PCB (P ads), c'è spesso un sacco di verificarsi tra la base del pad di saldatura (riferendosi al rame e al nichel) e la saldatura principale del giunto di saldatura. Piccoli buchi. Tali micro-fori con un diametro inferiore a 40μm all'interfaccia sono infatti principalmente tra rame e stagno, e interlacciati e coesistono con IMC. Naturalmente, la IM C non può essere generata dove si verifica la microcavità e la sua forza di legame deve essere insufficiente.

(2) I problemi dei micro-fori di interfaccia I micro-fori nell'interfaccia non sono esattamente gli stessi dei fori nei giunti di saldatura che sono lontani dall'interfaccia. Ma per la forza di legame dei giunti di saldatura, un gran numero di micro-fori di interfaccia sono più letali. Queste differenze possono essere riconosciute dagli schermi micro-slice di alta qualità, o possono essere chiaramente giudicate dalle apparecchiature di ispezione a raggi X ad alta potenza e ad alta risoluzione. Una volta che si verifica il problema di resistenza del giunto di saldatura, tutte le prove saranno nascoste. I vuoti formati nell'interfaccia possono essere grandi o piccoli. Grandi fori di interfaccia oltre 40μm hanno una grande forza distruttiva sulla resistenza dei giunti di saldatura.

(3) La ragione principale dei micro-fori nell'interfaccia I trattamenti pratici saldabili sulla superficie dei pad PCB includono: stagno spray, argento ad immersione, stagno ad immersione, OSP ed ENIG. I primi quattro sono tutti basati sul rame come base IMC, mentre l'oro ad immersione in nichel utilizza nichel elettroless come base di saldatura per formare Ni3Sn4. Infatti, per la saldatura SMT ad alta densità, il processo di spruzzatura dello stagno spesso non è adatto. Gli altri quattro strati di trattamento superficiale avranno tutti la partecipazione di materia organica. Quando vengono incrinati in gas ad alta temperatura e non riescono a fuggire nel tempo, naturalmente devono rimanere in posizione per formare microcavità. Infatti, Gongqu S n, IA g, OSP e altri film e strato d'oro ENIG, ecc., agiscono solo come pellicola protettiva per il rame inferiore e il nichel inferiore in modo che non si ossidano e resistano alla saldatura, e non sono coinvolti nella saldatura (eccetto IS n). reazione. Pertanto, è noto che più sottile è lo spessore, meno materia organica sarà e minore è la possibilità di micro-fori di interfaccia, ma più sottile il film non sarà in grado di raggiungere la funzione di protezione della saldatura. Oltre allo strato di trattamento superficiale stesso, la ragione dei micro-fori nell'interfaccia è da biasimare. Inoltre, la formula del flusso, il profilo della temperatura di saldatura, la pulizia della superficie del pad, l'assorbimento d'acqua della pasta di saldatura e il design del pad saranno tutti l'interfaccia. La causa della microcavità. Allo stato attuale, al fine di ridurre l'altezza di assemblaggio e risparmiare sui costi, alcuni dei piedini di estensione originali QF P (Quad F1at Package) Gu11 ala o gancio piedi J-1 testa, ecc., alcuni prodotti saranno annullati e la periferia esterna del fondo addominale del componente sarà progettata direttamente sopra Pad, la superficie della scheda PCB corrisponde anche al pad aggiuntivo, Utilizzare direttamente la pasta di saldatura per la saldatura faccia a faccia, in particolare chiamata Quad F1at NO-1ead (Q FN). Questo tipo di giunto di saldatura Q FN nuovo di zecca ha già avuto molti vuoti nelle pianure centrali e la saldatura senza piombo aggiungerà carburante al fuoco. Inoltre, lo strato puro di placcatura di stagno sul lato tagliato del fondo ventrale del componente causerà la crescita di baffi di stagno adiacenti l'uno all'altro sarà un altro dolore confidente. La sinistra è il vuoto nell'applicazione del giunto di saldatura del piede della palla BGA; La destra è il vuoto nel giunto di saldatura completamente piatto QFN. Tuttavia, se viene ricevuto il centro del pad quadrato più grande del corpo del pacchetto, è dovuto al collegamento irregolare della pasta termica

(4) Ipotesi dei micro fori di interfaccia Poiché ci sono troppe cause di vuoti in vari giunti di saldatura (quelli con miscele senza piombo e piombo hanno più vuoti), non è facile distinguere accuratamente i microvuoti di interfaccia. Si propongono due ipotesi principali: 1. La superficie di rame è contaminata, come tracce di vernice verde. 2. rugosità eccessiva o altro inquinamento sulla superficie di rame, o adesione di umidità, ecc. (5), un altro vuoto Kirkendall Nel momento in cui la base di rame subisce la saldatura ad alto calore, quando il tasso di dissoluzione del suo rame nello stagno liquido è irregolare, un altro tipo di sostituto sarà formato tra il Cu6Sn5IMC cresciuto e il rame inferiore, in modo che gli atomi vicini non possano muoversi. (Disp1acement) e la formazione di micro-fori, chiamati K-fori. Di solito quando il bordo saldato è continuamente sottoposto ad impatto ad alta temperatura, questi fori K diventeranno gradualmente più grandi e più grandi, il che causerà anche il problema di resistenza insufficiente del giunto di saldatura. Attualmente, la ricerca su questo tipo di foro K non è ancora popolare. Si tratta di saldatura senza piombo e invecchiamento ad alta temperatura. Il foro K visto dalla superficie diurna del SEM può chiaramente identificare che esiste tra il rame inferiore e il lungo spessore IMC