PCB Tecnico - ​ Sala conferenze PCBA: aggiunta di altri metalli in traccia alla pasta di saldatura

Finora, "stagno" è ancora il miglior materiale di saldatura e la composizione della pasta di saldatura senza piombo è anche basata su "stagno", ma il "piombo" viene rimosso.

Il punto di fusione dello stagno puro è alto fino a 231.9°C. Infatti, non è adatto per la saldatura generale del gruppo PCBA. In altre parole, alcune parti elettroniche sono ancora difficili da soddisfare requisiti di temperatura così elevate. Pertanto, la saldatura nel gruppo del circuito stampato deve essere fatta di "stagno" come materiale principale. Poi aggiungere altri saldatori in lega, come argento (Ag), indio (In), zinco (Zn), antimonio (Sb), rame (Cu), bismuto (Bi)... e altri metalli in traccia per ridurre il suo punto di fusione per raggiungere lo scopo principale della produzione di massa e il risparmio energetico.

Conoscete lo scopo di aggiungere questi metalli in traccia nella saldatura?

Lo scopo secondario dell'aggiunta di altri metalli è quello di migliorare i requisiti speciali dei giunti di saldatura, come migliorare la durezza e la resistenza della saldatura per ottenere proprietà meccaniche, elettriche e termiche ideali.

Pertanto, quando il contenuto di "piombo" non era regolato, la composizione della pasta saldante era per lo più stagno-piombo Sn63Pd37, e il suo punto eutettico poteva essere drasticamente ridotto a 183°C. Quando SAC305 (stagno-argento-rame) è realizzato con rame, il suo punto eutettico può essere ridotto a 217°C, mentre aggiungendo un po 'di rame e nichel per fare SCN (stagno-rame-nichel), il suo punto eutettico diventa 227°C, tutti migliori del puro Il punto di fusione dello stagno è basso.

Perché il punto eutettico di due metalli con alto punto di fusione diminuisce notevolmente dopo essere stati mescolati insieme in un certo rapporto?

Fino ad ora, "stagno" è ancora il miglior materiale di saldatura per parti elettroniche al mondo, e altri metalli che sono solitamente utilizzati in combinazione con lo stagno includono: argento (Ag), indio (In), zinco (Zn), antimonio (Sb), rame (Cu) e bismuto (Bi)... Di seguito riportiamo una breve descrizione delle caratteristiche e degli usi dei metalli in traccia che possono essere contenuti in queste paste di saldatura:

Argento (Ag):

In generale, aggiungere "argento (Ag)" alla pasta di saldatura è per migliorare la bagnabilità della saldatura e per rafforzare la forza del giunto di saldatura e migliorare la resistenza alla fatica. L'aggiunta di "argento" fa bene al prodotto per superare il test del ciclo caldo e freddo, ma se il contenuto di "argento" è troppo alto (oltre il 4% in peso), i giunti di saldatura diventeranno invece fragili.

Indio (In):

L'indio (In) può essere l'elemento con il punto di fusione più basso trovato nei metalli che possono formare una lega con lo stagno. La temperatura più bassa della lega di stagno di indio (52In48Sn) può raggiungere 120°C e 77.2Sn/20In/2.8Ag Il punto di fusione della lega è ancora più basso, solo 114°C. La saldatura a bassa temperatura è una scelta migliore in determinate occasioni speciali, ma sembra attualmente non adatto per l'intera industria dell'assemblaggio elettronico. L'indio ha ottime proprietà fisiche e umide, ma l'indio è molto raro, quindi è molto costoso e non ha la possibilità di applicazione su larga scala.

Zinco (Zn):

"Zinco (Zn)" è un minerale molto comune, quindi il prezzo è molto economico, quasi molto diverso dal prezzo del piombo. Anche se il punto di fusione della lega di zinco-stagno è inferiore a quello dello stagno puro (91.2Sn8.8Zn punto di fusione 200°C), la differenza non è così evidente e lo zinco ha un difetto molto grande, reagirà rapidamente con ossigeno (O2) nell'aria., Si forma uno strato di ossido stabile, che ostacola la bagnabilità della saldatura. Nel processo di saldatura ad onda, questo risultato produrrà una grande quantità di scorie e influenzerà anche la qualità della saldatura. Pertanto, il moderno processo di saldatura delle leghe di zinco è gradualmente escluso.

Bismuto (Bi):

"Bi" è anche molto evidente nella riduzione del punto di fusione delle leghe di stagno. Il punto di fusione di Sn42Bi58 è di 138°C, mentre il punto di fusione di Sn64Bi35Ag1 è di soli 178°C. Se è una lega di stagno/piombo/bismuto Il punto di fusione del bismuto può essere basso fino a 96 gradi Celsius. "Bismuth" ha ottime proprietà umide e migliori proprietà fisiche. Dopo che la saldatura senza piombo è diventata popolare, la sua domanda è aumentata significativamente e viene utilizzata principalmente in alcuni prodotti PCB che non possono essere saldati alle alte temperature. Ad esempio, alcune luci utilizzano LED saldati su una scheda flessibile.

La mancanza di forza del giunto di saldatura e fragilità della lega di stagno-bismuto è il suo più grande svantaggio, cioè, la sua affidabilità non è buona. Pertanto, alcune persone aggiungono una piccola quantità di "argento" per migliorare la forza del giunto di saldatura e la resistenza alla fatica. Purtroppo, la sua forza è ancora insoddisfacente. Particolare attenzione deve essere prestata quando si sceglie questo tipo di lega di saldatura a bassa temperatura, o può essere integrata con colla per rafforzare la sua resistenza agli urti e resistenza alla fatica.

Nichel (Ni):

Aggiungere "Nichel (Ni)" alla saldatura non significa abbassare il punto di fusione. Nel rapporto lega nichel-stagno, lo stagno puro al 100% ha il punto di fusione più basso. Il motivo per cui una piccola quantità di "nichel" viene aggiunta alla saldatura è puramente per sopprimere PCB La dissoluzione del substrato di rame durante il processo di saldatura, in particolare nel processo di saldatura ad onda PCB (Wave Soldeiring) per prevenire il verificarsi di morsi di rame sulla scheda OSP. Generalmente, si consiglia di utilizzare un'asta di latta con una lega SnCuNi (SCN) (Solder-bar).

Rame (Cu):

L'aggiunta di una piccola quantità di "rame (Cu)" alla pasta di saldatura può rafforzare la rigidità della saldatura, in modo da poter aumentare la resistenza del giunto di saldatura. Una piccola quantità di rame può anche ridurre la corrosione della saldatura sulla punta del saldatore. Il contenuto di rame nella pasta di saldatura è solitamente richiesto Il rapporto peso è entro l'1%, se supera l'1%, la qualità della saldatura può essere compromessa.