PCB技術 - 回路 基板の無鉛波はんだ付けの汚染

鉛フリーはんだ接合の汚染 回路 基板

鉛汚染による溶接点の浮上

PCB ZのCTEにより方向は約55〜60 ppm/摂氏度, プラス305 305のより柔らかいはんだ, CTEは約22 ppm/摂氏度;ウェーブはんだ付け, 貫通孔リング表面とはんだとの間のIMC，少量の鉛の障害により成長が悪いとき, リング表面からのはんだ接合の亀裂発生. IMCがよく成長し強いとき, 半田接合自体の引き裂きも発生する. 多数のはんだリングフローティング亀裂の統計から, 小孔と小環（14 mm以下）の亀裂が少ないことが分かった。もちろん, これはホール内のはんだの量による, 異なる熱による違いの効果は.

回路 基板の鉛フリーはんだ付けまたはリフローはんだ付けにおいて、一部のはんだ接合部の部分足のはんだ付け可能なフィルムがまだ遷移期間の間に錫－鉛または鉛－錫－鉛処理層（Sn 36 Pb 2 Ag、177℃）を使用している場合、その後、固化工程中に半田接合を形成する。少量のリードは、押し出されて、PCB銅パッドの最終的な冷却点に移されます。リードの閉塞により、必要な良性IMC（C U 6 Sn 5）をはんだ付け中にスムーズに製造することができず、179℃のSn／Pb／Agの融点を有する3元合金がさらに形成され、強度が大幅に減少する。そして、しばしばスルーホールリング表面接合の収縮のために、先細りの溶接体は表面亀裂を生じる。そして、銅リングさえサブストレートから持ち上げる。少量の鉛汚染では、はんだ接合部の割れや銅リングの浮きはほとんど避けられず、上記のZ方向への収縮やはんだとの同期が外れていることよりも、その機会が多い。

このとき、不良モード（故障モード）を確認するために、マイクロセクション法を用いることができる。または、示差走査熱量測定（DSC）は、SAC 305の各局所半田接合の融点を測定するために使用することができるか？局所MPが210℃より低いと、少量の鉛またはビスマスの影響を受けることが確認され、その結果、好ましくない特性は融点を低下させる「日本の顧客に好まれる低温はんだで、ほぼ確実な浮き割りが発生する。

はんだ接合割れのもう一つの重要な理由は、はんだ接合部の局所領域の少量の鉛が第2の最大のグループとなることであり、305において錫と銀との局部的なSn 36 Pb 2 Ag 3元合金を形成することである。共晶点（eutecticmp）は，溶接体の最終凝固域となる177°c°cであり，不十分な強度下での亀裂の感受性スポットとなることが多い。従って、はんだ接合部は、鉛及び錫が多量に形成されており、材料の均一性及び強度は、鉛の寄与であることが知られている。しかし、鉛が微量の汚染になると、不均一な材料によって強度が不足する。エンジニアは、記入しなければなりません。

ビスマス汚染

ビスマス汚染の可能性のある源はSn 8 Zn 3 Bi（mp 191-1995°C、日本の家電製品はNECなど）を使用することをよく指定している。このようなピーク溶接(またはリフロー溶接)はんだは低融点で安価である、また、亜鉛含有量を減少させることもできる. 水分が錆びる傾向. 別の種類のはんだ, SnAgBi（工業的にもmp 215摂氏度を使用し、しかし、それはより脆くて、ウィスキー. 他のビスマスの供給源は、鉛めっきされた錫−ビスマス合金のはんだ付け可能な膜である, あるいは、他の共晶を用いることもできる。合金42 Sn 58 Bi（m.P 138°C）は、熱浸漬処理による薄膜である。このフィルムは延性が悪いが、高い脆性を有する, また、その後の曲げ中に割れやすい傾向がある. はんだはビスマスを含んでいるので, 高温で銅表面に移動する., フォローアップの簡単な割れのトラブルを引き起こす, なので、私はマットの表面を, しかし、黒いマットの問題を引き起こすのは簡単です. 損失の原因は何か?

低融点合金の損傷によって十分なはんだ接合強度が生じることがあると考えられるならば、加熱中の急激な熱流の変化の下で、はんだの融点を見つけるために、熱走査カードメータ（DCS）法を使用することができる。

すず池の銅汚染

SAC 305またはSAC 3807はんだ中の元の銅含有量は0.5%であると0.7%ByWT，それぞれ. 基板表面の銅は連続波はんだ付け作業中に連続的にプールに溶解する. 一般的な経験では、銅含有量が上昇すると、総融点（mp）も増加する。しかし, 設定された動作溶接温度（260-265°C）と走行速度（例えば1.0-1.2 m/min）で、それは確かに大量生産では不可能です. どんな変化でも. 結果的に, 溶接温度と融点との間の低下が小さくなり（すなわち動作範囲の大きさ）、粘度が高くなる。結果的に, 橋の上の堅い間隔の間のブリッジと短絡 プリント配線板板面, もちろん, 反応のように徐々に増加する.

また、銅含有量が安全上限（0.9重量%）を超えると、カスーン, 六角形針状結晶もまた、プールに形成される. 針状のIMCは、415℃の融点及び8.の比重を有する.28したがって, 7.の比重のあるSAR 305プールで.44，静止するともちろん沈み込む泥になる, それで、それは取り除かれることができます.生産ラインの正しい方法は、銅の量が0から増加するときです.5%または0原型の7%の場合、添加した半田は銅なしSAC 300（単価は同じ）に変更し、これは、錫と銀合金補助材料の追加です, もちろん,これは、液体錫中の銅の上昇を希釈するために使用することができます. しかし, かつてカスーンが形成された, 針状のIMCはもはや戻ることができなくなります. 池の底から取り出すことができるのは、冷却（235℃）して静置（2時間）した後だけです。これは現在も最高の方法です.その他液体錫の流動性は必然的に劣化し、短絡しやすい, そして、ボード上のはんだ接合は必然的に針状の外観を有する. 大量生産ラインは、2.週間ごとに銅含有量を分析し、より安くする必要がある.

幸いにも、鉛フリーはんだSCN錫銅ニッケルの上昇星（ニッサンNS製品Sn 100 C）は、基板表面上の銅の溶融の程度はSAC合金のそれよりもはるかに少ないが、それは0.9 %を超えることができない（元の式は0.7 %）、それ以外の場合は、はんだ接合の強度に問題があるでしょう。この種のSCNは、ゆっくり銅を溶かすだけでなく、より低い価格も持っています。はんだ接合外観もSACよりはるかに美しいです。欠点としては、融点が若干高くなる（227℃であるが、幸いにも半田付け温度は摂氏265〜270度に達することができ、量産可能である）。ビジネスは日本のビジネスNsの特許によって制限されて、選ばれることができません。

4. 鉄汚染.
ウエーブはんだプールがステンレス鋼で構成される場合, その中の鉄成分は、Safnを形成するために液体嚢の長期高温で錫によって攻撃される, 針状IMC, そして徐々にスズプールに溶ける, Puzhongの重要な構成要素への錫プールポンプ損傷の結果. 最も徹底的な解決は、チタン合金にすべての錫浴とアクセサリーを, 一度にトラブルを避けるために. 錫プールの液体はんだの鉄汚染が0を超えると.02% bywt (200ppm), ハンダの接合部は砂のように見える.

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