PCB 기술 - PCB 무연 용접을 위한 IMC 및 주석 수염

1. 용접 중인 납 금속

PCB 회로 기판의 저온 소프트 드릴 용접은 공정 (또는 공정) 주석 납 합금 (Sn 6 3/Pb 37) 을 기반으로 해왔다.품질이 좋고, 조작이 편리하고, 믿을 수 있을 뿐만 아니라, 기술이 성숙하고, 공급이 완전하며, 가격이 저렴하며, 이 모든 것은 납의 참여 덕분이다.그것의 유일한 치명적인 단점은 인체에 독이 있고 해롭다는 것이다.오늘날 환경 보호 방면에서는 반드시 납을 제거해야 한다.각종 무연 용접재는 성능이 납을 함유한 용접재보다 훨씬 못할 뿐만 아니라 어떤 대체품도 없다. 내가 곧 영원히 떠날 때, 나는 갑자기 [납], 신성함은 어디에 있는가?어떻게 저렇게 훌륭하지?다음은 납 용접의 몇 가지 중요한 기능에 대한 요약입니다.

이것 은 여러 비율 의 주석 납 합금 의 균일 한 구조 이다

A. 납은 주석과 어떠한 비율로도 쉽게 녹여 균일한 합금을 형성할 수 있다.호환되지 않는 D en dr ite SIMC는 서로 존재하지 않습니다.최대 부연 영역 (lead rich area), 즉 미세 부식 후의 단색 영역으로만 나뉜다.납 함량은 50-70%wt 사이) 또는 부석 구역(부석 구역은 미식각 후 검은색, 주석 함량은 5~80%wt)이다.납은 주석과 밀접하게 결합할 수 있는 유일한 금속이다.

B.납은 주석보다 11배 저렴해서 용접재의 원가를 낮출 수 있습니다.또한 납이 존재하면 고체 Cu가 액체 Sn에 용해되는 속도가 느려져 용접점에서 브랜치 벙어리 IMC가 나타나는 것을 줄이고 매우 균일한 상태에서 용접 강도를 높일 수 있습니다.

C. 납의 용해점은 32.2도, 주석의 용해점은 2.31도이다.합금이 녹으면 용해점이 낮아진다.공정성분은 S n 6 3/P b 37m.P.로 섭씨 183도에 불과해 전자부품과 회로기판에 유해하지 않다.

D.납을 20% 이상 첨가한 후, 주석은 더 이상 자라지 않아야 하며, 주석 납 도금의 각종 레시피는 매우 성숙하여 부품 발과 PCB 도금에 매우 편리하다.물론 납 박막이나 용접점은 길지 않다.

E. 납 주석 합금 S n 6 3은 낮은 표면 장력 (섭씨 380 dyn E/260도, 이는 더 적은 내중력을 의미함), 낮은 열 소비, 주석에 쉽게 노출, 매우 짧은 침전 시간 (평균 0.7초), 접촉 각도가 매우 작습니다.주류가 될 가능성이 가장 높은 무연 SAC305의 경우 표면 장력이 460다인/260 °C에 달하고 침석 시간이 1.2초에 달하며 접촉각은 4~44 ° 이다.주석이 잘 떨어지지 않을 때, 용접판은 보통 구리를 드러낸다.

F. 납 주석 합금은 매우 부드럽고 응고 후 조직이 작고 고르며 쉽게 갈라지지 않는다.SAC305는 굳어진 후 단단한 텍스쳐(B a 1l S h e ar Te S t–S의 가짜 고독도 값을 가지고 있으며, 이는 일반적으로 무연이 무연 오도보다 우수하고 이질 구조가 거칠고 쉽게 갈라진다.

2. SMT 가공된 주석-은-동 무연 용접재 IMC

SAC305(3.0%Ag, 0.5%Cu, 나머지는 Sn, 약칭 SAC305)의 경우 제조 과정에서 균일한 그룹 분포를 이루기 어렵다.따라서 전체적으로 균일한 공정 성분을 실현하는 것은 거의 불가능하다.가능Sn63/Pb37은 가열과 냉각 과정에서 어떠한 풀 상태도 거치지 않고 균일한 상태에 도달할 수 없으며, 액화와 응고 사이를 직접 왔다갔다하며, 그 구조는 거의 균일한 상태에 도달할 수 있고 뚜렷한 가지 결정은 없다.

SAC305의 냉각 과정에서 순수한 주석의 일부 부분은 시작할 때 먼저 응고된 다음 분산되어 나뭇가지 모양의 프레임을 형성합니다.나머지 액체 재료가 각 빈 프레임에서 계속 냉각 및 고착되면 볼륨이 축소되고 미세한 균열이 수축됩니다 (외부 표면의 중심 부분, 용접 조각은 결국 냉각됩니다).운송 중에 일단 진동이 발생하면 각종 미세한 균열이 확장되어 강도가 나빠질 수 있다.SAC305가 빠른 냉각 속도(예: 5-6°C/SeC)로 용접되지 않는 한, 브랜치 발생을 줄이고 균일한 상태에서 전체 구조는 더욱 정교해집니다.

비균등 용접재 합금은 PCB 무연 용접에서 이상적인 공정 상태에 도달하기 어렵다

이질 용접재 합금은 이상적인 공정 상태에 도달하기 어렵기 때문에 응고 과정에서 고상(나뭇가지 모양체)과 액상이 일시적으로 공존하는 과도기인'풀 모양'(pasty)이 나타난다.전체 고착화가 완료되기 전에 더 많은 불순물과 취약하고 불안정한 경계가 있을 것이다.

회로 기판 용접 중의 미세한 균열 현상

주석의 용해점은 231 °C, 은의 용해점은 961 °C, 구리의 용해점은 1083 °C, SAC305의 용해점은 217 °C에 불과하다.이에 따라 은 3%와 동 0.5%를 첨가해 합금 용해점을 낮추는 효과가 있는 것으로 알려졌다.Ag를 추가하면 용접점의 경도와 강도도 증가할 수 있지만, Ag3Sn의 긴 IMC도 용접점에서 빠르게 형성되어 장기적인 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있다.구리를 첨가하면 추가 구리 침투를 줄이는 또 다른 이점이 있습니다.웨이브 용접용 무연 용접재 중 구리의 함량이 1.0% (중량) 를 넘으면 용접점 내부와 표면에 바늘 모양의 결정이 자주 나타난다.강도가 낮아질 뿐만 아니라 바늘이 너무 길면 합선의 문제가 생길 수 있다.

파봉 용접 PCB 가공은 SAC나 주석 구리 합금 (99.3Sn, 0.7Cu) 을 막론하고 과도한 구리 오염이 발생하기 쉽다.이 문제를 해결하는 일반적인 방법은 보충할 때 구리가 아니라 주석이나 주석과 은을 첨가하는 것이다.그러나 관리 프로세스를 개선하는 방법은 여전히 많은 실천 경험을 필요로 한다.

납파 용접의 구리 오염이 너무 높을 때, 용접 대기 표면의 평평함은 용접점의 강도에 불리한 영향을 끼칠 것이다.

무연파봉 용접에서 과도한 구리 오염은 종종 교량과 빙산의 문제를 초래할 수 있다