Teknik PCB - ​ Hal pelajaran PCBA: menambah logam jejak lain ke paste solder

Sejauh ini, "tin" masih bahan tentera terbaik, dan komposisi pasta tentera bebas lead juga berdasarkan "tin", tetapi "lead" dibuang.

Titik cair tin murni adalah setinggi 231.9°C. Sebenarnya, ia tidak sesuai untuk pengumpulan PCBA umum. Dengan kata lain, beberapa bahagian elektronik masih sukar untuk memenuhi keperluan suhu yang tinggi. Oleh itu, tentera dalam kumpulan papan sirkuit mesti dibuat dari "tin" sebagai bahan utama. Kemudian tambahkan tentera yang lain, seperti perak (Ag), indium (In), zink (Zn), antimoni (Sb), tembaga (Cu), bismuth (Bi)... dan logam jejak lain untuk mengurangi titik cairan untuk mencapai tujuan utama produksi massa dan simpanan tenaga.

Adakah anda tahu tujuan untuk menambah jejak logam ini dalam askar?

Tujuan kedua untuk menambah logam lain adalah untuk meningkatkan keperluan khas bagi kongsi solder, seperti meningkatkan kuasa dan kuasa solder untuk mendapatkan ciri-ciri mekanik, elektrik dan panas yang ideal.

Oleh itu, apabila kandungan "lead" tidak diatur, komposisi pasta askar kebanyakan adalah tin-lead Sn63Pd37, dan titik euteksinya boleh dikurangkan secara drastik ke 183°C. Pasta tentera bebas plum semasa, misalnya, menambah sedikit perak Apabila SAC305 (tin-silver-copper) dibuat dengan tembaga, titik euteknya boleh dikurangkan ke 217°C, sementara menambah sedikit tembaga dan nikel untuk membuat SCN (tin-copper-nickel), titik euteknya menjadi 227°C, semuanya lebih baik daripada murni titik cair tin rendah.

Mengapa titik eutektik dua logam dengan titik cair tinggi menurun besar selepas dicampur bersama dalam nisbah tertentu?

Sehingga sekarang, "tin" masih bahan tentera terbaik untuk bahagian elektronik di dunia, dan logam lain yang biasanya digunakan bersama dengan tin termasuk: perak (Ag), indium (In), zink (Zn), Antimony (Sb), tembaga (Cu) dan bismuth (Bi)... Yang berikut ialah penerangan singkat ciri-ciri dan penggunaan logam jejak yang mungkin terdapat dalam pasta solder ini:

Perak (Ag):

Secara umum, menambah "perak (Ag)" ke pasta askar adalah untuk meningkatkan kemampuan basah askar, dan untuk menguatkan kekuatan kongsi askar dan meningkatkan perlawanan kelelahan. Tambahan "perak" adalah baik untuk produk untuk melewati ujian siklus panas dan sejuk, tetapi jika kandungan "perak" terlalu tinggi (lebih dari 4% menurut berat badan), kongsi tentera akan menjadi lemah sebaliknya.

Indium (Dalam):

Indium (In) mungkin elemen dengan titik cair paling rendah ditemui dalam logam yang boleh membentuk legasi dengan tin. Suhu paling rendah selai indium (52In48Sn) boleh mencapai 120°C, dan 77.2Sn/20In/2.8Ag Titik cair selai adalah lebih rendah, hanya 114°C. Tentera suhu rendah adalah pilihan yang lebih baik dalam beberapa kali istimewa, tetapi ia kelihatan tidak sesuai untuk seluruh industri pemasangan elektronik pada masa ini. Indium mempunyai sifat fizikal dan basah yang sangat baik, tetapi indium sangat jarang, jadi ia sangat mahal dan tidak mempunyai kemungkinan aplikasi skala besar.

Zinc (Zn):

"Zinc (Zn)" adalah mineral yang sangat umum, jadi harganya sangat murah, hampir berbeza dari harga lead. Walaupun titik cair selai zink-tin lebih rendah dari titik cair tin murni (91.2Sn8.8Zn titik cair 200°C), perbezaan tidak begitu jelas, dan zink mempunyai kekurangan yang sangat besar, ia akan bereaksi dengan cepat dengan oksigen (O2) di udara. Lapisan oksid stabil dibentuk, yang menghalangi kemampuan basah askar. Dalam proses tentera gelombang, hasil ini akan menghasilkan sejumlah besar dross dan bahkan mempengaruhi kualiti tentera. Oleh itu, proses penyelesaian modern dari ikatan zink secara perlahan-lahan dikeluarkan.

Bismuth (Bi):

"Bi" juga sangat jelas dalam mengurangi titik cair lembu tin. Titik cair Sn42Bi58 adalah sebanyak 138°C, sementara titik cair Sn64Bi35Ag1 hanya 178°C. Jika ia adalah tin/lead/bismuth legasi titik cair bismuth boleh menjadi sebanyak 96 darjah Celsius. "Bismuth" mempunyai sifat basah yang sangat baik dan sifat fizik yang lebih baik. Selepas tentera bebas lead menjadi populer, permintaannya telah meningkat secara signifikan, dan ia terutama digunakan dalam produk PCB tertentu yang tidak boleh digunakan pada suhu tinggi. Contohnya, beberapa pencahayaan menggunakan LED yang disediakan pada papan fleksibel.

Kekurangan kekuatan kongsi tentera dan kelemahan legasi tin-bismuth adalah kelemahan terbesarnya, iaitu, kepercayaannya tidak baik. Oleh itu, beberapa orang menambah sejumlah kecil "perak" untuk meningkatkan kekuatan kesatuan tentera dan perlawanan kelelahan. Malangnya, kekuatannya masih tidak puas. Perhatian istimewa mesti diberikan apabila memilih jenis ini liga tentera suhu rendah, atau ia boleh ditambah dengan lem untuk menguatkan kekebalan kesan dan kekebalan kelelahan.

Nickel (Ni):

Menambah "Nickel (Ni)" ke askar bukan untuk menurunkan titik cair. Dalam nisbah liga nikel-tin, 100% tin murni mempunyai titik cair paling rendah. Alasan mengapa jumlah kecil "nikil" ditambah kepada askar adalah hanya untuk menekan PCB Penyelesaian substrat tembaga semasa proses penyelamatan, terutama dalam proses penyelamatan gelombang PCB (Wave Soldeirng) untuk mencegah kejadian menggigit tembaga di papan OSP. Secara umum, ia dicadangkan untuk menggunakan tongkat tin dengan selai SnCuNi "nikil" (SCN) (Solder-bar).

Copper (Cu):

Menambah sejumlah kecil "tembaga (Cu)" ke pasta askar boleh kuatkan ketat askar, sehingga ia boleh meningkatkan kekuatan kongsi askar. Jumlah kecil tembaga juga boleh mengurangi kerosakan askar pada ujung besi askar. Kandungan tembaga dalam pasta solder biasanya diperlukan Nisbah berat adalah dalam 1%, jika ia melebihi 1%, kualiti penywelding mungkin dikompromikan.