PCB Блог - Температура плавления неэтилированного припоя

Какая температура плавления припоя? Температура плавления неэтилированного припоя является ключевым соображением в современном производстве электроники, и экологические и медицинские проблемы привели к переходу от традиционных сварных материалов на основе свинца. В этой статье рассматриваются характеристики, преимущества и проблемы неэтилированного припоя, уделяя особое внимание его точке плавления.

Презентация

Температура плавления неэтилированного припоя указывает на температуру перехода сварного материала из твердого в жидкое. Этот параметр имеет решающее значение для обеспечения надежной точки сварки в электронном оборудовании. Поскольку правила, такие как Директива об ограничении вредных веществ (RoHS), ограничивают использование свинца в электронике, понимание точки плавления альтернатив без свинца становится все более важным для производителей и инженеров.

История вопроса

Традиционно сварные материалы на основе свинца, особенно низкоэвтектические смеси 63% олова и 37% свинца (SN63 / Pb37), предпочтительны из - за относительно низкой температуры плавления 183°C (361,4 °F), простоты в использовании и прочности соединений. Однако из - за токсичности свинца и его воздействия на окружающую среду промышленность в значительной степени перешла на неэтилированные сварочные материалы.

Типичный сплав без свинца

Было разработано несколько сплавов без свинца, каждый из которых обладает уникальными свойствами и точкой плавления. Наиболее распространенными являются:

SAC305 (96,5% олова, 3% серебра, 0,5% меди): Это один из наиболее широко используемых неэтилированных припоев с температурой плавления около 217°C (422,6°F).

Sn100 (99,3% олова, 0,7% меди): температура плавления этого сплава составляет около 227°C (440,6°F).

SN100C (99,25% олова, 0,7% меди, 0,05% никеля): этот вариант популярен из - за его низкой температуры плавления около 227°C (440,6°F) и повышенной увлажняемости.

Свойства несвинцового припоя

Температура плавления неэтилированного припоя влияет на несколько аспектов процесса сварки и конечного продукта. Более высокая температура плавления требует корректировки температуры сварки, кривой обратного тока и состава флюса. Ниже приведены некоторые ключевые характеристики, на которые влияет точка плавления:

1. Термическая стабильность: Сварные материалы без свинца обычно демонстрируют более высокую термическую стабильность, что способствует применению при высоких температурах, но может создавать проблемы для термочувствительных элементов.

Механическая прочность: механические свойства, такие как прочность на растяжение и растяжение, зависят от состава сплава и точки плавления.

3. Увлажняемость: Надлежащее увлажнение имеет решающее значение для формирования прочной точки сварки. Безсвинцовые сварочные материалы требуют флюсов, способных эффективно работать при более высоких температурах, чтобы обеспечить хорошую смачиваемость.

Температура плавления неэтилированного припоя значительно выше, чем у традиционного сварного материала, содержащего свинец, что имеет много важных последствий для процесса сварки PCB. Обычно он колеблется от 217°C до 250°C в зависимости от состава припоя, например, сплав олова - серебра - меди (SAC305) имеет температуру плавления до 260°C, в то время как свинцовый припой (температура плавления около 183°C) выше 34°C. Этот значительный перепад температур означает, что во время сварки оборудование и материалы должны выдерживать более высокие температуры и более строгий контроль температуры.

Влияние на процесс сварки

Требования к температуре сварки: При сварке без свинца должна использоваться более высокая температура обратного тока, которая ускоряет окисление дисков PCB и выводов элементов. Высокотемпературная среда требует, чтобы сварочное оборудование и материалы обладали хорошей термостойкостью и высокой температурой.

Одной из основных проблем, возникающих при высокой температуре плавления, является сужение технологического окна, что значительно снижает переменный диапазон температурного контроля. Это означает, что во время сварки требуется более точный контроль температуры, чтобы избежать дефектов сварки, вызванных колебаниями температуры.

Качество точки сварки: несвинцовый припой имеет относительно низкую текучесть и смачиваемость и может легко привести к дефектам точки сварки, таким как проблемы с ложной и холодной сваркой, при неправильном контроле. Во время сварки толстым ПХБ большая толщина и высокая теплоемкость могут привести к неравномерной температуре, что может серьезно повлиять на формирование и качество точки сварки.

Требования к оборудованию и материалам: технология сварки без свинца предъявляет более высокие требования к сварочному оборудованию и материалам. Например, используемый поток должен быть более прочным, чтобы адаптироваться к вызовам, связанным с высокой температурой. Кроме того, при выборе материала PCB приоритет отдается фундаменту с более высокой температурой преобразования стекла, чтобы выдерживать воздействие высоких температур.

Преимущества и проблемы

Переход на неэтилированную сварку дает несколько преимуществ, но также создает некоторые проблемы:

Преимущество

Экологическая и санитарная безопасность: ликвидация свинца может снизить риск отравления свинцом и загрязнения окружающей среды.

Соблюдение: использование неэтилированного припоя обеспечивает соответствие RoHS и другим международным стандартам.

Проблемы

Более высокая температура плавления: температура плавления неэтилированного припоя обычно выше, чем у припоя на основе свинца, поэтому требуется более высокая температура обработки и может привести к тепловому напряжению компонентов.

Стоимость: сплавы без свинца, особенно те, которые содержат серебро, могут быть дороже, чем традиционные сварочные материалы на основе свинца.

Применение и меры предосторожности

При выборе неэтилированного припоя для конкретного применения необходимо учитывать несколько факторов:

Совместимость компонентов: компоненты должны выдерживать более высокие температуры, необходимые для сварки без свинца.

Контур обратного тока: контур сварочной печи обратного тока должен быть тщательно контролирован для достижения правильного формирования точки сварки без повреждения сборки.

Надежность точки сварки: механические и тепловые свойства точки должны соответствовать применимым требованиям.

Тематические исследования и отраслевые примеры

Многочисленные тематические исследования свидетельствуют об успешном применении неэтилированных сварочных материалов в различных отраслях промышленности. Например, автомобильная промышленность использует неэтилированные сварочные материалы, чтобы соответствовать строгим экологическим правилам, сохраняя при этом надежность электронных систем. Непрерывные исследования и разработки в области технологии неэтилированных сварных материалов направлены на решение текущих проблем и повышение эффективности этих материалов. Ожидается, что такие инновации, как нанокомпозитные сварочные материалы и новые составы сплавов, улучшат производительность неэтилированных сварных материалов, особенно их температуру плавления и механическую прочность.

Температура плавления неэтилированного припоя является основной характеристикой, влияющей на весь процесс сварки и надежность электронных компонентов. Поскольку промышленность продолжает уделять первоочередное внимание безопасности окружающей среды и здоровья, ключевые моменты понимания и оптимизации неэтилированных сварочных материалов будут оставаться в центре внимания производителей и инженеров. Выбирая подходящий сварочный сплав и регулируя процесс сварки, можно достичь высокого качества и надежной точки сварки для удовлетворения потребностей современной электроники. Элементы неэтилированного сварного материала - это не просто технические спецификации, они представляют собой ключевой элемент перехода к более устойчивой и безопасной практике электронного производства.