PCB Teknik - PCB serbest solder bağlantısını belirleyen faktörler

Piyasada daha fazla liderli PCB elektronik ürünleriyle güvenilir sorunları birçok insanın dikkatini odaklandı. Diğer başka özgür ilişkin sorunları (sağlam seçim, süreç penceresi, etc.), genelde güveniliğe karşı çok farklı görüntüleri duyuyoruz. Başlangıçta, birçok "uzmanlar" dediğini duyduk ki lider özgürlüğünden daha güvenilir. Sadece doğru olduğuna inandığımızda, başka bir uzman dedi ki "tin-lead" liderden daha güvenilir. Hangisine inanmalıyız? Bu özel duruma bağlı.

PCB liderlik özgür çözme bağlantısının güveniliği çok karmaşık bir mesele, birçok faktörlere bağlı. Sadece bu yedi faktörü sayıyoruz:

1) Kıpırdama bağlı. Reflow soldering için "mainstream" PCB lid-free solder alloy Sn-Ag-Cu (SAC), dalga soldering SAC veya Sn-Cu olabilir. SAC alloy ve Sn-Cu alloy farklı güvenilir özellikleri var.

2) işlem şartlarına bağlı. Büyük ve karmaşık devre tahtaları için soldurum sıcaklığı genellikle 260°C'dir. Bu PCB komponentlerin güveniliğine negatif etkisi olabilir, fakat küçük devre tahtalarına daha az etkisi vardır çünkü maksimum soldurum sıcaklığı relatively düşük olabilir.

3) PCB laminat materyaline bağlı. Bazı PCB (özellikle büyük ve karmaşık kalın devre tahtaları) laminat materyalinin özellikleri yüzünden PCB'nin yüksek önlük özgür soluma sıcaklığı yüzünden ayrılma, laminat kırıkları, Cu kırıkları, CAF (anode kablo viskeleri yapan) olabilir. Başarısızlıklar gibi başarısızlıkların oranı arttı. Ayrıca PCB yüzeyi kaplamasına bağlı. Örneğin, gözlemden sonra, karıştırma ve Ni katı (ENIG kapısından) arasındaki katı, karıştırma ve Cu arasındaki katı (OSP ve dökme gümüş gibi), özellikle mekanik etkisi altında (düşük testinde olduğu gibi) karıştırmaktan daha mantıklı olduğunu buldu. Ayrıca, düşük testinde, PCB serbest solusyon daha fazla PCB kırıklarına sebep olacak.

4) Komponentlere bağlı. Plastik paketli komponentler, elektrolik kapasitörler, etc., gibi bazı komponentler, diğer faktörlerden daha fazla solderin sıcaklığı tarafından etkilenir. İkinci olarak, kalın kablosu uzun servis hayatıyla yüksek sonlu ürünlerdeki güvenilir komponentlere daha fazla dikkat eden başka bir güvenilir sorusudur. Ayrıca, SAC sakatlarının yüksek moduluları da komponentlere daha fazla basınç verir ve düşük dielektrik koefitörleri olan komponentlere sorun yaratacak, genellikle başarısızlığına daha yakın olanlar.

5) Mekanik yük koşullarına bağlı. SAC bağlantısının yüksek stres hızı duygusallığı, mekanik etkisi altında PCB liderlik özgür çözüm arayüzünün güveniliğine daha fazla dikkati gerekiyor (düşürme, düşürme, bölüm, etc.). yüksek stres hızı altında, aşırı stres kolay bir bağlantısı çözmesine (ve/veya PCB) yol açacak. kırık.

6) Termomechanik yük koşullarına bağlı. Sıcak döngü koşulları altında, sıcak/yorgunluk etkileşimleri hasar toplaması etkilerinden soğuk başarısızlığına yol açabilir (yani yapı koşulları/zayıfları, kırık görünüşü ve genişletilmesi), ve sıcak stres hızı önemli bir faktördür. Ateş stresi hızı soldaki termo-mekanik yükünün büyüklüğüyle değişir, böylece SAC soldaşları, Sn-Pb soldaşlarından daha fazla sıcak döngülere "relatively mild" koşullarında dayanabilir, fakat Sn-Pb soldaşlarından daha ağır" koşulları altında daha az sıcak döngülere dayanabilir. Termo-mekanik yük sıcaklık menziline, komponentin boyutuna ve CTE derecesine bağlı.

Örneğin, sıcak bisiklet testlerini geçirdiği aynı devre tahtasında, SAC soldaşlarındaki Cu ön çerçevelerinin komponentleri Sn-Pb soldaşlarından daha fazla sıcak döngüler yaptığını gösteren bir rapor var, ve 42 bağlantı ipleri kullanılır. Çerçive komponentleri (PCB'nin CTE eşleşmesi yüksektir) SAC alloy solder jointlerinde Sn-Pb solder jointlerinden daha önce başarıs ız olacak. Aynı devre tahtasında da, soğuk makinelerin 0402 ceramik cip aygıtlarının SAC'de geçtiği sıcak döngüllerin sayısı Sn-Pb'in sayısından fazlasıdır, 2512 komponent için sıcak döngüler sayısı tersidir. Başka bir örnek daha göstermek için birçok raporlar, FR4'deki 1206 keramik saldırıcıların sıcak döngüsünün 0°C ile 100°C arasındaki sıcak döngüsü sırasında Sn-Pb'den sonsuza ermediğini iddia ediyor. Sınırlar -40°C ve 150°C olduğunda, bu tren sadece tersidir.

7) Hızlandırma faktörüne bağlı. Bu da ilginç ve çok yakın bir faktör, ama tüm tartışmaları daha karmaşık yapacak, çünkü farklı sakatlar (SAC ve Sn-Pb gibi) farklı hızlandırma koefisleri vardır. Bu yüzden PCB liderlik özgür solder bağlantısının güveniliği birçok faktöre bağlı.