Chính xác sản xuất PCB, PCB tần số cao, PCB cao tốc, PCB chuẩn, PCB đa lớp và PCB.
Nhà máy dịch vụ tùy chỉnh PCB & PCBA đáng tin cậy nhất.
Công nghệ PCB

Công nghệ PCB - Các yếu tố quyết định kết nối hàn không chì PCB

Công nghệ PCB

Công nghệ PCB - Các yếu tố quyết định kết nối hàn không chì PCB

Các yếu tố quyết định kết nối hàn không chì PCB

2021-10-27
View:420
Author:Downs

Khi ngày càng có nhiều thiết bị điện tử PCB không chì xuất hiện trên thị trường, các vấn đề về độ tin cậy đã trở thành tâm điểm của nhiều người. Không giống như các vấn đề liên quan đến chì khác, chẳng hạn như lựa chọn hợp kim, cửa sổ quy trình, v.v., chúng ta thường nghe thấy những quan điểm khác nhau về độ tin cậy. Lúc đầu, chúng tôi đã nghe nhiều "chuyên gia" nói rằng chì không chì đáng tin cậy hơn chì thiếc. Ngay khi chúng tôi tin rằng điều này là đúng, một "chuyên gia" khác nói rằng chì thiếc đáng tin cậy hơn chì không chì. Chúng ta nên tin ai? Nó phụ thuộc vào hoàn cảnh.

Độ tin cậy của kết nối hàn PCB không chì là một vấn đề rất phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Chúng tôi liệt kê đơn giản bảy yếu tố sau:

1) Phụ thuộc vào hợp kim hàn. Đối với hàn reflow, hợp kim hàn không chì PCB "chính" là Sn Ag Cu (SAC), trong khi hàn sóng có thể là SAC hoặc Sn Cu. Hợp kim SAC và hợp kim Sn Cu có các đặc tính độ tin cậy khác nhau.

2) Phụ thuộc vào điều kiện quá trình. Đối với các bảng mạch lớn và phức tạp, nhiệt độ hàn thường là 260 ° C, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến độ tin cậy của các thành phần PCB, nhưng ít ảnh hưởng đến các bảng nhỏ hơn vì nhiệt độ hàn hồi lưu tối đa có thể tương đối thấp.

Bảng mạch

3) Phụ thuộc vào vật liệu nhiều lớp PCB. Một số PCB (đặc biệt là các bảng mạch dày lớn và phức tạp) có thể gây ra sự phân tầng, nứt nhiều lớp, nứt Cu, CAF (dây anode dẫn điện) do đặc tính của vật liệu nhiều lớp dẫn đến nhiệt độ hàn không chì cao hơn của PCB. Tỷ lệ thất bại như thất bại đã tăng lên. Nó cũng phụ thuộc vào lớp phủ bề mặt của PCB. Ví dụ, sau khi quan sát, người ta thấy rằng mối nối giữa hàn và lớp Ni (từ lớp phủ ENIG) dễ bị gãy hơn (ví dụ: OSP và bạc ngâm tẩm) so với mối nối giữa hàn và Cu, đặc biệt là dưới tác động cơ học (ví dụ: trong thử nghiệm thả). Ngoài ra, trong thử nghiệm thả, hàn không chì PCB có thể gây ra nhiều vết nứt PCB hơn.

4) Nó phụ thuộc vào các thành phần. Một số thành phần, chẳng hạn như các bộ phận đóng gói bằng nhựa, tụ điện điện phân, v.v., dễ bị ảnh hưởng bởi sự gia tăng nhiệt độ hàn hơn các yếu tố khác. Thứ hai, trong số các sản phẩm cao cấp có tuổi thọ dài, dây thiếc là một vấn đề khác tập trung nhiều hơn vào độ tin cậy của các thành phần có khoảng cách tốt. Ngoài ra, mô đun cao của hợp kim SAC cũng gây áp lực lớn hơn cho các thành phần và gây ra vấn đề cho các thành phần có hệ số điện môi k thấp, thường dễ bị hỏng hơn.

5) Phụ thuộc vào điều kiện tải cơ học. Độ nhạy ứng suất cao của hợp kim SAC đòi hỏi sự chú ý nhiều hơn đến độ tin cậy của giao diện hàn không chì PCB dưới tác động cơ học như thả, uốn, v.v. Ở tốc độ căng thẳng cao, căng thẳng quá mức sẽ dẫn đến kết nối hàn dễ dàng (và/hoặc PCB). gãy xương

6) Phụ thuộc vào điều kiện tải cơ nhiệt. Trong điều kiện chu kỳ nhiệt, tương tác creep/mệt mỏi có thể gây ra sự thất bại của các mối hàn thông qua các hiệu ứng tích lũy thiệt hại (tức là làm thô/suy yếu cấu trúc, xuất hiện và mở rộng vết nứt) và tỷ lệ căng thẳng creep là một yếu tố quan trọng. Ứng suất leo thay đổi theo kích thước của tải trọng cơ nhiệt trên các điểm hàn, do đó, trong điều kiện "tương đối nhẹ", các điểm SAC có thể chịu được nhiều chu kỳ nhiệt hơn các điểm Sn-Pb, nhưng trong trường hợp "nghiêm trọng hơn", các điểm dưới Sn-Pb có thể chịu được ít chu kỳ nhiệt hơn. Tải trọng cơ nhiệt phụ thuộc vào phạm vi nhiệt độ, kích thước của cụm và mức độ CTE không phù hợp giữa cụm và lớp lót.

Ví dụ, các báo cáo cho thấy các thành phần có khung dẫn Cu trong các mối hàn SAC trải qua nhiều chu kỳ nhiệt hơn các mối hàn Sn-Pb trên cùng một bảng đã vượt qua thử nghiệm chu kỳ nhiệt và 42 dây dẫn hợp kim được sử dụng. Các thành phần của khung (CTE không phù hợp với PCB cao hơn) sẽ thất bại sớm hơn tại các điểm hàn hợp kim SAC so với Sn-Pb. Cũng trên cùng một bảng mạch, các mối hàn của thiết bị chip gốm 0402 trải qua nhiều chu kỳ nhiệt trong SAC hơn so với Sn-Pb, trong khi các phần tử 2512 có số chu kỳ nhiệt ngược lại. Một ví dụ khác, nhiều báo cáo cho rằng các mối hàn của điện trở gốm 1206 trên FR4 có thời gian thất bại muộn hơn Sn-Pb trong hàn PCB không chì trong chu kỳ nhiệt giữa 0 ° C và 100 ° C. Xu hướng này ngược lại khi giới hạn là -40 ° C và 150 ° C.

7) Phụ thuộc vào "hệ số gia tốc". Đây cũng là một yếu tố thú vị và liên quan chặt chẽ, nhưng điều này sẽ làm cho toàn bộ cuộc thảo luận phức tạp hơn vì các hợp kim khác nhau như SAC và Sn-Pb có hệ số gia tốc khác nhau. Do đó, độ tin cậy của kết nối hàn không chì PCB phụ thuộc vào nhiều yếu tố.