Ellentétben ólommentes egy standard eljárás
Ha beszélünk az alapvető pont, az ólommentes forrasztási gyakorlatilag semmi, de a hőmérséklet nem különböznek a hagyományos Sn / Pb-technológia. Azonban néhány változtatást is szükség lehet bizonyos műveletek feldolgozási technológia. Például, az új típusú forrasztások és fluxus képes megváltoztatni a teljesítménye forrasztó paszta. Megváltozhat tulajdonságok, mint például a paszták tartóssági és tárolási, forgalma, ami együtt jár az a design a gumibetét és reflow feltételekkel.
Amikor magas hőmérséklettel találkozva forrasztás is előfordulhat tetőzik csomagot IC, repedés kristályok, károsodott működését áramkörök. Hasonló hatások fordulnak elő a nyomtatott áramköri lapok. Az intézkedés alapján a hőmérséklet előfordul bázis köteg romlik simaság, amely károsan befolyásolja a pontosságát IP-beállítás, különösen a nagy épületek.
Hogy értékelje a hatása magasabb hőmérsékleten és hosszabb forrasztási szükséges idő újraminősítésével létező forrasztási technikát. Ezek a vizsgálatok folynak SEMI és JEDEC ma.
Ami a visszaáramlás, a hatás a ólommentes forrasztási nem ugyanaz különböző szakaszaiban a folyamat. Minden nagyobb változások kapcsolatban vannak, elsősorban a magasabb hőmérséklet forrasztás. Szükség van egy gondos kiválasztása elemek és az alaplemez anyagok.
További problémát jelentenek a hűtőegység és ellátás támogatását. Különösen érzékenyek a hűtési sebesség többkomponensű ötvözetek, amelyek több mint két fém. Ilyen forraszanyagok képezhetnek különböző intermetallikus vegyületek attól függően, a hűtési sebesség.
Kutatás a szabvány telepítés technológia a felszíni és hullámforrasztáshoz kimutatták, hogy a könnyűfém befolyásolja a gazdasági és technológiai tényezők. Így például, indium-alapú ötvözetek igen drágák, használatuk praktikus hullámforrasztáshoz, amikor szükséges betölteni a nagy mennyiségű forrasztó fürdő. Azonban ez az anyag előnyösen alkalmazható előállítására következtetések flip-chip-kristályok.
Technológia minden eleme a gyártási folyamat folyamatosan javult. A legtöbb kérdés kapcsolódik a technológiai forrasztási folyamat már megoldódott. A gyártók így elég részletes információ az alkalmazott forrasztási folyamat előállított termékeiket a honlapjukon saját szakaszok.
Az elmúlt néhány évben gyorsan nőtt az átmenet folyamatát egy új forrasztókban - ólmot nem. Ősök ezen a területen kell tekinteni a japán gyártók, akik nagy jelentőséget tulajdonítanak a környezetvédelem és arra törekszünk, hogy egy új, biztonságos és ígéretes PCB szerelő berendezések.
A fő oka az átmenetet egy új forrasztókban (amellett, környezetbiztonsági) magasabb teljesítmény ilyen forrasztások. Van azonban számos oka az ipari alkalmazás ilyen típusú forrasztani még mindig korlátozott. Az a tény, hogy az ólommentes forraszanyagok típus egy magasabb forrasztási hőmérsékleten, amely befolyásolja a bonyolultsága forrasztó eszközök: szükség van, hogy fenntartsák egy szűk határon termikus profil (1. ábra).
A berendezés legyen hőmérséklet-érzékelők található szerte a terület a nyomtatott áramköri lap, hogy ellenőrizzék a fűtés és termikus profilok valós időben.
Válogatás az optimális hőmérsékleti profil
Ha ólommentes forraszanyag paszták közötti hőmérséklet-különbség a tábla részletekben nagyobb és kisebb tömegű legyen minimális. Ezt úgy érjük el a megfelelően kiválasztott forrasztási hőmérséklet profilt. Csökkent hőmérséklet-különbség lehetővé teszi a következő módszerek:
- Növelése előfűtés ideje. Ez a módszer lehetővé teszi, hogy nagymértékben csökkenti a hőmérséklet-különbség, de növeli a előmelegítési idő elpárolog fluxus, ami egy romlása a nedvesíthetőség az oxidáció miatt forrasztott felületeket.
- Növelése az előmelegítési hőmérséklet. Jellemzően az előmelegítési hőmérséklet 140-160 ° C, de ólommentes forrasztópaszta, növelhető, hogy 170-190 ° C-on Mivel a előmelegítési hőmérséklet megnövekszik, a folytatásban közötti hőmérséklet az előmelegítő és forrasztási szakaszban kevesebb lesz, mint a hagyományos termikus profil tehát nem lesz olyan észrevehető hőmérséklet-különbség a különböző részeit a PCB által okozott különböző fűtési sebességgel. A hátránya ennek a módszernek, mint az előző, a gyors párolgás fluxus (a szakaszában előmelegítés), amely érinti a megbízhatóságát forrasztás.
- Trapézlemezek termikus profilok (ábra. 2).
Egy ilyen alakú thermoprofile modern reflow kemence csökkentheti a hőmérséklet különbség a 45 mm-es, és a ház SO BGA chipek 8 ° C elfogadhatónak tekinthető.
A főbb ólommentes forraszanyagok
Jelenleg 5 fő csoportba ólommentes forraszanyagok:
- SnCu réztartalmú eutektikus forrasztási eredetileg létre forrasztás és hullámforrasztás. A hátránya az ilyen típusú egy magas olvadáspontú és gyengébb mechanikai tulajdonságokkal, mint a többi ólommentes forraszanyagok.
- Kis tárolási ideje forrasztó paszta
- A használatának szükségességét aktivitású folyasztószer
- A túlzott oxidáció és slagging
- Lehetséges korróziós problémák szerelés közben
Ezzel a típusú forraszanyag alkalmas forrasztás inert gáz.
Ma sok kiadott szabadalmak ötvözetek különböző készítmények helyettesítésére forrasztóón. Nem minden kereskedelmi ötvözetek, de a választás nagyon széles. Most már nehéz válaszolni a kérdésre, hogy mi a legjobb ötvözet, de a választás már ott van. Ötvözetek különböznek olvadási hőmérséklete, és a nedvesítés, erő, költség. Minden forrasztani egyedülálló tulajdonságainak kombinációja.
Amikor át termékeit ólommentes forrasztás kell vizsgálni számos tényező. Forraszanyagok kiválasztott alapján a funkciók a készülék szerkezetét, a topológia az áramköri kártya, a mechanikai és elektromos jellemzőit a blokk, a működési feltételek. Kiválasztásánál figyelembe veszik az olvadási hőmérsékletet a forrasztóanyag, megbízható forrasztott kötések, ellenállás alkatrészek szerelve a forrasztás hőmérséklet különbségek üzemmódok forrasztás és hullámforrasztáshoz.
A fő szempont a választott forrasz - az olvadáspontja. Minden a forrasztó ötvözetek szerinti ezt a funkciót lehet négy csoportba oszthatók: alacsony hőmérsékletű (olvadási hőmérséklete 180 ° C alatti), amelynek olvadáspontja eutektikus Sn63 / Pb37 (180. 200 ° C), az átlagos olvadási hőmérséklet (200. 230 ° C) és magas hőmérsékletű (230 és 350 ° C). A főbb típusai a ólommentes forraszanyagok 1. táblázatban mutatjuk be.
Alacsony hőmérsékletű forrasztások korlátozott használatát. Ezek közé tartozik, továbbá a ón, bizmut és az indium. A leggyakoribb az eutektikus ötvözeteket - ón-bizmut, ón-indium. Nehéz elvárni, hogy az alacsony olvadáspontú ötvözetek megbízható forrasztott kötések magas üzemi hőmérsékleten. A korlátozások a kínálat indium és bizmut, a magas költségek forrasztások ezek alapján.
A legtöbb közepes hőmérsékletű forrasztóanyagok helyettesítésére ólom - a komplex összetétele ón-alapú ötvözetek azzal a kiegészítéssel, réz, ezüst, bizmut és antimon. Sajnos egyikük sem tud teljes mértékben helyettesíteni Sn63 / Pb37, minden ötvözet olvadáspontja felett. A legközelebb a tulajdonságok a forrasztóanyag Sn95,5 / Ag3,8 / Cu0,7 ma használatos forrasztás közben felületre szerelhető.
A legjobb tulajdonságok Sn / Ag ötvözetek magas nedvesíthetősége és szilárdságú, mint az SN / Cu. Az eutektikus ötvözet Sn96,5 / Ag3,5 olvadáspont: 221 ° C-os hőmérséklet a termikus ciklus során tesztek azt mutatták, nagyobb megbízhatóság összehasonlítva a Sn / Pb. Forrasztó Sn96,5 / Ag3,5 sok éve sikeresen alkalmazott speciális berendezések.
Eutektikus forrasztási Sn95,5 / Ag3,8 / Cu0,7 kapunk eredményeként befejezése a bázis ötvözet Sn / Ag. Néhány évvel ezelőtt, ez az ötvözet ismeretlen volt, mert forrasztó Sn / Ag / Cu van egy alacsonyabb olvadáspontú (217 ° C), mint a Sn / Ag. A pontos összetétel a forrasztó még vita tárgya. Sn / Ag / Cu lehet használni mind univerzális és magas hőmérsékletű forrasztóanyagok.
Sn93,5 / Ag3,5 / Bi3 alacsonyabb olvadási hőmérséklet és nagyobb megbízhatóságot forrasztott kötések. Az ötvözet a legjobb között minden forraszthatóság ólommentes forraszanyagok. A réz hozzáadása és / vagy germánium, hogy egy Sn / Ag / Bi nagymértékben javítja a nedvesíthetőséget és a az erejét a forrasztási.
Forrasztási Sn89 / Zn8 / Bi3 olvadási hőmérséklete közel eutektikus Sn / Pb, de a jelenléte annak összetétele cink vezet több probléma. Forrasztópaszta ezen az alapon, hogy egy rövid az élet, megköveteli megnövekedett fluxus tevékenység kialakítva olvadó takarékosan méretarányos, forrasztott kötések korrózióra hajlamosak van szükség, mert a kötelező öblítés után az ízületek forrasztás.
Nemzeti Electronics Manufacturing Initiative (Nemi) ajánlott forrasztás ötvözet Sn3,9 / Ag0,6 / Cu, forrasztani hullám - olcsóbb forrasztani Sn0,7 / Cu és Sn3,5 / Ag, mint a második esetben igényel nagy mennyiségű forraszanyag . Ugyanezt a véleményt osztja az európai konzorcium eszméket. Jelenleg a szervezet elfoglalva tanul az ötvözet Sn / Ag3,8 / Cu0,76, tekintve, hogy egyaránt alkalmas reflow és hullámforrasztás valamint javítási munkák.
JEIPA helyettesítésére javasolt a három ötvözet Sn / Pb - ón / ezüst / réz (Sn / Ag / Cu), és két ón-alapú ötvözet / ezüst / bizmut (Sn / Ag / Bi). Más gyártók fontolgatja a használata több ólmot nem beleértve Sn / Ag / Bi, a legjobb, amelynek során meghatározott ipari vizsgálatok.
A legfrissebb információk megtalálhatók a gyártók honlapján.
A kutatás eredményei sok országban azt mondják, hogy a mai napon a vezető ólommentes futam ötvözetei Sn / Ag / Cu. Talán, és más vegyületek találhatók egy kis időt.
Ólommentes bevonat és kompatibilitásukat
Major szállítói alkatrészek, egyik a másik után bejelenthetik termékek jelennek meg a piacon, ólommentes termékeket. Széles forgalmazása ólommentes bevonatok megakadályozzák a magas költségek. ST Assembly Test Services Ltd. (STAT) bevonattal IP megállapítások javasolt a tiszta ón (Sn). A cél statisztika A kezdeményezést -, hogy az ügyfeleknek környezetbarát lakások, amelyek megfelelnek a minőségi előírások elektromos, mechanikus és megbízhatóság paramétereket. Alternatív ötvözetek forrasztó gömbök lett Sn / Ag és Sn / Ag / Cu.
Mintegy bevonat kompatibilitást
Az ólom-mentes bevonatok gyártása nyomtatott áramköri lapok nem minden hír. Iparágban sok éve foglalkoztatja ötvözetek Ni / Au, Pd / Ni, Sn, Ag, Pd, imidazol (C3H4N2) és a OSP. A probléma ma az, hogy az ólommentes választani közülük, de ez még mindig nem világos, összpontosítani, milyen anyag.
Elvégezve NCMS vizsgálatok kimutatták, hogy az ötből négy nedvesíthetőségét ólommentes bevonatok (imidazol forró Sn, Pd / Ni és Pd) nem rendelkezik, mint egy olyan eutektikus Sn / Pb. A legígéretesebb bevonat keményforrasztáshoz réz ólommentes forraszanyagok felismert imidazolt. Coatings Sn, Pd és Au hogy jó nedvesíthetősége forrasztani szinte minden, de nem működik jól Sn58 / Bi a réz.
Ígéretes a termelés ólommentes nyomtatott áramköri lapok is figyelembe Sn / Cu rendszer ötvözetek, közel a Sn / Pb annak jellemzőit. Azonban, a magasabb kezelési hőmérsékleteknek okozhat nemkívánatos hatásokat. Miután több ciklusban olvadás és / vagy javítási bevonat elveszti a védő tulajdonságait.
* Folyasztószerek forrasztó eszközök vannak osztva két csoportra: Tag - kolofóniumalapú poliészter gyanta, és aktivált. Rosin keverékéből áll, amely több gyenge szerves savak, amelyek nagy része - abietinsav oldódó réz-oxidok, de nem ható tiszta réz. Azonban abietinaty réz termékek nem korrozív. Gyanta és poliészter gyanták tartozó dielektromos áramkör, nem csökkentik a szigetelési ellenállás.
* Flux - a használt anyagok kohászati folyamatokban alkotnak, vagy szabályozzák a salak összetételét, védelmet az olvadt fém interakció a gáznemű közeget, és azt is szolgálja, hogy kötődik-oxidok során forrasztási és hegesztési fémek. Amikor olvadó és fém finomítás fluxus be kapjunk salak és a kívánt fizikai és kémiai tulajdonságai (például, hogy csökkentsék refractoriness és viszkozitása, elektromos vezetőképessége változik) a salakképző meddőkőzet és hamu üzemanyag, oldódása káros szennyeződések.
Különböztesse folyasztószerek mag (mészkő, dolomit, pirit salak, mész, szóda, amelyek kalcium-oxid, magnézium, vas és mások. Fémek), savat (kvarc, homok, kovakő tartalmazó szilícium-dioxid) és semleges (agyag, bauxit, barázda firebrick , folypát, tartalmazó alumínium-oxid vagy kalcium-fluorid). Olvadékok vizsgálatával vastartalmú fémek és ötvözetek véd oxidációja a burkolat vagy védő fluxusok; erre a célra elsősorban a kloridok és fluoridok, alkáli- és alkáliföldfémek (kősó, sylvinite karnallit, kriolit, borax, gyanta). Amikor forrasztás és hegesztést alkalmazunk rozin, bórax, cink-klorid, ammónium-klorid, stb folypát. Az elektromos ívhegesztés fluxusok kifejlesztett számos fluxusok, amelyek korábban az újraolvasztott és kezelt, és a közvetlenül alatta hegesztési folyósítószerek
Érvényesítése fluxus széles körben használt keményforrasziermékek felelős rendeltetési és tartósító bevonat, amely megőrzi a forraszthatóság nyomtatott áramköri lapok körülmények között hosszabb tárolás.
Az aktivált folyasztószerek, mint a neve is mutatja, jelen vannak aktivátorok - anyagokat, amelyek növelik a alapozó aktivitást. Közülük - aminok, gyenge szerves sav és mások. Aktivátorok általában tartalmaznak aktív ionokat vagy halogénatommal szubsztituált, csökkenti a szigetelési ellenállás dielektrikumok. Ezért aktív fluxus és maradványaik alaposan meg kell mosni. Ezek ajánlott, ha nagy gépesített forrasztó-, rosszul nedvesíthető fém (például nikkel). Ez a csoport magában foglalja a vízoldható fluxusok, amelyek nem tartalmaznak gyanta.
forrasztás hullám mód az átmenet Sn / Pb ólommentes forraszanyag megváltozott kissé. Az ilyen rendszerek, előzetes folyasztószerként használható. Amikor ólommentes forraszanyag hullám több előnyös vízoldható folyósítószerek. Forrasztási hőmérséklet valamivel magasabb (körülbelül 30 ° C-on), amelyeket figyelembe kell venni, amikor kiválasztják a fluxus. A magas hőmérsékletű forraszanyag fluxus kizárólag alapján kolofónium.
Be a forrasztópaszta flux ugyanazt a szerepet játssza, mint a kompakt forrasztás forrasztani. Jellemzően, egy massza alkalmazható ugyanazon a fluxusok, és használják a hagyományos forrasztás.
A tisztítást a funkcionális szerelvények forrasztás után
Ahhoz, hogy jó minőségű igényelnek a különböző tisztítószereket. Salakmaradványait során ólommentes forrasztás összetételében eltérő a hagyományos. A tapasztalat azt mutatja, hogy a magasabb hőmérsékleten nehezebb eltávolítani fluxus maradékot a forrasztott kötés. Részletek az tesztjének eredményei különböző tisztító folyadékok ólommentes forrasztási és pontos információ áll rendelkezésre a gyártók honlapján.