Ligi ta 'fuq tal-istann tal-landa għall-Assemblea tal-PCB

Fl-isfera tal-manifattura tal-elettronika, l-istann iservi bħala l-materjal indispensabbli "pont" li jgħaqqad il-bordijiet taċ-ċirkwiti stampati (PCBs) ma 'komponenti elettroniċi. Mhux biss jistabbilixxi konnessjonijiet elettriċi affidabbli iżda jiddetermina wkoll is-saħħa mekkanika, l-affidabbiltà fit-tul-, u l-ħajja tas-servizz tal-prodotti elettroniċi. Minn smartphones għal tagħmir aerospazjali, minn apparat mediku għall-elettronika tal-karozzi, il-qalba ta 'kull prodott elettroniku tbattal b'għadd ta' ġonot tal-istann.

Bl-implimentazzjoni tad-direttiva RoHS tal-Unjoni Ewropea u ż-żieda tal-kuxjenza ambjentali globali, l-industrija tal-elettronika għaddiet minn tranżizzjoni storika minn istann biċ-ċomb għal-ħieles taċ-ċomb. Din it-trasformazzjoni testendi ferm lil hinn minn sempliċi sostituzzjoni ta' materjal-tirrappreżenta ristrutturar komprensiv ta' proċessi ta' issaldjar, tagħmir, profili tat-temperatura, u sistemi ta' verifika tal-affidabbiltà. Dan l-artikolu jipprovdi esplorazzjoni-dettall tal-aktar tfi-istann ibbażatligi użati fl-assemblaġġ tal-PCB, li jkopru minn prinċipji metallurġiċi sal-prattika tal-inġinerija, mill-karatteristiċi tal-materjal għall-ottimizzazzjoni tal-proċess, li joffru lill-inġiniera tal-manifattura tal-elettronika referenza teknika komprensiva.

Fundamenti metallurġiċi tal-Ligi tal-Istann

Prinċipji ta 'l-issaldjar u Disinn ta' Liga

L-essenza tal-issaldjar tinvolvi l-użu ta' metall tal-mili (istann) b'punt ta' -tidwib-baxx li jiddewweb bis-sħana, jgħaddi f'lakuni mikroskopiċi fuq l-uċuħ tal-metalli li jkunu magħquda permezz ta' tixrib u azzjoni kapillari, u mat-tkessiħ u s-solidifikazzjoni jifforma konnessjonijiet komposti intermetalliċi (IMC) b'saħħa mekkanika speċifika u konduttività elettrika.

Il-landa (Sn) saret l-element ewlieni ta 'l-istann elettroniku minħabba l-proprjetajiet fiżikokimiċi uniċi tagħha: punt ta' tidwib moderat (232 grad ), tixrib eċċellenti, konduttività elettrika u termali tajba, u l-abbiltà li jiffurmaw IMCs stabbli b'metalli tal-kuxxinett PCB komuni bħal ram (Cu), nikil (Ni) u deheb (Au). Madankollu, il-landa pura għandha żvantaġġi sinifikanti-hija suxxettibbli għall-pesti tal-landa (trasformazzjoni ta 'fażi f'temperaturi baxxi li tikkawża t-trab) u t-tkabbir tal-whisker tal-landa. Għalhekk, l-applikazzjonijiet prattiċi dejjem jinvolvu l-liga tal-landa ma 'metalli oħra.

L-għanijiet ewlenin tad-disinn tal-liga jfittxu l-aħjar bilanċ f'diversi dimensjonijiet:

Kontroll tal-punt tat-tidwib: It-tnaqqis tal-punt tat-tidwib permezz ta' kompożizzjonijiet ewtektiċi jew qrib{0}}ewtektiċi inaqqas ix-xokk termali għall-komponenti u s-sottostrati

Ottimizzazzjoni tat-tixrib: L-iżgurar li l-istann imdewweb jista 'jinfirex bis-sħiħ u jippenetra l-interface tal-issaldjar

Aġġustament mekkaniku tal-proprjetà: Tipprovdi saħħa tensili suffiċjenti, saħħa ta 'shear, u reżistenza għat-tkaxkir

Assigurazzjoni ta 'affidabbiltà: Iż-żamma tal-integrità tal-ġonta tal-istann taħt stress ambjentali bħal ċikliżmu termali, vibrazzjoni u umdità

Kompatibilità tal-proċess: Adattament għal rekwiżiti ta 'proċess differenti inklużi reflow, wave, u issaldjar selettiv

Ligi Ewtektiċi u Medda Pasty

Kunċett fundamentali fil-fehim tal-ligi tal-istann huwa l-"ewtektiku." Ligi ewtektiċi fi proporzjonijiet ta 'kompożizzjoni speċifiċi għandhom punt ta' tidwib wieħed (aktar milli firxa ta 'tidwib), li jgħaddu direttament minn solidu għal likwidu u viċi versa. Din il-karatteristika hija kruċjali għall-proċessi tal-issaldjar-ligi ewtektiċi ma jurux stadju "past" matul is-solidifikazzjoni, u b'hekk jiffurmaw mikrostrutturi tal-ġonta tal-istann aktar uniformi u densi.

Meta tieħu l-liga klassika taċ-ċomb tal-landa- bħala eżempju, il-proporzjon Sn63/Pb37 huwa preċiżament fil-punt ewtektiku b'punt ta 'tidwib ta' eżattament 183 grad. B'kuntrast, Sn60/Pb40 jiddevja mill-punt ewtektiku, u juri firxa pasty ta' madwar 7 gradi (183 grad -190 grad ). F'din il-firxa pasty, l-istann jeżisti fi stat ta 'koeżistenza solidu-likwidu, fejn kwalunkwe tfixkil mekkaniku jista' jwassal għal difetti ta '"ġonta kiesħa".

Fost l-istann mingħajr ċomb -, il-punt ewtektiku tal-ligi SAC jinsab ħdejn Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7 (SAC387), b'punt tat-tidwib ta 'madwar 217 grad. Is-SAC305 użat ħafna (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5) jiddevja ftit mill-ewtektiku, li għandu firxa pasty ta 'madwar 3 gradi. Madankollu, din il-karatteristika fil-fatt tgħin biex tnaqqas id-difetti ta '"tombstone" fil-komponenti taċ-ċippa.

Ligi tal-istann biċ-ċomb: Classics u Legacy

Is-Sistema tal--Liga taċ-Ċomb

Minkejja regolamenti ambjentali dejjem aktar stretti, l-istann biċ-ċomb jibqgħu eżentati għall-użu f'tagħmir militari, aerospazjali, mediku, u applikazzjonijiet oħra ta'-affidabbiltà għolja. Dawn l-oqsma jitolbu affidabbiltà tal-ġonta tal-istann estremament rigoruża, u l-ligi tal-landa-ċomb stabbilixxew id-database tal-affidabbiltà l-aktar komprensiva permezz ta 'aktar minn nofs seklu ta' validazzjoni tal-inġinerija.

Sn63/Pb37 (-Ċomb tal-landa Ewtektika)

Din hija l-aktar formulazzjoni klassika tal-istann fl-istorja tal-industrija tal-elettronika. Il-punt tat-tidwib ewtektiku ta '183 grad jipprovdi tieqa ta' proċess wiesa ', b'temperaturi tipiċi tal-ogħla rifluss ta' 205-215 grad -ferm taħt il-240-245 grad meħtieġa għal istannijiet mingħajr ċomb. L-issaldjar f'temperatura baxxa tfisser:

Stress termali aktar baxx fuq il-komponenti, speċjalment ta' benefiċċju għal partijiet sensittivi tas-sħana-bħal kapaċitaturi elettrolitiċi u apparat optoelettroniku

Mnaqqsa tal-PCB warpage u deformazzjoni

It-tul tal-ħajja tat-tagħmir estiż u l-konsum tal-enerġija aktar baxx

Minn perspettiva mikrostrutturali, Sn63/Pb37 jifforma struttura ewtektika lamellari tipika b'fażijiet tal-landa u taċ-ċomb li jalternaw, li jipprovdu reżistenza eċċellenti għall-għeja. Il-preżenza taċ-ċomb irażżan ukoll b'mod effettiv it-tkabbir tal-whisker tal-landa-waħda mill-aktar sfidi severi ta 'affidabbiltà li jiffaċċjaw-istann mingħajr ċomb.

Sn60/Pb40

Spiża kemxejn aktar baxxa minn Sn63/Pb37, iżda tiddevja mill-punt ewtektiku, li jirriżulta f'firxa pasty. F'xenarji ta 'saldjar manwali, din il-karatteristika fil-fatt tipprovdi "ħin tax-xogħol" itwal, li tippermetti lill-istannarji jaġġustaw il-ġonot.

Sn62/Pb36/Ag2 (Liga Ternarja)

Iż-żieda ta '2% tal-fidda ġġib titjib sinifikanti: il-fidda tbaxxi t-temperatura tal-liquidus tal-istann u ttejjeb it-tixrib. Aktar importanti minn hekk, ir-reazzjoni tal-fidda mas-saff tal-kuxxinett tar-ram inaqqas ir-rata ta 'dissoluzzjoni tar-ram fil-matriċi tal-istann, testendi l-ħajja tal-pot tal-istann f'operazzjonijiet kontinwi bħall-issaldjar tal-mewġ. Iż-żieda tal-fidda ttejjeb ukoll il-konduttività elettrika u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-ġonot tal-istann.

Saldani biċ-ċomb ta'-temperatura għolja

Ċerti applikazzjonijiet speċjali jeħtieġu li l-ġonot tal-istann jibqgħu stabbli f'ambjenti ta'-temperatura għolja. Peress li ċ-ċomb pur għandu punt ta 'tidwib għoli daqs 327 grad, ligi ta' -ċomb għolja jsiru l-għażla preferuta għal istannijiet ta '-temperatura għolja.

Sn10/Pb88/Ag2

B'punt tat-tidwib ta' madwar 299 grad, din il-liga hija adattata għal ambjenti ta'-temperatura estrema għolja bħal sistemi ta' kontroll tal-magni tal-inġenji tal-ajru u tagħmir taż-żejt u tal-gass ta' isfel. Ligi bħal dawn huma tipikament użati bħala materjali ta' "issaldjar ta' l-ewwel-pass", bi proċessi sussegwenti li jużaw istannijiet b'punt ta'-tidwib-baxx għal "issaldjar fil-pass" biex jiġi żgurat li l-ġonot ta'-temperatura għolja ma jiġux imdewweb mill-ġdid-.

-Ligi Ħieles tal-Istann taċ-Ċomb: Żwiemel tax-Xogħol tal-Era Ambjentali

Il-Familja Alloy SAC

Ligi SAC (Sn-Ag-Cu, landa-fidda-ram) huma l-mainstream assolut fl-industrija tal-manifattura tal-elettronika tal-lum. Peress li d-direttiva RoHS daħlet fis-seħħ fl-2006, il-ligi SAC kisbu kontinwament sehem mis-suq fl-elettronika tal-konsumatur, kontrolli industrijali, tagħmir tat-telekomunikazzjoni, u oqsma oħra. L-istatistika turi li l-ligi SAC jammontaw għal aktar minn 65% tas-suq tal-istann mingħajr ċomb-.

SAC305 (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5)

Din hija l-liga mingħajr ċomb-preferuta rakkomandata mill-Kunsill tal-Valur tal-Prodotti tal-Isweldjar tal-IPC u hija adottata b'mod wiesa' globalment. Is-suċċess tiegħu ġej minn bilanċ f'diversi aspetti:

Punt tat-tidwib u Proċessabilità: Il-punt tat-tidwib ta '217-220 grad, filwaqt li 34 grad ogħla mill-ewtektiku taċ-ċomb tal-landa, jibqa' fit-tolleranza tat-temperatura tal-biċċa l-kbira tal-komponenti elettroniċi. L-ogħla temperaturi tipiċi ta' reflow huma stabbiliti għal 235-245 grad, b'ħin 'il fuq minn liquidus (TAL) ikkontrollat ​​għal 60-90 sekonda.

Proprjetajiet Mekkaniċi: Is-saħħa tat-tensjoni ta 'SAC305 hija bejn wieħed u ieħor 40 -50 MPa, ogħla minn 25-35 MPa ta' Sn63/Pb37. Dan huwa prinċipalment attribwit għall-effett tat-tisħiħ tad-dispersjoni ta 'komposti intermetalliċi Ag3Sn iffurmati mill-fidda. Madankollu, saħħa ogħla tfisser ukoll duttilità aktar baxxa, li potenzjalment tirriżulta f'prestazzjoni inferjuri meta mqabbla mal-istann taċ-ċomb tal-landa fit-testijiet tal-impatt tal-qatra.

Tixrib: Meta mqabbel mal-istann taċ-ċomb tal-landa-, SAC305 għandu angolu akbar ta 'tixrib (madwar 30 grad vs 15 grad) u veloċità ta' tixrib aktar bil-mod. Dan jeħtieġ l-użu ta 'flussi aktar attivi jew l-ottimizzazzjoni tal-profili tat-temperatura tal-issaldjar.

Reżistenza għall-Għeja Termali: SAC305 iwettaq b'mod eċċellenti fit-testijiet ta 'ċikliżmu termali (-40 grad sa +125 grad), b'ħajja konġunta tal-istann komparabbli ma' jew saħansitra teċċedi l-istann taċ-ċomb tal-landa. Dan huwa minħabba li l-fażi Ag3Sn pins konfini tal-qamħ li jiżżerżqu, ittardja l-propagazzjoni tax-xquq tal-għeja.

Fatturi tal-Ispejjeż: Il-varjazzjonijiet fil-prezz tal-fidda jaffettwaw b'mod sinifikanti l-ispejjeż SAC305. Meta l-prezzijiet tal-fidda qabżu l-$40/oz fl-2011, l-industrija fittxet b'mod attiv alternattivi ta'-fidda baxxi.

SAC387 (Sn95.5/Ag3.8/Cu0.7)

Eqreb lejn il-punt ewtektiku ternarju veru, li juri mġiba ta 'tidwib aktar qawwija. Il-kontenut ogħla tal-fidda jipprovdi reżistenza għall-għeja termali kemmxejn aħjar minn SAC305, li jagħmilha aktar adattata għal applikazzjonijiet b'varjazzjonijiet severi fit-temperatura bħal kompartimenti tal-magni tal-karozzi u kabinetti tal-kontroll industrijali. Pijunieri bikrija mingħajr ċomb bħal Motorola bdew jipproduċu telefowns ċellulari b'SAC387 sa mill-2001.

SAC105 (Sn98.5/Ag1.0/Cu0.5)

Liga baxxa tal-fidda żviluppata b'reazzjoni għall-prezzijiet tal-fidda li qed jogħlew u rekwiżiti ta' reżistenza għall-waqgħa għal tagħmir portabbli. Ir-riċerka turi li t-tnaqqis tal-kontenut tal-fidda jnaqqas il-frazzjoni tal-volum tal-fażi fraġli Ag3Sn, ittejjeb il-kapaċità ta 'deformazzjoni tal-plastik tal-ġonot tal-istann u b'hekk ittejjeb il-prestazzjoni tal-impatt tal-waqgħa. L-ittestjar iNEMI (Inizjattiva Internazzjonali tal-Manifattura Elettronika) juri li SAC105 jissupera lil SAC305 fit-testijiet tal-waqgħa. Madankollu, kontenut ta 'fidda aktar baxx jissagrifika l-affidabilità taċ-ċikliżmu termali, għalhekk SAC105 jintuża primarjament f'elettronika tal-konsumatur portabbli bħal smartphones u pilloli.

Ligi SAC Modifikati Drogati

Biex ikomplu jottimizzaw il-prestazzjoni, ir-riċerkaturi żviluppaw diversi ligi SAC b'żidiet ta 'oligoelementi:

SAC+Mn/Ce: Żieda ta' traċċi (<0.1%) of manganese or cerium significantly improves both drop impact and thermal cycling performance

SAC+Bi: Iż-żieda tal-bismut ittejjeb it-tixrib, tbaxxi l-punt tat-tidwib, u tnaqqas il-vojt tal-ġonta tal-istann

SAC+Ni: In-nikil jipproteġi s-saff ta 'metallizzazzjoni sottostanti minn xoljiment eċċessiv

SAC+Sb: L-antimonju jsaħħaħ is-saħħa mekkanika filwaqt li jrażżan il-whiskers tal-landa

Land-Ligi tar-ram (Sn-Cu)

Sn99.3/Cu0.7

L-aktar liga binarja mingħajr ċomb-sempliċi b'punt tat-tidwib ta' madwar 227 grad, madwar 7 gradi ogħla minn SAC305. L-akbar vantaġġ tal-landa-ligi tar-ram huwa l-ispiża-l-eliminazzjoni sħiħa tal-fidda għalja tagħmilhom għażla ekonomika għall-issaldjar tal-mewġ u l-issaldjar manwali.

Madankollu, landa pura-ligi tar-ram għandhom tixrib u proprjetajiet mekkaniċi inferjuri meta mqabbla mas-serje SAC. Biex tindirizza dawn in-nuqqasijiet, l-industrija żviluppat diversi formulazzjonijiet modifikati:

SN100C (Sn-0.7Cu-0.05Ni+Ge)

Biż-żieda ta 'traċċa tan-nikil u l-ġermanju, it-tixrib ta' SN100C joqrob lejn SAC305, u x-xoljiment tar-ram huwa aktar bil-mod, u jestendi l-intervalli ta 'manutenzjoni tal-pot tal-istann tal-mewġ. Il-ġermanju jnaqqas l-ossidazzjoni u l-formazzjoni ta 'ħmieġ.

K100 (Serje Sn-Cu-Ni)

Liga ottimizzata għall-issaldjar tal-mewġ, fejn iż-żieda tan-nikil tifforma saffi komposti intermetalliċi (Cu,Ni) 6Sn5 li huma aktar stabbli minn Cu6Sn5 pur, li jdewwem it-tkabbir tal-IMC interfacial eċċessiv.

Land-Bismut-Ligi b'Temperatura Baxxa (Sn-Bi)

It-teknoloġija tal-issaldjar ta'-temperatura baxxa ġibdet attenzjoni sinifikanti f'dawn l-aħħar snin, immexxija minn:

Rekwiżiti ta' assemblaġġ għal-komponenti sensittivi għat-temperatura (bħal MEMS u ċerti sensuri)

It-tnaqqis tal-warpage tal-pakkett tal-PCB u BGA

Konservazzjoni tal-enerġija, tnaqqis tal-emissjonijiet, u tnaqqis tal-marka tal-karbonju

"It-tieni-pass" issaldjar b'-temperatura baxxa fi proċessi ta' issaldjar fil-pass

Sn42/Bi58 (Bismut tal-Landa Ewtettika)

B'punt tat-tidwib ta '138 grad biss, dan huwa l-iktar punt ta' tidwib prattiku -istann ħieles taċ-ċomb. L-ogħla temperaturi tipiċi ta 'reflow jistgħu jiġu kkontrollati għal 170-180 grad, madwar 70 grad inqas minn SAC305. Dan ifisser:

Riskju mnaqqas b'mod sinifikanti ta' ħsara lil-komponenti sensittivi għas-sħana

Tnaqqis sostanzjalment warpage termali fil-PCBs u BGAs

Konsum ta 'enerġija tal-forn reflow aktar baxx u ħajja estiża tat-tagħmir

Madankollu, il-fraġilità inerenti tal-bismut hija l-għarqub ta' Akille tal-ligi Sn-Bi. Sn42/Bi58 pur għandu elongazzjoni ta '1-2% biss, ferm taħt l-20-40% ta' SAC305. Dan jikkawża li l-ġonot tal-istann jinkisru faċilment taħt impatt tal-qatra jew stress tal-liwi. Barra minn hekk, it-tixjiħ f'temperatura għolja jikkawża segregazzjoni tal-bismut fl-interfaces, u jkompli jiddegrada l-proprjetajiet mekkaniċi.

Sn42/Bi57/Ag1

Iż-żieda ta '1% fidda ttejjeb it-tixrib u r-reżistenza għall-għeja filwaqt li żżomm vantaġġi ta' punt ta 'tidwib baxx. Il-fażi Ag3Sn iffurmata mill-fidda tirfina l-mikrostruttura sa ċertu punt, u ttejjeb id-duttilità.

Ligi mhux-Ewtektiċi Sn-Bi

Ir-riċerka turi li ligi li jiddevjaw mill-kompożizzjoni ewtektika (bħal Sn-Bi b'40% Bi jew inqas) għandhom proprjetajiet mekkaniċi aħjar. Kontenut aktar baxx ta 'bismut inaqqas il-frazzjoni tal-volum tal-fażijiet fraġli filwaqt li jżomm punti ta' tidwib relattivament baxxi.

Sn-Sweldjar Bi Komposti rinfurzati

Biex tegħleb kwistjonijiet ta 'fraġilità, l-industrija esplorat diversi approċċi ta' rinfurzar:

Epossi{0}}istann rinfurzat: Iż-żieda ta' komponenti epossidiċi mal-pejst tal-istann jifforma saff protettiv li jinkapsula ġonot tal-istann wara reflow

Rinfurzar tan-nanopartiċelli: Żieda ta 'nanopartiċelli bħal NiO u TiO2 biex tirfina l-istruttura tal-qamħ

Teknoloġija tal-issaldjar ibridu: L-użu ta' -temperatura baxxa Sn-Bi pejst tal-istann flimkien ma' blalen tal-istann SAC305 biex jitlestew ġonot ibridi f'temperaturi baxxi

Ligi oħra ta' speċjalità

Sn-Ag (Binary Land-Silver)

Sn96.5/Ag3.5 kien fokus ta 'riċerka bikrija tal-istann taċ-ċomb-b'xejn, b'punt tat-tidwib ta' 221 grad, qrib is-serje SAC. Il-ligi tal-fidda pura tal-landa-għandhom tixrib aħjar minn SAC iżda spiża ogħla, u m'għandhomx l-inibizzjoni tat-tkabbir interfacial IMC li jipprovdi r-ram.

Sn-Zn (Lan-Żingu)

Liga ewtektika Sn91/Zn9 għandha punt ta 'tidwib ta' 199 grad biss, bejn iċ-ċomb tal-landa u SAC, u darba kienet ikkunsidrata bħala kandidat ħieles taċ-ċomb promettenti-. Madankollu, ir-reattività għolja taż-żingu tikkawża problemi severi ta 'ossidazzjoni, li teħtieġ protezzjoni ta' atmosfera inerta waqt l-issaldjar. Il-korrużività taż-żingu għall-pads tar-ram hija wkoll barriera għall-applikazzjoni.

Sn-Fi (Lan-Indju)

L-indju jista 'jbaxxi b'mod drammatiku l-punti tat-tidwib (Sn-52In punt ewtektiku huwa biss 118 grad) u għandu kompatibilità tajba mad-deheb, li jagħmilha adattata għat-twaħħil tal-wajer tad-deheb u t-twaħħil tad-die b'temperatura baxxa. Madankollu, l-iskarsezza ta 'l-indju, l-ispiża għolja u s-suxxettibilità għall-korrużjoni jillimitaw il-firxa ta' applikazzjoni tiegħu.

Fluss: Il-Gwardjan Inviżibbli tas-Suċċess tal-issaldjar

Mekkaniżmu ta' Azzjoni ta' Fluss

Ma jimpurtax kemm jista 'jkun eċċellenti l-liga tal-istann innifsu, il-proċess tal-istann ma jistax jipproċedi mingħajr fluss xieraq. Il-funzjonijiet ewlenin tal-fluss jinkludu:

Tneħħija ta' Ossidu: Uċuħ tal-metall jiffurmaw films tal-ossidu fl-arja li jipprevjenu t-tixrib tal-istann. Komponenti attivi fil-fluss (bħal aċidi organiċi u alidi) jirreaġixxu ma 'ossidi meta jissaħħnu, jinħall jew jikkonvertuhom f'komposti volatili.

Prevenzjoni ta'-ossidazzjoni: F'temperaturi tal-issaldjar, il-fluss ikopri uċuħ tal-metall li jifforma saff protettiv li jiżola l-ossiġnu atmosferiku.

Tnaqqis tat-Tensjoni tal-wiċċ: Surfactants fil-fluss inaqqsu t-tensjoni tal-wiċċ tal-istann imdewweb, u jippromwovu t-tixrid uniformi fuq il-pads.

Medju ta' Trasferiment tas-Sħana: Fluss likwidu jgħin biex tittrasferixxi s-sħana b'mod uniformi għall-interface tal-issaldjar.

Sistema ta' Klassifikazzjoni tal-Fluss

Skont l-istandard IPC J-STD-004, il-fluss huwa kklassifikat skont il-materjal bażiku u l-livell ta' attività:

Fluss Ibbażat-Rosin

Rosin huwa prodott naturali estratt mir-reżina tas-siġar tal-arżnu, magħmul primarjament minn aċidu abietiku. Il-fluss ibbażat fuq rosin-għandu storja twila u prestazzjoni stabbli, li tirrappreżenta l-għażla tradizzjonali għall-issaldjar elettroniku.

R (Rosin): Rosin pur bl-inqas attività, adattat biss għal uċuħ imnaddfa b'ossidazzjoni minima

RMA (Rosin Mildly Activated): Fih ammonti żgħar ta 'attivaturi b'attività moderata u residwi ħfief

RA (Rosin Attivat): Kontenut ogħla ta 'attivatur, adattat għal uċuħ aktar ossidizzati ħafna, ir-residwi jeħtieġu tindif

Ir-residwi tal-fluss tar-rożin huma solidi, mhux-konduttivi, u kimikament inerti f'temperatura tal-kamra. Tradizzjonalment, ir-residwi R u RMA kienu kkunsidrati aċċettabbli biex jitilqu fuq bordijiet taċ-ċirkwiti, iżda ċirkwiti moderni ta' densità għolja-esiġu ndafa aktar stretta, u ħafna applikazzjonijiet għadhom jirrakkomandaw it-tindif.

Ilma-Fluss Solubbli

Juża aċidi organiċi (bħal aċidu ċitriku u aċidu adipiku) bħala komponenti attivi, tipikament ifformulati b'trasportaturi solubbli fl-ilma-bħal ethylene glycol. Il-fluss tal-ilma-solubbli għandu l-ogħla attività, kapaċi li jneħħi saffi ta' ossidu iebsa, adattati għal uċuħ diffiċli- biex-issaldjar jew partijiet qodma ossidizzati ħafna.

Madankollu, attività għolja tfisser ukoll riskju għoli ta 'korrużjoni. Ir-residwi tal-fluss li jinħall fl-ilma-fihom joni attivi li, jekk ma jitneħħewx sewwa, jistgħu jikkawżaw migrazzjoni elettrokimika, tnixxija, jew saħansitra ċirkuwiti qosra f'ambjenti ta'-umdità għolja. Għalhekk, proċessi stretti tat-tindif tal-ilma għandhom isegwu l-użu ta' fluss li jinħall fl-ilma-.

Le-Fluss Nadif

Żviluppat biex jissimplifika l-fluss tal-proċess u jnaqqas l-ispejjeż. Il-filosofija tad-disinn tagħha hija: il-komponenti attivi jlestu l-kompitu tad-deossidazzjoni tagħhom f'temperaturi tal-issaldjar, imbagħad ir-residwi jibqgħu fi stat mhux-konduttiv, mhux-korrużiv li jista 'jitħalla mingħajr periklu fuq il-bords taċ-ċirkwiti.

L-ebda-fluss nadif tipikament juża formulazzjonijiet b'kontenut baxx ta' solidi (1-5%), bil-biċċa l-kbira tas-sustanzi attivi volatilizzaw jew jiddekomponu waqt ir-rifluss. L-ammonti ta' residwi huma minimi u kimikament stabbli. Dan jagħmilha l-għażla ppreferuta għal linji ta' produzzjoni SMT ta'-veloċità għolja - li jeliminaw il-proċessi tat-tindif ifisser ħinijiet ta 'ċiklu iqsar, investiment aktar baxx fit-tagħmir, u konsum kimiku mnaqqas.

Madankollu, "le-nadif" ma tfissirx "l-ebda residwu." F'applikazzjonijiet ta'-affidabbiltà għolja (aerospazjali, impjanti mediċi) jew ċirkwiti ta'-frekwenza għolja, anke traċċi ta' residwi jistgħu jaffettwaw il-prestazzjoni. Għalhekk, dawn l-applikazzjonijiet tipikament xorta jagħżlu proċessi ta 'tindif.

Strateġija tal-Għażla tal-Fluss

L-għażla tal-fluss teħtieġ konsiderazzjoni komprensiva tal-fatturi li ġejjin:

Kundizzjoni tal-wiċċ ta 'oġġetti ta' issaldjar: Il-komponenti miksija b'landa-immanifatturati ġodda għandhom ossidazzjoni minima u jistgħu jużaw fluss ta' attività-baxxa; komponenti b'ħinijiet twal ta 'ħażna jew trattament ħażin tal-wiċċ jeħtieġu fluss ta' attività-għoli.

It-Tip tal-Liga tal-istann: L-istann mingħajr ċomb-ġeneralment għandhom tixrib inferjuri meta mqabbla mal-istann- taċ-ċomb, li tipikament jeħtieġu fluss aktar attiv.

Kapaċità tat-Tindif: Jekk il-linja ta 'produzzjoni għandha tagħmir ta' tindif komplut (ultrasoniku, sistemi ta 'sprej), jista' jintgħażel fluss solubbli fl-ilma- għall-aħjar riżultati ta 'issaldjar; inkella, m'għandha tintgħażel l-ebda-bażata nadifa jew tar-rosin-.

Livell ta' Affidabbiltà tal-Prodott: Il-prodotti tal-Klassi 3 tal-IPC (affidabbiltà-għoli) tipikament jeħtieġu residwi tat-tindif jew l-użu ta' fluss mhux-nodif ċertifikat b'mod strett.

Regolamenti Ambjentali: Xi reġjuni għandhom limiti stretti fuq l-emissjonijiet tal-VOC (kompost organiku volatili), li jeħtieġu formulazzjonijiet ibbażati fuq l-ilma-jew baxxi-VOC.

Tin Whiskers: Il-Ħmar il-Ħmar tal-Afdabbiltà tal-Era Ħielsa taċ-Ċomb-

Fenomenu tal-Whisker tal-landa u Perikli

Il-whiskers tal-landa huma strutturi ta'-kristall singolu filamentari li jikbru b'mod spontanju minn uċuħ tal-landa pura jew ta' liga tal--landa għolja, tipikament b'dijametru ta' 1-5 mikrometri u li jvarjaw minn mijiet ta' mikrometri għal diversi millimetri fit-tul. Dawn il-"xagħar" tal-metall kważi inviżibbli joħolqu theddida serja għall-affidabbiltà tal-apparat elettroniku.

Mekkaniżmi li bihom il-whiskers tal-landa jikkawżaw fallimenti jinkludu:

Short Circuits: Il-whiskers tal-landa li jgħaqqdu l-kondutturi maġenbhom jikkawżaw xorts elettriċi. F'pakketti ta'-densità għolja (pitch ta' 0.5mm u taħt), il-whiskers twal biss għexieren ta' mikrometri jistgħu jikkawżaw diżastru.

Kwittanza tal-Ark: F'ambjenti ta'-vultaġġ għoli, il-whiskers tal-landa jistgħu jikkawżaw ark, li jikkawża tidwib istantanju ta'-temperatura għolja, partikolarment perikoluż f'ambjenti ta' vakwu jew ta' pressjoni-baxxa (bħal satelliti u tagħmir ta'-altitudni għolja).

Kontaminazzjoni tad-Debris: Il-whiskers tal-landa jistgħu jinkisru, u jiffurmaw debris konduttivi ġewwa t-tagħmir li b'mod każwali jikkawża fallimenti intermittenti.

Storikament, il-whiskers tal-landa kkawżaw diversi inċidenti katastrofiċi famużi:

Satellita Galaxy IV (1998): Is-satellita kollu falla minħabba short circuits tal-whisker tal-landa fil-kompjuter tal-kontroll, li kkawża telf ta 'mijiet ta' miljuni ta 'dollari

Impjant tal-Enerġija Nukleari tal-mitħna (2005): Il-whiskers tal-landa kkawżaw lis-sistema ta' monitoraġġ tal-pressjoni tal-fwar għal allarm falz, li wassal għal għeluq ta' emerġenza

Inċident ta' "Aċċelerazzjoni Phantom" tat-Toyota (imsemmi fl-investigazzjoni): Xi riċerkaturi sabu whiskers tal-landa fis-sensuri tal-pożizzjoni tat-throttle, għalkemm investigazzjoni uffiċjali finalment eskludiet din il-kawża

Mekkaniżmu tal-Formazzjoni tal-Whisker tal-Landa

Għalkemm il-fenomenu tal-whisker tal-landa ġie skopert sa mill-1940, il-mekkaniżmu preċiż tal-formazzjoni tiegħu għadu mhux mifhum b'mod sħiħ. Fatturi primarji tas-sewqan rikonoxxuti bħalissa humatensjonijiet kompressivi:

Stress tat-Tkabbir Kompost Intermetalliku: Meta l-kisi tal-landa jikkuntattja sottostrat tar-ram, l-atomi tar-ram jinfirxu fis-saff tal-landa, u jiġġeneraw komposti intermetalliċi Cu6Sn5 fl-interface. L-espansjoni tal-volum IMC toħloq stress kompressiv fis-saff tal-landa.

Koeffiċjent ta' Espansjoni Termali Taqbil ħażin: Id-differenzi fil-koeffiċjent ta 'espansjoni termali (CTE) bejn il-landa u sottostrati bħar-ram u n-nikil jikkawżaw akkumulazzjoni ta' stress interfaċjali b'varjazzjonijiet fit-temperatura.

Stress Mekkaniku: Il-liwi taċ-ċomb tal-komponenti, it-twaħħil tal-istampa-, il-vibrazzjoni, u azzjonijiet mekkaniċi oħra joħolqu konċentrazzjonijiet ta' stress lokalizzati.

Korrużjoni-Stress Indott: Kontaminazzjoni jonika (bħal joni tal-klorur u tas-sulfid) tibda korrużjoni lokali, b'bidliet fil-volum tal-prodott tal-ossidu li jipproduċu stress.

L-essenza tat-tkabbir tal-whisker tal-landa hija l-proċess li bih il-kristalli tal-landa jirrilaxxaw stress intern permezz ta 'diffużjoni tal-konfini tal-qamħ u mozzjoni ta' dislokazzjoni. Meta l-istress jaqbeż valur kritiku, l-atomi tal-landa jemigraw tul direzzjonijiet kristallografiċi speċifiċi u "estrużjoni" biex jiffurmaw whiskers fil-wiċċ.

Notevolment, ir-raġuni li ż-żieda taċ-ċomb irażżan it-tkabbir tal-whisker tal-landa hija primarjament: l-atomi taċ-ċomb jissegregaw mal-konfini tal-qamħ tal-landa, li jimpedixxu t-tixrid tal-konfini tal-qamħ; simultanjament, il-preżenza tal-fażi taċ-ċomb tbiddel l-istruttura tal-qamħ tal-landa, tippromwovi rilassament uniformi tal-istress.

Strateġiji ta' Mitigazzjoni tal-Whisker tal-landa

Peress li r-riskju tal-whisker tal-landa ma jistax jiġi eliminat kompletament, l-industrija tadotta strateġiji ta' mitigazzjoni f'diversi-livelli:

Livell tal-Materjal

Saff ta' Ostakolu tan-Nikil: Iż-żieda ta 'saff tal-kisi tan-nikil (1-2 mikrometri) bejn is-sottostrat tar-ram u l-kisi tal-landa jimblokka t-tixrid tar-ram fil-landa, u jelimina s-sorsi tal-istress tat-tkabbir IMC

Landa-Trattament ta' Immersjoni taċ-Ċomb/Hot Dip: It-tgħaddis ta' komponenti miksija bil-landa pura fl-istann taċ-ċomb tal-landa-jintroduċi ċomb biex irażżan il-whiskers

Matte Land Minflok Bright Tin: Il-kisi tal-landa matta tal--qamħ kbir għandu livelli ta' stress aktar baxxi minn-landa qawwi tal-qamħ żgħir

Żieda ta' Bismut u Elementi Oħra ta' Liga: Traċċa bismut jista 'jbiddel l-istruttura tal-qamħ tal-landa, li jipprovdi effetti ta' soppressjoni simili għaċ-ċomb

Livell tal-Proċess

Trattament tat-Ttemprar: Trattament f'150 grad għal 1 siegħa jew temperaturi ogħla jippromwovi r-rilassament tal-istress

Fusing Trattament: Heating pure tin plating above melting (>232 grad) imbagħad it-tkessiħ jelimina l-istress tal-kisi

Kopertura tal-istann: Permezz tal-issaldjar, ċomb tal-landa pura huma kompletament koperti biċ-ċomb tal-landa-jew istann SAC

Livell tad-Disinn

Kisi Konformali: L-applikazzjoni ta’ kisi ta’ polyurethane, akriliku jew silikon ta’ ħxuna ta’ 2-3 mil wara l-assemblaġġ tal-PCB jimblokka fiżikament it-tkabbir tal-whisker tal-landa jew jipprevjeni l-penetrazzjoni li tikkawża xorts

Żieda fl-Ispazjar tal-Kondutturi: Li jippermettu marġini ta 'sikurezza għat-tkabbir tal-whisker tal-landa fid-disinn taċ-ċirkwit

Għażla ta 'Komponenti Mingħajr Kisi tal-Landa Pura: Tispeċifika trattamenti tal-wiċċ alternattivi bħal NiPdAu, ċomb tal-landa-, jew blalen SAC

Sejbien u Monitoraġġ

Twettiq ta' testijiet aċċellerati ta' tkabbir tal-whisker tal-landa (temperatura-ċiklu ta' umdità, ħażna ta'-temperatura għolja-umdità) skont l-istandard JEDEC JESD201

Spezzjoni regolari ta' żoni kritiċi bl-użu ta' SEM (scanning electron microscope)

L-istabbiliment ta' sistemi ta' valutazzjoni tar-riskju tal-whisker tal-landa tal-fornitur

Proċessi ta 'issaldjar u Ottimizzazzjoni tal-Profil tat-Temperatura

Saldjar mill-ġdid

L-issaldjar mill-ġdid huwa l-proċess ewlieni tat-teknoloġija tal-immuntar tal-wiċċ (SMT), bil-fluss bażiku jkun:

Il-pejst tal-istann huwa stampat fuq pads tal-PCB permezz ta 'stensil

Agħżel-u-poġġi l-komponenti tal-pożizzjoni tal-magni fuq il-pejst tal-istann

Il-PCB jgħaddi minn forn reflow fejn il-pejst tal-istann idub biex jifforma ġonot tal-istann

Erba' Stadji tal-Profil tat-Temperatura

Preheat Żona: It-tisħin tal-PCB mit-temperatura tal-kamra għal 150-200 grad b'rata ta 'rampa ta' 1-3 gradi / sekonda, volatilizzanti solventi fil-pejst tal-istann filwaqt li tevita xokk termali

Xarrab Żona: Iż-żamma tat-temperatura fil-medda 150-200 grad għal 60-120 sekonda, tiżgura temperatura uniformi tal-bord u attivazzjoni tal-fluss biex tibda t-tneħħija tal-ossidu

Żona Reflow: Tisħin malajr sa l-ogħla temperatura (madwar 235-245 grad għal SAC305, 205-215 grad għal landa-ċomb) fejn l-istann idub biex jiffurmaw ġonot. Time Above Liquidus (TAL) huwa kkontrollat ​​għal 60-90 sekonda

Żona tat-tkessiħ: Tkessiħ għat-temperatura tal-kamra b'rata ta '2-4 gradi / sekonda. Rati ta 'tkessiħ xierqa jgħinu biex jiffurmaw strutturi ta' qamħ fini u uniformi

Konsiderazzjonijiet Speċjali għall--Sweldjar Ħieles taċ-Ċomb

Il-punt tat-tidwib ogħla tal-istann-ħieles taċ-ċomb jippreżenta sfidi għall-proċessi ta' rifluss:

L-ogħla temperatura tiżdied b'madwar 30 grad, potenzjalment taqbeż il-limiti tat-temperatura ta' xi komponenti sensittivi tas-sħana-(capacitors elettrolitiċi, konnetturi tal-plastik)

Temperaturi ogħla jaggravaw il-warpage tal-PCB u BGA, u jżidu l-istress tal-ġonta tal-istann

Kontroll tat-temperatura aktar preċiż huwa meħtieġ biex jiġi żgurat li l-ġonot kollha tal-istann jilħqu t-temperatura tal-likwidu

L-atmosfera protettiva tan-nitroġenu tista 'ttejjeb it-tixrib u tnaqqas l-ossidazzjoni

Saldjar bil-mewġ

L-issaldjar bil-mewġ huwa primarjament użat għall-issaldjar tal-lott ta' komponenti ta'-toqba u l-issaldjar tal-ġenb-tal-qiegħ ta' bordijiet ta' assemblaġġ imħallta. Il-qiegħ tal-PCB jikkuntattja kontinwament mewġ tal-istann imdewweb li qed jiżdied, bl-istann jippenetra minn -toqob permezz ta 'azzjoni kapillari u twassal għall-komponenti tat-tixrib.

Ġestjoni tal-Wave Solder

Il-ġestjoni tal-kompożizzjoni tal-borma tal-istann fl-issaldjar tal-mewġ hija kruċjali. Hekk kif l-issaldjar jimxi 'l quddiem, il-kontaminanti li ġejjin jakkumulaw gradwalment:

Xoljiment tar-ram: PCB copper layers and component leads release copper into the solder; excessive copper content (>0.3%) inaqqas il-fluwidità

Ħmieġ ta' Ossidazzjoni: L-ossidazzjoni tal-wiċċ tal-istann tifforma ħmieġ, li żżid it-telf tal-materjal

Impuritajiet oħra: Nikil, deheb, u elementi oħra minn trattamenti tal-wiċċ tal-PCB jikkonċentraw gradwalment

Analiżi regolari tal-kompożizzjoni tal-istann u riforniment frisk tal-istann huma miżuri ta 'manutenzjoni meħtieġa. Ligi tar-ram tal-landa-(bħal SN100C), minħabba s-solubilità aktar baxxa ta 'saturazzjoni tar-ram tagħhom, għandhom ħajja itwal fl-issaldjar tal-mewġ minn SAC305.

Sweldjar selettiv

L-issaldjar selettiv huwa proċess bejn l-issaldjar tal-mewġ u l-issaldjar manwali, bl-użu ta 'rjus ta' issaldjar programmabbli biex issaldjar b'mod preċiż żoni speċifiċi. Dan il-proċess huwa adattat għal:

Saldjar permezz ta'-toqba ħdejn komponenti sensittivi- tas-sħana

Żoni fuq bordijiet ta'-densità għolja fejn l-issaldjar tal-mewġ ma jistax isir

Assemblaġġi mħallta li jeħtieġu ligi differenti tal-istann

Is-sistemi selettivi tal-issaldjar tipikament jinkludu tliet moduli għall-bexx tal-fluss, it-tisħin minn qabel u l-issaldjar, b'parametri customizable għal kull karatteristiċi ta 'ġonta tal-istann.

Ittestjar ta' Affidabilità u Standards ta' l-Industrija

Metodi ta 'Evalwazzjoni ta' Affidabbiltà Konġunta tal-istann

Ittestjar taċ-Ċikliżmu Termali

Jissimula varjazzjonijiet fit-temperatura esperjenzati minn apparat elettroniku waqt l-użu. Kundizzjonijiet tipiċi huma ċikli ta' -40 grad sa +125 grad, bi 30-60 minuta kull ċiklu. Ġonot tal-istann jiżviluppaw gradwalment xquq tal-għeja taħt tensjoni kkawżata minn nuqqas ta 'qbil tal-koeffiċjent tal-espansjoni termali. L-ittestjar tipikament ikompli għal mijiet sa eluf ta 'ċikli sakemm ir-reżistenza tal-ġonta tal-istann tiżdied b'mod sinifikanti jew jinfetħu sħaħ.

Temperatura-Ittestjar tal-Umdità

Jevalwa r-reżistenza għall-korrużjoni u t-tendenza ta' migrazzjoni elettrokimika tal-ġonot tal-istann f'ambjenti ta'-temperatura għolja,-umdità għolja. Kundizzjonijiet tipiċi huma 85 grad / 85% RH għal aktar minn 1000 siegħa. Dan it-test b'mod partikolari jesponi riskji ta' affidabbiltà minn residwi ta' fluss.

Ittestjar tal-Impatt tal-Qasam

Jissimula xenarji ta 'waqgħa ta' apparat portabbli. Il-PCBs immuntati jitwaħħlu f'attrezzaturi standard u jitwaqqa 'mill-għoli speċifikati (bħal 1.5 metri) fuq uċuħ riġidi, ripetuti għexieren sa mijiet ta' drabi. In-numru ta 'qtar għall-falliment tal-ġonta tal-istann u l-modi ta' falliment huma rreġistrati. Ligi SAC, speċjalment formulazzjonijiet ta'-fidda għolja, jistgħu jaħdmu ħażin f'dan it-test.

Ittestjar tal-liwja

Jevalwa r-reżistenza għall-ksur tal-ġonta tal-istann taħt deformazzjoni tal-liwi tal-PCB. Erba'-punt jew tliet-attrezzaturi tal-liwi japplikaw tensjoni kkontrollata filwaqt li jimmonitorjaw il-kontinwità elettrika tal-ġonta tal-istann.

Ittestjar tas-Shear Strength

Jkejjel is-saħħa mekkanika ta' blalen tal-istann jew ġonot bl-użu ta' mikro{0}}shear testers. Din hija metrika bażika għall-evalwazzjoni tal-kwalità tal-istann u t-tqabbil ta 'ligi/proċessi differenti.

Sistema tal-Istandards tal-IPC

L-istandards żviluppati mill-IPC (Association Connecting Electronics Industries) huma punti ta' referenza awtorevoli għall-industrija globali tal-manifattura tal-elettronika:

J-STD-001 "Rekwiżiti għal Assemblaġġi Elettriki u Elettroniċi Saldjati"

Dan huwa l-istandard ewlieni għall-proċessi tal-issaldjar u l-kontroll tal-kwalità, li jkopri:

Rekwiżiti materjali: Speċifikazzjonijiet għall-istann, fluss, u finituri tal-wiċċ tal-PCB

Rekwiżiti tal-proċess: Kontroll tat-tisħin minn qabel, it-temperatura tal-issaldjar, u l-parametri tal-ħin

Kriterji ta 'aċċettazzjoni: Standards ta' ġudizzju għad-dehra tal-ġonta tal-istann, l-angolu tat-tixrib, u l-għoli tal-mili

Kontrolli ambjentali: Temperatura u umdità, protezzjoni ESD, u rekwiżiti ta 'indafa

J-STD-001 jikklassifika l-prodotti fi tliet livelli:

Klassi 1: Prodotti elettroniċi ġenerali (elettronika għall-konsumatur)

Klassi 2: Prodotti elettroniċi ta' servizz iddedikat (industrijali, tat-telekomunikazzjoni)

Klassi 3: Prodotti elettroniċi ta'-prestazzjoni għolja (militari, aerospazjali, mediċi)

Klassijiet ogħla għandhom rekwiżiti aktar stretti għall-kwalità tal-ġonta tal-istann u l-kontroll tal-proċess.

J-STD-002 "Testijiet ta' Saldabbiltà għal Ċomb ta' Komponenti, Terminazzjonijiet, Lugs, Terminali u Wajers"

Jispeċifika metodi standard għall-evalwazzjoni tal-issaldjar tal-ċomb u t-terminazzjonijiet tal-komponenti, inklużi:

Dip Test: Jevalwa l-grad ta 'tixrib tal-istann fuq iċ-ċomb

Test tal-Bilanċ tat-Tixrib: Jkejjel kwantitattivament il-kurvi tal-varjazzjoni tal-forza tat-tixrib maż-żmien

Test Reflow: Jissimula l-imġieba tat-tixrib tal-ballun tal-istann BGA taħt kundizzjonijiet ta 'reflow SMT

J-STD-003 "Testijiet ta' Saldabbiltà għal Bordijiet Stampati"

Standards għall-evalwazzjoni tal-issaldjar tal-finituri tal-wiċċ tal-PCB vojta (HASL, ENIG, OSP, fidda tal-immersjoni, landa tal-immersjoni, eċċ.).

IPC-A-610 "Aċċettabbiltà ta' Assemblaġġi Elettroniċi"

Jipprovdi linji gwida illustrati komprensivi biex jiġi ddeterminat jekk il-ġonot tal-istann u l-kwalità tal-assemblaġġ humiex aċċettabbli. Dan huwa l-aktar standard ta 'referenza ta' spezzjoni viżwali użata.

Prattiċi ta' Kontroll tal-Kwalità

Kontroll tal-Kwalità Dħul (IQC)

Solder: Analiżi tal-kompożizzjoni kimika, determinazzjoni tal-punt tat-tidwib

Fluss: Valur ta 'aċidu, kontenut ta' solidi, ittestjar ta 'kontenut ta' aloġenu

Komponenti: Kampjunar ta 'saldabbiltà, kejl tal-ħxuna tal-kisi

-Kontroll tal-Kwalità tal-Proċess (IPQC)

Stampar tal-pejst tal-istann: Ħxuna, offset tal-pożizzjoni, skoperta ta 'bridging (tagħmir SPI)

Profil ta' rifluss: Monitoraġġ tat-temperatura-ħin reali, reġistrazzjoni tal-quċċata/TAL

Saldjar bil-mewġ: Temperatura tal-istann, veloċità tal-conveyor, monitoraġġ tal-kwantità tad-dross

Kontroll Finali tal-Kwalità (FQC)

Spezzjoni Ottika Awtomatika (AOI): L-identifikazzjoni ta' difetti bħal ġonot kesħin, pontijiet, u istann insuffiċjenti

Spezzjoni tar-raġġi X-: Is-sejbien ta' vojt u konnessjonijiet f'ġonot tal-istann moħbija ta' BGAs, QFNs, eċċ.

Ittestjar Elettriku: Opens/shorts, impedenza, verifika funzjonali

Qafas ta' Deċiżjoni tal-Għażla tal-Liegi tal-Istann

Analiżi ta' Xenarju ta' Applikazzjoni

L-għażla tal-ligi tal-istann teħtieġ l-ewwel li jiġu ċċarati x-xenarji tal-applikazzjoni tal-prodott u r-rekwiżiti tal-affidabbiltà:

Elettronika għall-Konsumatur (Smartphones, Pilloli, Oġġetti li jintlibsu)

Tħassib primarju: Qasam prestazzjoni tal-impatt, kontroll tal-ispejjeż

Ligi rakkomandati: SAC105, SAC0307, ​​jew SAC drogat b'-fidda baxxa

Fluss: Nru-tip nadif

Tagħmir Industrijali/Telekomunikazzjoni

Tħassib primarju: Affidabbiltà taċ-ċikli termali, stabbiltà fit-tul-

Ligi rakkomandati: SAC305, SAC387

Fluss: Mhux-nadif jew solubbli fl--ilma (bit-tindif)

Elettronika tal-Karozzi

Tħassib primarju: Firxa wiesgħa ta' temperatura (-40 grad sa +150 grad), durabilità tal-vibrazzjoni

Ligi rakkomandati: SAC305/SAC387; ikkunsidra ligi ta'-temperatura għolja għaż-żoni tal-kompartimenti tal-magna

Rekwiżiti speċjali: Ċertifikazzjoni AEC-Q100/Q200

Aerospazjali/Militari

Tħassib primarju: Affidabilità estrema, riskju tal-whisker tal-landa, ħajja twila ta 'servizz

Ligi rakkomandati: Jistgħu jkunu eżentati mill-użu ta' landa -ċomb (Sn63/Pb37), jew ta' soluzzjonijiet mingħajr ċomb ċertifikati b'mod rigoruż-

Rekwiżiti speċjali: Konformità ta' NASA, ESA, MIL-STD

Apparat Mediku

Tħassib primarju: Bijokompatibilità, affidabbiltà fit-tul-, konformità regolatorja

Ligi rakkomandati: SAC305 (apparat impjantabbli jista' juża eżenzjoni ta' -ċomb tal-landa)

Rekwiżiti speċjali: AID, ċertifikazzjoni ISO 13485

Assemblaġġ ta'-Temperatura Baxxa

Tħassib primarju: Tnaqqis tal-ħsara termali, kontroll tal-warpage

Ligi rakkomandati: Serje Sn-Bi (Sn42Bi58, Sn42Bi57Ag1)

Konsiderazzjonijiet: Evalwa jekk is-saħħa mekkanika tissodisfax ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni

Matriċi ta' Evalwazzjoni Komprensiva

Fl-għażla prattika, punteġġ komprensiv jista' jsir fid-dimensjonijiet li ġejjin:

Katina tal-Provvista u Konsiderazzjonijiet tal-Ispejjeż

Riskju tal-Volatilità tal-Prezz tal-Fidda

L-ispejjeż tal-fidda jistgħu jammontaw għal 60-70% tal-ispejjeż tal-liga SAC. Meta l-prezzijiet tal-fidda jvarjaw b'mod drammatiku, l-ispejjeż tal-istann jinbidlu kif xieraq. Rakkomandazzjonijiet:

Iffirma ftehimiet tal-qfil tal-prezz mal-fornituri

Evalwa l-fattibilità ta' alternattivi baxxi ta'-fidda

Stabbilixxi inventarju strateġiku raġonevoli

Ċertifikazzjoni tal-Fornitur

L-applikazzjonijiet kritiċi għandhom jistabbilixxu Listi ta' Bejjiegħa Approvati (AVL), li jeħtieġu lill-fornituri jipprovdu:

Dikjarazzjonijiet ta' konformità materjali (RoHS, REACH, minerali ta' kunflitt)

Ċertifikati ta' Analiżi (CoA)

Kapaċità tat-traċċabilità tal-lott

Rapporti tat-test tas-saldabbiltà

Xejriet futuri u Prospett tat-Teknoloġija

Sfidi tal-issaldjar fl-Ippakkjar Avvanzat

Hekk kif l-ippakkjar taċ-ċippa jevolvi lejn integrazzjoni 2.5D/3D, it-teknoloġija tal-issaldjar tiffaċċja sfidi ġodda:

Mikrobumps

Il-pitch tal-mikrobump tal-pilastru tar-ram f'imballaġġ avvanzat naqas għal taħt l-40 mikrometru, bi ħxuna tas-saff tal-istann ta 'ftit mikrometri biss. Dawn il-volumi żgħar tal-istann jamplifikaw l-impatt tat-tkabbir tal-IMC fuq l-affidabbiltà, li jeħtieġu kompożizzjoni aktar preċiża u kontroll tal-proċess.

Twaħħil Ibridu

Xi imballaġġ avvanzat qed jibda jadotta ram-ma'-irbit dirett tar-ram, u jelimina kompletament l-istann. Din tista' tkun is-soluzzjoni aħħarija għal interkonnessjonijiet ta' densità ultra-għolja-, iżda l-ispejjeż attwali huma projbittivi, u jillimitaw l-użu għal applikazzjonijiet ta'-għoli.

Evoluzzjoni tat-Teknoloġija ta' l-Isaldjar ta'-Temperatura Baxxa

L-issaldjar ta'-temperatura baxxa mhux biss huwa rekwiżit għal komponenti-sensittivi tas-sħana iżda wkoll xejra kbira għall-konservazzjoni tal-enerġija u t-tnaqqis tal-emissjonijiet. Id-direzzjonijiet tar-riċerka jinkludu:

Ligi Sn-Bi modifikati: Negħlbu l-fraġilità permezz ta' mikro-liga, nano-rinfurzar, u approċċi oħra

Twaħħil tal-Fażi Likwida Transitorja (TLP): Bl-użu ta' saffi intermedji ta' punt ta' tidwib-baxx- għal konnessjonijiet ta'-temperatura baxxa, li sussegwentement jiffurmaw komposti intermetalliċi ta'-tidwib-għoli

Adeżivi konduttivi li jissostitwixxu l-istann: Adeżivi konduttivi bbażati fuq-fidda li jissostitwixxu l-istann tradizzjonali f'xi applikazzjonijiet

Konsiderazzjonijiet ta' Sostenibbiltà

Il-pressjoni ambjentali fuq l-industrija tal-manifattura tal-elettronika qed tkompli tintensifika:

Valutazzjoni taċ-Ċiklu tal-Ħajja (LCA): L-impatt ambjentali tal-istann jestendi mill-estrazzjoni tal-materja prima għar-riċiklaġġ ta' tmiem il-{0}}{1}}ħajja tal-prodott

Ekonomija Ċirkolari: Irkupru u użu mill-ġdid ta' metalli tal-istann minn skart ta' prodotti elettroniċi

Titjib fl-Effiċjenza tal-Enerġija: L-issaldjar ta'-temperatura baxxa jnaqqas il-konsum tal-enerġija tal-forn reflow

Għalkemm il-ligi tal-istann tal-landa jikkostitwixxu porzjon żgħir ta 'prodotti elettroniċi, għandhom il-missjoni li jgħaqqdu d-dinja elettronika kollha. Minn landa klassika-ewtektiku taċ-ċomb għal ligi kumplessi mingħajr ċomb-elementi b'ħafna-, minn proporzjonijiet ta' kompożizzjoni sempliċi għal kontroll preċiż tal-mikrostruttura, kull avvanz fix-xjenza tal-istann wassal lill-manifattura tal-elettronika lejn affidabbiltà ogħla, dimensjonijiet iżgħar u spejjeż aktar baxxi.

Fl-era taċ-ċomb-ħieles, SAC305 sar l-industrija prinċipali minħabba l-prestazzjoni ġenerali bilanċjata tagħha; iżda l-ebda liga waħda ma tista 'tissodisfa r-rekwiżiti kollha tal-applikazzjoni. L-inġiniera jeħtieġ li jifhmu fil-fond il-karatteristiċi ta 'ligi differenti u jieħdu deċiżjonijiet ta' għażla xjentifika bbażati fuq rekwiżiti speċifiċi ta 'affidabbiltà tal-applikazzjoni, restrizzjonijiet tal-proċess, u objettivi tal-ispiża.

Meta wieħed iħares lejn il-futur, hekk kif tiżviluppa teknoloġija avvanzata tal-ippakkjar u jiżdiedu r-rekwiżiti tas-sostenibbiltà, it-teknoloġija tal-istann se tkompli tevolvi. Iżda irrispettivament minn kif tinbidel it-teknoloġija, il-missjoni ewlenija li jsegwu konnessjonijiet affidabbli qatt ma se tinbidel-għax l-affidabbiltà ta 'kull ġonta tal-istann tirrelata mal-linja tas-salvataġġ tas-sistema elettronika kollha.