ESPEC - мир электроники для профессионалов
   
БИБЛИОТЕКА   •   ФАЙЛЫ   •   ФОРУМ   •   ССЫЛКИ   •   ЧАТ
 
  Регистрация  •  Вход Поиск   •   Добавление статьи  


Главная » Прочая электроника » Просмотр статьи


Безсвинцовые припои

В последние несколько лет стремительно развивался процесс перехода к новому типу припоев – безсвинцовым припоям. Родоначальниками в данной области считаются японские производители, которые уделяют большое внимание охране окружающей среды и стремятся получить новую безопасную и перспективную технику сборки печатных плат.

Основными причинами перехода к новому типу припоев (помимо экологической безопасности) являются более высокие эксплуатационные характеристики таких припоев. Однако существует ряд причин, по которым промышленное применение такого типа припоев до сих пор ограничено. Дело в том, что безсвинцовый тип припоев имеет более высокую температуру пайки, что сказывается на сложности паяльного оборудования: приходится выдерживать более узкую границу термопрофиля (рис. 1).

Рис.1 Термопрофиль пайки

Рис. 1.

Оборудование должно иметь термодатчики расположенные по всей площади нагрева печатной платы и контролировать термопрофиль в режиме реального времени.

Естественно, что переоборудование сборочного цеха для использования безсвинцового типа припоев экономически невыгодно для производителей, однако, по мнению специалистов, борьба за чистоту окружающей среды и требования к повышению качества пайки при постоянной тенденции уменьшения размеров устройств, приведут к полному переходу электронной промышленности на безсвинцовые припои к концу 2005 года.

Подбор оптимального термопрофиля

При использовании безсвинцовых припойных паст разница температур между участками плат с большей массой и меньшей должна быть минимальной. Это достигается правильно подобранным температурным профилем пайки. Уменьшить разницу температур позволяют следующие методы:
1. Увеличение времени предварительного нагрева. Этот метод позволяет в значительной степени уменьшить температурную разницу, однако при увеличении времени предварительного нагрева происходит испарение флюса, что приводит к ухудшению смачиваемости из-за окисления спаиваемых поверхностей.
2. Увеличение температуры предварительного нагрева. Обычно температура предварительного нагрева 140-160°С, однако для безсвинцовых припойных паст она может быть увеличена до 170-190°С. Так как температура преднагрева повышена, скачок температур между этапом преднагрева и пайки будет меньше чем в обычном термопрофиле, следовательно не будет такой заметной разницы температур различных участков печатной платы, вызванной разной скоростью нагрева. Недостаток этого метода, как и предыдущего, заключается в быстром испарении флюса (еще на этапе предварительного нагрева), что сказывается на надежности пайки.
3. Трапециевидный термопрофиль (рис. 2).

Рис. 2 Трапециевидный термопрофиль

Рис. 2.

Используя такую форму термопрофиля современные печи оплавления позволяют уменьшить температурную разницу между 45 мм BGA и корпусом SO микросхемы до 8°С, что считается приемлемым.

Основные типы безсвинцовых припоев

Существует 5 основных групп безсвинцовых припоев:
1. SnCu Медьсодержащие эвтектические припои изначально создавались для пайки печатных плат волной припоя. Недостатком этого типа является высокая температура расплавления и худшие механические свойства по сравнению с другими безсвинцовыми припоями.

2. SnAg Серебросодержащие припои используются в качестве безсвинцовых припоев уже много лет. Они имеют хорошие механические свойства и лучше паяются чем медьсодержащие припои. Эти припои также являются эвтектическими, температура расплавления 221°С. Сравнительные тесты пайки таким типом припоя и обычным свинецсодержащим припоем показывают значительное преимущество безсвинцового припоя по надежности пайки.

3. SnAgCu Сплав олова серебра и меди является трехкомпонентным эвтектическим припоем. Он использовался задолго до появления серебросодержащего припоя. Преимущество такого типа заключается в более низкой температуре расплавления (217°С). Соотношение компонентов в таком припое является по сей день предметом постоянных дискуссий. Припой с составом 95,5%Sn+3,8%Ag+0,7Cu рекомендован для Brite-Euram project (European Research in Advanced Materials). Этот проект показал, что такой тип припоя обладает лучшей надежностью и спаиваемостью чем серебро- и медьсодержащие безсвинцовые припои. Добавление сурьмы (0,5%Sb) позволило приспособить этот тип припоя для пайки волной. Этот тип припоя используется в промышленности наряду с серебросодержащим. Предпочтение тому или иному типу отдается исходя из экономических соображений и оборудования производства.

4. SnAgBi (Cu) (Ge). Низкая температура плавления такого сплава сильно повышает надежность пайки. Температура расплавления такого типа припоя в различных сочетаниях соотношений металлов колеблется в диапазоне 200-210°С. Компания Matsushita подтвердила, что этот тип припоев обладает лучшей спаиваемостью среди безсвинцовых припоев. Добавление Cu и/или Ge улучшает прочность паяного соединения, а также смачиваемость спаиваемых поверхностей припоем. Значительная тенденция такого типа припоев образовывать припойные перемычки по сравнению с другими безсвинцовыми припоями может быть уменьшена добавлением других примесей.

5. SnZnBi Этот тип припоев имеет температуру расплавления близкую к эвтектическим свинецсодержащим припоям, однако наличие Zn приводит ко многим проблемам связанным с их химической активностью:
1. Малое время хранения припойной пасты
2. Необходимость использования активных флюсов
3. Чрезмерное шлакование и оксидирование
4. Потенциальные проблемы коррозии при сборке

Использование такого типа припоев рекомендуется для пайки в среде защитного газа.

Для сборки особоважных устройств (оборонная промышленность, автономные устройства) рекомендуется использование высококачественных SnAgCu припоев с добавкой (при необходимости) Sb. Для профессиональной техники (промышленность, системы связи) рекомендуется использование SnAgCu или SnAg двухкомпонентых эвтектических припоев. Для техники широкого потребления (TV, аудио- видео, офисное оборудование) может использоваться широкий диапазон сплавов, таких как SnAgCu(Sb) и сплавов SnAg группы. В меньшей степени используются SnCu и SnAgBi припои – их выбор обусловлен финансовой политикой компаний (в основном по отношению к Bi содержащим припоям).


Информация
Разместил(а): Administrator
Просмотров статьи: 27949
Рейтинг статьи
ужасно    1     2     3     4     5    отлично
Текущий рейтинг:   Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106 Рейтинг: 3,85, проголосовало: 106

Комментарии Комментарии (0) Версия для печати Версия для печати

Другие публикации раздела
Система домашней сигнализации с оповещением по телефону
Аналоги микросхем памяти на различную аппаратуру
Виды клеев
Многодиапазонная система наблюдения для вертолётов
Контролепригодная схема матричного двоичного умножителя


  ESpec   •   Библиотека   •   Файлы   •   Форум   •   Ссылки   •   Чат
liveinternet.ru RadioTOP Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru