reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© /nimg/interflux/ Technologie | 14 maja 2018

LMPA-Q nowatorskie podej艣cie do problemu pustek lutowniczych

Pustki w po艂膮czeniach lutowniczych komponent贸w typu QFN lub BGA to znana bol膮czka technolog贸w procesu lutowania. Zapotrzebowanie na te elementy wzrasta wraz z miniutaryzacj膮 produkt贸w, wzrasta te偶 ryzyko nieosi膮gni臋cia standard贸w jako艣ciowych IPC.

Wst臋p

Zjawisko pustek zosta艂o ju偶 wszechstronnie zbadane i zosta艂y one podzielone zar贸wno ze wzgl臋du na typ jak i mechanizm powstawania. Najbardziej powszechne s膮 makropustki, za powstawanie kt贸rych odpowiedzialny jest g艂贸wnie topnik stosowany w pa艣cie lutowniczej. Udokumentowane zosta艂y r贸wnie偶 mikropustki oraz pustki Kirkendalla, ale nie b臋d膮 one przedmiotem tego artyku艂u. Na przestrzeni lat opracowano wiele sposob贸w celuj膮cych w zminimalizowanie powstawania pustek. Eksperymentuje si臋 z pastami lutowniczymi, profilem ich rozp艂ywu, pr贸buje sie selekcjonowa膰 i dobiera膰 odpowiednie komponenty, udoskonala projekty i materia艂y PCB oraz przeprojektowuje szablony. Do akcji wkroczyli r贸wnie偶 producenci urz膮dze艅 oferuj膮c opcje procesu pr贸偶niowego lub procesy mikro-wibracyjne w piecach rozp艂ywowych. Fot.1-2: r贸偶ne poziomy pustek

Stop lutowniczy: zaskakuj膮cy winowajca

Za g艂贸wnego winowajc臋 odpowiedzialnego za fenomen postawania pustek przez lata uchodzi艂 topnik stosowany w pa艣cie lutowniczej. Zastosowanie odpowiedniego topnika mo偶e znacz膮co przyczyni膰 si臋 do jako艣ciowej r贸偶nicy poniewa偶 oko艂o po艂owa jego jest odparowywana w procesie lutowania tworz膮c przy tym 艣rodowisko sprzyjaj膮ce powstawaniu pustek. Z powodu koncentracji na odpowiednim dobraniu topnika w cie艅 zesz艂y badania nad sam膮 kompozycj膮 metaliczn膮 stop贸w lutowniczych. A偶 do niedawna鈥

Pomiar poziomu pustek

Przemys艂owo akceptowalne i niedopuszczalne poziomy pustek lutowniczych by艂y ustanowione przy lutowaniu z u偶yciem dzisiejszych rynkowych standard贸w past lutowniczych: SnAg3Cu0,5(SAC305), SnAg0,3Cu0,7. Zastosowano je r贸wnie偶 jako punkt wyjscia w badania opisanych tutaj. Aby zaobserwowa膰 wp艂yw wyko艅czenia PCB u偶yto formatki z pow艂okami: OSPCu, ENIG (NiAu) oraz I-Sn. W do艣wiadczeniu u偶yto szablonu o grubo艣ci 120 碌m bez 偶adnej minimalizacji pad贸w lutowniczych. Fot.3 u偶yty w te艣cie komponent QFN Pr贸bki do艣wiadczalne w ilo艣ci 60szt komponent贸w QFN w wyprowadzeniami Sn by艂y lutowane rozp艂ywowo zgodnie z profilem charakterystycznym dla ka偶dej kompozycji metalicznej. Nast臋pnie ka偶dy komponent by艂 prze艣wietlony na X-ray. Test wykaza艂 s艂abe wyniki past z domieszk膮 srebra: SAC305 oraz SAC0307. Lepsze rezultaty zaobserwowano dla pasty Sn42Bi57Ag1 . Na podstawie powy偶szego zacz臋to prowadzi膰 badania maj膮ce na celu zoptymalizowanie kompozycji metalicznej dla minimalizacji powstawania pustek. W celu weryfikacji wynik贸w stosowano prze艣wietlenia X-ray oraz analiz臋 termograwimetryczn膮 (TGA). Najlepiej rokuj膮ce stopy by艂y r贸wnie偶 badane kompleksowo tj: wytrzyma艂o艣膰 mechaniczna, termoprzewodno艣膰, termowytrzyma艂o艣膰, zakres mi臋dzyfazowy (solidus-likwidus), okno procesowe oraz uniwersalno艣膰 pasty. Strategia poszukiwania optymalnej kompozycji opiera艂a si臋 na dodawaniu domieszek Sn,Bi,Ag,Zn,Cu,鈥o tradycyjnych stop贸w bezo艂owiowych. Pierwszym kwalifikatorem 8 stop贸w, kt贸re zosta艂y poddane dalszym testom by艂a analiza termograwimetryczna. Metoda ta pozwala na dok艂adny pomiar odparowuj膮cego topnika w zale偶no艣ci od u偶ytego profilu rozp艂ywu oraz sk艂adu stopu. 8 stop贸w zosta艂o nastepnie poddane tym samym rygorom badawczym co pierwsza partia: 60 komponent贸w QFN, r贸偶ne pow艂oki PCB, rozp艂yw, weryfikacja przy u偶yciu X-ray Wyniki wskaza艂y na zdecydowane zmnijeszenie liczby i rozmiar贸w pustek wszystkich 8 stop贸w w por贸wnaniu z tradycyjnymi kompozycjami SAC305, LowSAC0307 a nawet Sn42Bi57Ag1. Stop testowy G (LMPA-Q) okaza艂 si臋 wsr贸d nich najlepszy z najmniejszych rozstrza艂em wynik贸w. Zosta艂 on poddany rygorystycznym testom wytrzyma艂o艣ciowym deklasuj膮c SAC305 w testach starzeniowych i wykazuj膮c odpowiedni膮 odporno艣膰 mechaniczn膮.

Wnioski

W wyniku bada艅 uzyskan膮 komercyjny uniwersalny stop lutowniczy Interflux LMPA鈩-Q. Charakteryzuje si臋 on zdecydowanie mniejszym poziomem powstawania pustek w por贸wnaniu ze standardowymi stopami bezo艂owiowymi oraz lepszymi parametrami niezawodno艣ciowymi Wi臋cej na www.lmpa-q.com / informacje: ,
漏 Interflux
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
February 19 2019 00:19 V12.2.0-2