Недостаток Sn/Cu-припоев — высокая температура плавления (227°C для эвтектики) и низкая прочность. Легкоплавкие припои (tпл = 60,5 ÷ 145° С) — сплавы олова, свинца, висмута и кадмия. Для получения качественного соединения температура нагрева спаиваемых деталей в зоне шва должна быть на 50-100° С выше температуры плавления припоя. SnAgCu Сплав олова серебра и меди является трехкомпонентным эвтектическим припоем.


Увеличение температуры предварительного нагрева. Трудно ожидать, что сплавы с низкой температурой плавления обеспечат надежные паяные соединения при высоких температурах эксплуатации. Флюс должен своевременно и полностью растворять окислы основного металла, причем флюс должен действовать при температуре на несколько градусов ниже температуры плавления припоя.

Если говорить о принципиальных моментах, то бессвинцовая пайка практически ничем, кроме температуры, не отличается от традиционной Sn/Pb-технологии. При воздействии повышенной температуры пайки может произойти вспучивание корпусов ИС, растрескивание кристаллов, нарушение функционирования схем. Схожие эффекты возникают и в печатных платах.

В таких припоях могут образовываться различные интерметаллические соединения в зависимости от скорости охлаждения. Исследования стандартной технологии монтажа на поверхность и пайки волной припоя показали, что выбор сплава оказывают влияние как экономические, так и технологические факторы. Так, например, сплавы на основе индия весьма дороги, их нерационально использовать для пайки волной, когда необходимо загружать в ванну большое количество припоя.

Большинство вопросов связанных с технологическим процессом пайки уже решены. В последние несколько лет стремительно развивался процесс перехода к новому типу припоев — бессвинцовым припоям. Основными причинами перехода к новому типу припоев (помимо экологической безопасности) являются более высокие эксплуатационные характеристики таких припоев.

Оборудование должно иметь термодатчики расположенные по всей площади нагрева печатной платы и контролировать термопрофиль в режиме реального времени. При использовании бессвинцовых припойных паст разница температур между участками плат с большей массой и меньшей должна быть минимальной. Обычно температура предварительного нагрева 140-160°С, однако для бессвинцовых припойных паст она может быть увеличена до 170-190°С.

SnCu Медьсодержащие эвтектические припои изначально создавались для пайки печатных плат волной припоя. SnAg Серебросодержащие припои используются в качестве бессвинцовых припоев уже много лет. Они имеют хорошие механические свойства и лучше паяются чем медьсодержащие припои. Преимущество такого типа заключается в более низкой температуре расплавления (217°С). Соотношение компонентов в таком припое является по сей день предметом постоянных дискуссий.

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.

Компания Matsushita подтвердила, что этот тип припоев обладает лучшей спаиваемостью среди бессвинцовых 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 бессвинцовыми припоями может быть уменьшена добавлением других примесей.

В меньшей степени используются SnCu и SnAgBi припои — их выбор обусловлен финансовой политикой компаний (в основном по отношению к Bi содержащим припоям). Сегодня выдано множество патентов на сплавы различных составов для замены свинцовых припоев.

4. Применение металлов и их сплавов

В настоящее время сложно ответить на вопрос, какой сплав самый лучший, однако выбор уже есть. Сплавы отличаются как по температуре плавления, так и по смачиваемости, прочности, стоимости. Припои подбирают, исходя из особенностей конструкции устройства, топологии печатной платы, механических и электрических характеристик блока, условий его эксплуатации. Существуют также ограничения по поставкам индия и висмута, высока стоимость припоев на их основе.

К сожалению, ни один из них не может полностью заменить Sn63/Pb37, у всех сплавов выше температура плавления. Наиболее близкий по своим свойствам припой Sn95,5/Ag3,8/Cu0,7 сегодня используется для пайки оплавлением при поверхностном монтаже. Самый дешевый заменитель — это припой Sn99,3/Cu0,7, который рекомендован для пайки волной припоя. Sn/Ag/Cu может быть использован для получения как универсальных, так и высокотемпературных припоев.

Сплав обладает наилучшей паяемостью среди всех бессвинцовых припоев. Добавление меди и/или германия к Sn/Ag/Bi значительно повышает смачиваемость, а также прочность паяного соединения. Припой Sn89/Zn8/Bi3 имеет температуру плавления, близкую к эвтектике Sn/Pb, однако наличие в его составе цинка приводит к ряду проблем.

Вводимый в припойную пасту флюс играет ту же роль, что и при пайке компактным припоем. Основной критерий при выборе припоя — это температура плавления. Сплавы с большим содержанием свинца имеют температуру плавления около 230°C. В этом температурном диапазоне практически отсутствуют безсвинцовые припои для замены.

Еще фишки:

  • Укладчик в корзинки и упаковщикУкладчик в корзинки и упаковщик Ставят 5-6 коробок в угол и заполняют коробки по накладным. Товар канцелярия, ручки карандаши, портфели папки. Укладка в коробки, запечатать обклеить (от какой компании […]
  • Петербург в середине и конце XVIII векаПетербург в середине и конце XVIII века В ΧΧ веке самые дождливые дни в Санкт-Петербурге были в августе 1935 и 1947 годов. В августе 1935 года за один день в городе выпало от 65 до 90 мм осадков. При […]
  • Поливиниловый спиртПоливиниловый спирт 12Глава V. Получение окиси этилена через этиленхлоргидрин // Окись этилена / Под ред. проф. П. В. Зимакова и к. т. н. О. Н. Дымента. Процесс кислотного алкоголиза, так […]

Комментарии запрещены.

Навигация по записям