Често срещани дефекти и превантивни мерки при безоловен процес на заваряване

Често срещани дефекти и превантивни мерки при безоловен процес на заваряване

Въведение

По време на въвеждането на безоловен процес, безоловният процес на спояване на материали, печатни платки и покрития на компоненти, съчетан с използването на нови спояващи потоци, постепенно се прилага широко. Възникнали са различни заваръчни дефекти, като отлепване и замърсяване на елементите, които са възпрепятствали гладкото протичане на реалното производство. Тази статия основно анализира причините за гореспоменатите дефекти и предоставя съответните решения.

2. Събличане

Отстраняването обикновено включва отстраняване на подложка/PCB и отстраняване на спойка/подложка. Отлепването на спойката обикновено произхожда от кръглата зона близо до ъгъла на спойката. По време на процеса на охлаждане след заваряване ъгловата зона се напуква първо поради висока концентрация на напрежение. Ако напрежението не бъде напълно освободено, това ще доведе до увеличаване на напрежението в интерфейса на външния ръб на подложката за запояване. Когато напрежението се натрупа и превиши капацитета на пластична деформация на материала, пукнатината ще се разпространи по протежение на интерфейса спойка/подложка, докато не бъде напълно отлепена

Отстраняването обикновено се случва в късния етап на кристализация, по време на малко по-високия температурен период над ликвидуса с ниска точка на топене, причинен от сегрегацията на материала за спояване, и принадлежи към категорията на горещи пукнатини. Механизмът на възникване е подобен на този на кристализационните пукнатини. Сегрегацията значително намалява ликвидуса на спойката в ъгловата област на спойката със забавяне на втвърдяването, увеличава диапазона твърдо-течно с ниска пластичност и удължава времето на съществуване на локалните течни фази. Освен това, ако припойният материал съдържа замърсяване с Bi или Pb, вероятността от разслояване е по-висока, тъй като точката на топене на фазата с ниска точка на топене е много ниска, както е показано на фигура 2, точката на топене на тройната сплав SnAgBi е по-ниска от 140 градуса .

2.1 Причина за възникване

Таблица 1 показва характеристиките на морфологията на интерфейса на отлепящите споени съединения. Основните причини за разслояването на спойката са три аспекта: микроструктурна сегрегация, асинхронно втвърдяване и напрежение, генерирано по време на свиване при охлаждане.

Наличието на Bi в материала за спояване е основната причина за образуването на феномена на разслояване на спойката. Има евтектична фаза в бинарната сплав SnBi с точка на топене само 138 градуса. Ако безоловен спояващ материал съдържа Bi елемент, по време на процеса на втвърдяване на спойката, основното тяло на спояващия материал се е втвърдило в температурния диапазон от около 220 градуса. Въпреки това, евтектичните кристали SnBi, които се отделят по време на процеса на втвърдяване, трябва да изчакат до около 138 градуса, преди да започнат да се втвърдяват, което води до асинхронно втвърдяване на материала за спояване. Струва си да се отбележи, че наличието на Bi елемент не води непременно до сегрегация. Съдържанието обикновено се контролира под 1 тегл.%, с максимум 3 тегл.%, в противен случай може да възникне сегрегация. Освен това компонентите на електронния монтаж трябва да абсорбират топлина по време на процеса на заваряване. По време на процеса на охлаждане, топлината на печатната платка ще бъде прехвърлена през покритието към медните подложки за запояване с много добра топлопроводимост, което води до невъзможността на спояващия материал в контакт с подложките за запояване да се втвърди синхронно с други части на спойковия материал. Това се дължи на локален температурен дисбаланс и асинхронно втвърдяване. Когато има остатъчна течна фаза на интерфейса на подложката за запояване, която изостава и се втвърдява, термичното разширение и свиване на материала ще доведе до появата на разслояване на спойката. Първо, свиването при втвърдяване на охладения спояващ материал ще генерира ограничение на напрежението на опън върху остатъчната течна фаза на интерфейса на подложката за спояване;

www.superbheater.com