Właściwości cynowych, lutownych powłok ochronnych

• Autorzy: Araźna A. , Bieliński J. , Kozioł G. , Bielińska A.

Warianty tytułu

EN

The property of solderable protective tin coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cyna i jej stopy bezołowiowe są w ostatnim czasie coraz częściej stosowanymi powłokami ochronnymi w produkcji płytek obwodów drukowanych. W artykule opisano główne problemy, z jakimi można się spotkać stosując cynę oraz powłoki na bazie cyny jako powłokę zabezpieczającą powierzchnie płytek drukowanych. Problemy te wynikają z właściwości fizykochemicznych cyny i są konsekwencją reakcji zachodzących podczas procesów jej osadzania, lutowania czy przechowywania. Zjawiska takie jak tworzenie związków międzymetalicznych czy powstawanie kryształów nitkowych ograniczają jej stosowanie. Przyczyniają się one do utraty lutowności powłoki czy powstawania mostków między końcówkami podzespołów, co prowadzi do tworzenia się wad w połączeniach lutowanych. Na podstawie przeglądu literaturowego omówiono mechanizmy powstawania związków międzymetalicznych i kryształów nitkowych oraz zależności między nimi, a procesem osadzania i strukturą otrzymanej warstwy cyny.

EN

Tin and her lead-free solders are using more often in the last time like a protective coating in the printed circuit board technology. In this paper we described the main problems with which we can met when we use tin or lead free tin solders as protective coatings on printed circuit boards. These problems follow from physicochemical properties of tin and are consequence of reactions which are happen during deposition processes, reflow processes and storage. The phenomenon like intermetallic compounds or whiskers formation limit using of tin coating. They cause to loose solderability of coating or formation of bridges between endings of components. That leads to formation of defects in solder joints. In the result of the wide analysis of literature sources, the mechanisms of intermetallic compounds and whiskers formation were described, and dependence them on the deposits processes and morphology of tin coatings.

Słowa kluczowe

PL

cynowe powłoki ochronne; lutowność; whiskery; związki międzymetaliczne

EN

protective tin coatings; solderability; whiskers; intermetallic compounds

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 49, nr 12
• Strony: 132--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il.

Twórcy

autor

Araźna A.

autor

Bieliński J.

autor

Kozioł G.

autor

Bielińska A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny

Bibliografia

• [1] Bieliński J., Araźna A., Kozioł G., Bielińska A.: Zalety i wady bezołowiowych powłok ochronnych płytek drukowanych. Elektronika 49 (3), 2008, s. 83.
• [2] Fang T., Osterman M., Mathew S., Pecht M.: Tin whisker risk assessment. Circuit World, 32 (3), 2006, p. 25.
• [3] Bieliński J., Araźna A., Kozioł G., Bielińska A.: Cynowe, lutowne powłoki ochronne w technologii płytek drukowanych. Elektronika, 49 (7-8), 2008. p. 78.
• [4] Araźna A., Kurpisz E., Bieliński J.: Electroless tin deposition for printed circuit boards. “Corrosion Today”, International Conference, Gdańsk, 23-26 kwiecień 2008.
• [5] Bukat K., Hackiewicz H.: Lutowanie bezołowiowe. BTC, Warszawa 2007.
• [6] Sitek J.: Advantages of the Wetting Balance Method for new lead-free materials evaluation. Proceedings of SPIE vol. 6159, 2006, p. 61591W-1+12.
• [7] JEDEC/IPC Joint Publication, Current Tin Whiskers Theory and Migration Practices Guideline, JP 002, Mart 2006.
• [8] Sun Q.: Understanding and minimization of tin whiskers. 2003. http://www.sjsu.edu/faculty/selvaduray/page/papers/mate234/qiansun.pdf
• [9] Peng W., Marques M. E.: Effect of thermal aging on drop performance of chip scale packages with SnAgCu solder joints on Cu pads. Journal of Electronic Materials, 36 (12), 2007, p. 1679.
• [10] Zahg W., Egli A., Schwager F., Brown N.: Investigation of Sn-Cu intermetallic compounds by AFM: new aspects of the role of intermetallic compounds in whisker formation. IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing, 28 (1), 2005, p. 85.
• [11] Chan C. M., Tong K. H., Kwok R. W. M.: Intermetallic compound formation and solderability for immersion tin. Circuit World, 32(4), 2006 p. 3.
• [12] Tu P. L., Chan Y. C., Hung K. C., Lai J. K. L.: Growth kinetics of intermetallic compounds in chip scale package solder joint. Scripta Materialia, 44 (4), 2001, pp. 317.
• [13] Chen Y. H., Wang Y. Y., Wan Ch. Ch.: Microstructural characteristics of immersion tin coatings on copper circuitries in circuit boards. Surface and Coatings Technology, 202 (3), 2007, p. 417.
• [14] Chen S. W., Wang Ch. H., Lin S. K., Chiu Ch. N., Chen Ch. Ch.: Phase transformation and microstructural evolution in solder joint. Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, 59 (1), 2007, p. 39.
• [15] Araźna A.: Właściwości warstwy lutownej cyny immersyjnej stosowanej do lutowania bezołowiowego. Elektronika 46 (12), 2005, s. 47.
• [16] Kozioł G., Bukat K., Sitek J., Borecki J., Bieliński J.: Dependence of immersion tin finish solderability upon its thickness. XXVIII International Conference of IMAPS Poland Chapter Wrocław, September 2004.
• [17] Lamprecht S.: lnvestigation of the Recommended Immersion Tin Thickness for Lead Free Soldering. IPC/JEDEC 4th1 International Conference on Lead Free Electronic Assemblies and Components, Frankfurt 2003.
• [18] Lamprecht S., Hutchinson C.: Immersion Tin-Kinetics of Whisker Growth, 2004. www.atotech.com/data/publications/psc
• [19] Arendt N., Baron F., Benz V., Letterer M., Merkle H., Schroeder S., Wessling B.: A new whisker-reducing immersion tin technology. Circuit Tree, 18 (1), 2005, p. 10.
• [20] Schroeder S.: Superior, whisker-reduced immersion tin technology. Circuit World, 31 (4), 2005, p. 42.
• [21] Arendt N., Baron F., Benz V., Letterer M., Merkle H., Schroeder S., Wessling B.: A superior whisker-reducing immersion tin technology. PC Fabrication, 9, 2004, p. 30.
• [22] Zang Y., Fan C., Xu C., Khaselev O., Abys J. A.: Tin whisker growth - substrate effect. Understanding CTE mismatch and IMC formation, 2004. www.enthone.com
• [23] Schetty R.: Minimalization of tin whisker formation for lead free electronics finishing. Circuit World, 27 (2), 2001, p. 17.
• [24] Fang T., Mathew S., Osterman M., Pecht M.: Assessment of risk resulting from unattached tin whisker bridging. Circuit World, 33 (1), 2007, p. 5.
• [25] Huttunnen-Saarivirta E., Tiainen T., Lepistö T.: Microstructural study of the initiation and formation of immersion tin coating on copper. Materials Science and Engineering A336 (1-2), 2002, p. 52.
• [26] Huttunnen-Saarivirta E.: Observations on the uniformity of immersion tin coatings on copper, Surface and Coatings Technology, 160 (2-3), 2002, 288.