Jakość połączeń lutowanych wykonanych na PCB z podłożem metalowym

• Autorzy: Araźna A. , Janeczek K. , Lipiec K. , Kozioł G.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.11.19

Warianty tytułu

EN

Quality of solder joints on metal core PCBs

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy badano wpływ szoków termicznych na jakość połączeń lutowanych diod i rezystorów wykonanych na laminacie FR4 oraz na płytkach obwodów drukowanych z podłożem aluminiowym. Do wykonania połączeń lutowanych wykorzystano dwa rodzaje past oraz profile lutownicze dobrane do rodzaju podłoża. Wszystkie próbki były narażane na szoki temperaturowe w komorze szokowej (-40°C/+85°C). W celu określenia wpływu narażeń temperaturowych na jakość połączeń lutowanych wykonano pomiary rezystancji, inspekcję rentgenowską i zgłady metalograficzne połączeń lutowanych bezpośrednio po wykonaniu próbek oraz po 100, 500 i 1000 godzinach narażeni temperaturowych. Stwierdzono, że po 1000 h narażeń temperaturowych wszystkie badane diody (niezależnie od typu podłoża PCB i warunków lutowania) oraz wszystkie rezystory lutowane na podłożu FR4 działają prawidłowo. Natomiast w około 24–52 % połączeń lutowanych rezystorów wykonanych na podłożu aluminiowym wykryto brak połączenia elektrycznego. Inspekcja X-Ray wykazała występowanie w nich pęknięć, co zostało potwierdzone po wykonaniu zgładów metalograficznych połączeń lutowanych.

EN

In this work, the influence of thermal shocks on the reliability of diodes and resistors solder joints made on FR4 laminate or aluminum core printed circuit boards was investigated. There were used two kind of solder paste as well as two kind of reflow profile to the sample prepared. All samples were thermally annealed in shock chamber (-40°C/+85°C). The solder joints resistance, X-Ray inspection and metallographic cross-section for fresh samples and after 100, 500 and 1000 hours in shock chamber were made. They stated, that after 1000 h of thermal shocks all investigated diodes (irrespective of type surface of PCB and conditions of assembly process) and all tested resistors on the FR4 PCB working correctly. However, no electrical connection was found for all tested lines of resistor on aluminum core PCB; the X-Ray inspection showed the occurrence of the cracks in the about 24–52 % of tested resistors solder joints, that was confirm after made metallographic cross-sections.

Słowa kluczowe

PL

jakość połączeń lutowanych; szoki temperaturowe; inspekcja X-Ray; IMS

EN

solder joints reliability; thermal shock tests; X-Ray inspection; IMS

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 11
• Strony: 80--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il.

Twórcy

autor

Araźna A.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Janeczek K.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Lipiec K.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Kozioł G.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

Bibliografia

• [1] Hackiewicz H., Borecki J., Kozioł G., (2010), „Zarządzanie ciepłem w zespołach na płytkach drukowanych – część I”, Elektronika, vol. 51, nr 7, pp. 149–154.
• [2] Borecki J., Hackiewicz H., Kozioł G., (2010), „Zarządzanie ciepłem w zespołach na płytkach drukowanych – część II”, Elektronika, vol. 51, nr 7, pp. 154–161.
• [3] Juntunen E., Sitomaniemi A., Tapaninen O., Persons R., Challingsworth M., Heikkinen V., (2012), “Thermal Performance Comparison of Thick-Film Insulated Aluminum Substrates With Metal Core PCBs for High-Power LED Modules” IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, vol. 2, no. 12, pp. 1957-1964. DOI: 10.1109/TCPMT.2012.2206390.
• [4] Domoracki A., (2014), “Materiały z izolowanym podłożem metalowym”, Napędy i Sterowanie, vol. 16, nr 3, pp. 144–149.
• [5] Holmes J. D., Stone D. A., Foster M. P., (2010) “Effect of inter-layer interface quality on electrical and thermal characteristics of IMS” in Proc. 5th IET Int. Conf. Power Electron., Mach. Drive, pp. 1–4. DOI: 10.1049/cp.2010.0075.
• [6] Liu G., Shi Y., Tao Y. Z., Cao S., (2010) “Measurement and significance of the effective thermal conductivity of the dielectric in an IMS” in Proc. Microsyst. Packag. Assembly Circuits Technol. Conf., Taipei, Taiwan, p. 1–4. DOI: 10.1109/IMPACT. 2010.5699481.
• [7] OSRAM Application Note, (2011), “Details of the Assembly and Solder Pad Design of the OSLON, OSLON SSL and OSLON Square Family”.
• [8] Reill J. (2011), OSRAM Presentation, “Requirements for High-Reliability NextGeneration SMT LEDs”.