Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania wpływu narastania wiskerów w procesie montażu bezołowiowego podzespołów ultraminiaturowych

Kozioł G., Araźna A., Stęplewski W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 7

131-135

PL

Czysta cyna i stopy bezołowiowe o wysokiej zawartości cyny są coraz częściej stosowane jako powłoki wyprowadzeń podzespołów lub jako pokrycia pól lutowniczych płytek drukowanych. Pomimo wielu zalet powłoki te mają ograniczenia wynikające z właściwości cyny i reakcji, jakim ona ulega podczas procesów osadzania powłoki, lutowania oraz przechowywania. Jednym z problemów jest podatność cyny i jej stopów na tworzenie wiskerów, czyli kolumnowych lub cylindrycznych kryształów najczęściej o kształcie włosa wychodzących z powierzchni, zwykle utworzonych z monokryształu metalu. W artykule przedstawiono wyniki badań różnego typu powłok cyny immersyjnej na płytkach drukowanych, cyny galwanicznej na wyprowadzeniach podzespołów oraz połączeń lutowanych wytworzonych w procesie lutowania bezołowiowego. Zastosowano warunki badań proponowane w normie JEDEC JESD201.

EN

Pure tin and high tin lead-free alloys have been widely used as materials of surface finishes of printed circuit boards and as components terminal finishes. Tin layers provide good corrosion protection and a solderable surface. However, a drawback of Sn-based finishes is whisker growth. Whiskers are spontaneous growth of metal filaments, which rarely branches, usually of mono-crystalline metal, emanating from the surface of a plating finish. The issues with whiskers are they may grow long enough to cause short circuiting or break off and interfere with other devices in an application. In the paper there are presented results of investigation of whiskers formation on different type of immersion tin surface finishes, electroplated tin on components terminations and solder joints manufacturing in lead-free SMT process. Tin finishes were investigated in conditions recommended in JEDEC JESD201 standard.

2

Badania formowania się związków intermetalicznych w bezołowiowych połączeniach podzespołów ultraminiaturowuch

Araźna A., Serzysko T., Janeczek K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 7

140-144

PL

Stosownie metalicznych powłok ochronnych na polach lutowniczych prowadzi do powstawania związków międzymetalicznych (IMC) na granicy faz materiał podłoża (miedź) - materiał powłoki (Ni, Ag, Sn). Grubość warstw IMC wzrasta w funkcji czasu osadzania metalicznej powłoki ochronnej oraz w czasie przechowywania płytek w zależności od czasu i warunków przechowywania. W procesie lutowania zachodzą dalsze zmiany związków międzymetalicznych związane z rozpuszczaniem się w sobie metali oraz z oddziaływaniem już istniejących IMC z materiałami lutowniczymi czy powłoką ochronną wyprowadzeń podzespołów. W pracy przedstawiono rezultaty badań formowania związków międzymetalicznych w połączeniach sferycznych podzespołów BGA po procesie bezołowiowego lutowania rozpływowego na płytkach drukowanych z powłokami ochronnymi: cyny immersyjnej (Sn), nikiel chemiczny/złoto immersyjne (ENIG), srebra immersyjnego (Ag) i organicznej powłoce ochronnej (OSP). Formowanie związków IMC badano bezpośrednio po lutowaniu oraz po procesach starzeniowych - teście klimatycznym w temperaturze 55°C w warunkach wilgotności powietrza 85% RH oraz cyklach narażeń cieplnych (temperatury -40…125°C). Badania warstw związków międzymetalicznych wykonano z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego z mikroanalizatorem rentgenowskim EDS. Określono zawartość pierwiastków w warstwach IMC, zmiany zawartości wybranych metali wzdłuż linii skanowania miedź płytki-IMC-lut oraz zmierzono grubości poszczególnych warstw.

EN

The use of metallic protective surface finish on the soldering pads leads to formation of intermetallic compounds in the line surface metal (copper) - material of surface finish (Ni, Ag, Sn). The thickness of IMC increases in time of deposition metallic coating as well as with time of boards storage. During reflow process intermetallic compounds undergo change. That is concerned in melt of metals and interacts of IMC and soldering materials as well as surface finish on components. In this paper intermetallic compound formation in solder joints of BGA components after reflow process was investigated. Solder joints were formed on the surface finishes: immersion tin (Sn), chemical nickel/immersion gold (ENIG), immersion silver (Ag) and organic solderability preservatives (OSP). The IMC were investigated as received and after ageing in the climatic chamber (55°C, 85% relative humidity) as well as thermal shock (-40...125°C). The scanning electron microscope with microanalyses (SEM-EDS) was used to investigations of intermetallic compounds. The elements concentrations in IMC and change in concentration of chosen atoms along line of scan solder-IMC-Cu were determined as well as thickness of IMC layers were measured.

3

Wpływ profilu lutowania bezołowiowego i powłoki lutownej płytek na powstawanie pustych przestrzeni wewnątrz połączeń lutowanych

Kozioł G.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 12

109-112

PL

W technologii bezołowiowego lutowania obserwuje się nasilenie zjawiska powstawania pustych przestrzeni w połączeniach lutowanych. Liczba, wielkość i umiejscowienie pustych przestrzeni może w istotny sposób wpływać na jakość połączeń lutowanych, zwłaszcza połączeń podzespołów BGA i CSP. Powstawanie pustych przestrzeni w połączeniu lutowanym jest zwykle przypisywane pułapkowaniu części lotnych z pasty lutowniczej lub z innych materiałów, takich jak płytka drukowana(powłoka lutowna, maska przeciwlutowa) lub metalizacji wyprowadzeń podzespołów. W przypadku bezołowiowych past mogą to być pary rozpuszczaników, pary wodnej lub gazy powstające z rozkładu produktów reakcji chemicznych aktywatora topnika podczas procesu lutowania. Ilość i rozmiar pustych przestrzeni w dużej mierze zależy od właściwości reologicznych pasty, proszku lutowniczego i rodzaju topnika w paście, ale też od rodzaju lutownej powłoki zabezpieczającej na płytce drukowanej, jaki i od charakterystyki temperaturowo-czasowej procesu lutowania. Artykuł prezentuje wyniki badań powstawania pustych przestrzeni w odniesieniu do warunków procesu lutowania i rodzaju lutownej powłoki zabezpieczającej płytki. Jakość połączeń lutowanych określano na podstawie kontroli rentgenowskiej, oceny zgładów metalograficznych oraz pomiarów siły ścinania podzespołów.

EN

Implementation of lead-free reflow soldering aggravates some problems with quality and reliability of solder joints. One of the issues is formation of voids that are usually generated by trapped gas within solder joints when solder is at molten state. The outgassing substance is generally produced by the evaporation of the solvent in the solder paste and the rheological additives in the solder paste that may evaporate in the heating process during reflow. The outgassing substance may also be generated by the metallization of the substrate, component or the solder powder surface during the fluxing reaction in the reflow process. The effect of voids on the reliability of solder joint may depend not only on the size, but also on frequency and location. This paper presents results from a study of formation of voids with regards to reflow process and PCB surface finishes. Detection of voids was done by cross-sectional analysis. Shear strength measurements of chip capacitor were also carried out.