Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zależność parametrów profilu temperaturowego w czasie procesu naprawy od wymiarów układów BGA i rodzaju zastosowanego spoiwa lutowniczego

Witkowski P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2018

|

R. 22, nr 4

25--30

PL

W artykule przedstawiono, jak podczas prac naprawczych (rework) dostosować profil temperaturowy procesu odlutowania i ponownego wlutowania układów BGA (Ball Grid Array) na płytę obwodu drukowanego do wymiarów obudowy układów oraz rodzaju zastosowanego spoiwa lutowniczego. Do testów zastosowano układy BGA w obudowach dwóch wielkości oraz dwa rodzaje spoiw lutowniczych: cynowo-ołowiowe oraz bezołowiowe. Testy zostały wykonane z wykorzystaniem stacji naprawczej dla układów BGA typu Jovy RE-7500. Wyniki testów mogą być przydatne dla techników pracujących w elektronicznych zakładach serwisowych.

XX

The article presents how the temperature profile of the process of desoldering and re-soldering of BGA (Ball Grid Array) package to Printed Circuit Board (PCB) to the size of the BGA packaging and the type of solder alloy used should be adjusted during rework. BGA packages in two sizes of packaging and two types of soldering alloys: lead-tin and lead-free were used for testing. The tests were performed using a Jovy RE-7500 repair station. Test results can be useful for technicians working in electronic service centers.

2

Microstructural Aspects of Fatigue Life of Sn-Zn Lead-free Solders with 1% of Ag Addition

Pietrzak K., Klasik A., Maj M., Sobczak N., Wojciechowski A.

Archives of Foundry Engineering

|

2018

|

Vol. 18, iss. 1

87--92

EN

The article presents the study results of Sn-Zn lead-free solders with the various Zn content. The results concern the hypoeutectic, eutectic and hypereutectic alloys containing respectively 4.5% Zn, 9% Zn and 13.5% Zn. Moreover, these alloys contain the constant Ag (1%) addition. The aim of the study was to determine the microstructural conditionings of their fatigue life. In particular it was focused on answer the question what meaning can be assigned to the Ag addition in the chemical composition of binary Sn-Zn alloys. The research includes a qualitative and quantitative assessments of the alloy microstructures, that have been carried out in the field of light microscopy (LM). In order to determine some geometrical parameters of the microstructure of alloys the combinatorial method based on the phase quanta theory was applied. Moreover, for the identification necessities the chemical analyses in the micro-areas by SEM/EDS technics were also performed. Based on the SEM/EDS results the phases and intermetallic compounds existing in the examined lead-free solders were identified. The mechanical characteristics were determined by means of the modified low cycle test (MLCF). Based on this method and on the results obtained every time from only one sample the dozen of essential mechanical parameters were evaluated. The research results were the basis of analyzes concerning the effects of microstructural geometrical parameters of lead-free alloys studied on their fatigue life at ambient temperature.

3

Microstructural Aspects of Fatigue Parameters of Lead-Free Sn-Zn Solders with Various Zn Content

Pietrzak K., Klasik A., Maj M., Wojciechowski A., Sobczak N.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 1

131--136

EN

The study includes the results of research conducted on selected lead-free binary solder alloys designed for operation at high temperatures. The results of qualitative and quantitative metallographic examinations of SnZn alloys with various Zn content are presented. The quantitative microstructure analysis was carried out using a combinatorial method based on phase quanta theory, according to which any microstructure can be treated as an array of elements disposed in the matrix material. Fatigue tests were also performed using the capabilities of a modified version of the LCF method hereinafter referred to in short as MLCF, which is particularly useful in the estimation of mechanical parameters when there are difficulties in obtaining a large number of samples normally required for the LCF test. The fatigue life of alloys was analyzed in the context of their microstructure. It has been shown that the mechanical properties are improved with the Zn content increasing in the alloy. However, the best properties were obtained in the alloy with a chemical composition close to the eutectic system, when the Zn-rich precipitates showed the most preferred morphological characteristics. At higher content of Zn, a strong structural notch was formed in the alloy as a consequence of the formation in the microstructure of a large amount of the needle-like Zn-rich precipitates deteriorating the mechanical characteristics. Thus, the results obtained during previous own studies, which in the field of mechanical testing were based on static tensile test only, have been confirmed. It is interesting to note that during fatigue testing, both significant strengthening and weakening of the examined material can be expected. The results of fatigue tests performed on SnZn alloys have proved that in this particular case the material was softened.

4

Wpływ wielkości kropli na kinetykę zwilżania w układzie SAC305/Ni

Turalska P., Sobczak N., Kudyba A, Nowak R., Homa M., Siewiorek A., Boroń Ł., Klasik A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2015

|

T. 55, nr 2

3--17

PL

Badania wpływu efektu wymiarowego kropli na kinetykę zwilżania niklu bezołowiowym stopem na bazie cyny przeprowadzono metodą kropli leżącej w próżni w temperaturze 260°C. Do badań użyto komercyjny stop lutowniczy na bazie cyny SAC305 (Ag – 3,0% wag., Cu – 0,5% wag.) oraz wypolerowane podłoże niklowe o czystości 99,8%. Podczas testu zwilżalności stosowano osobne nagrzewanie badanej pary materiałów do temperatury badań, umieszczając próbkę stopu w kroplówce grafitowej nad powierzchnią podłoża niklowego. Po osiągnięciu wymaganej temperatury z kapilary wyciskano kroplę stopu i osadzano ją na podłożu. Po 30 sekundach wyciskano kolejną kroplę i osadzano ją na pierwszą, zwiększając tym samym objętość kropli dwukrotnie. Proces dokraplania powtarzano 9 razy co 30 sekund, osiągając 10-krotną objętość kropli w porównaniu do stanu pierwotnego. Po badaniach zwilżalności schłodzoną parę materiałów kropla/podłoże przecinano prostopadle do badanej powierzchni podłoża i poddano badaniom na ścinanie oraz analizie strukturalnej poprzecznego przekroju próbki metodami mikroskopii optycznej i skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu z lokalną analizą składu chemicznego. Badania zwilżalności nie wykazały istotnych różnic wartości kąta zwilżania ciekłego stopu SAC305 na podłożu niklowym po wielokrotnym dokraplaniu, albowiem wartości kąta zwilżania każdorazowo mierzone w 30. sekundzie kontaktu z podłożem Ni były dla wszystkich 10 kropel zbliżone i wynosiły θ = 35 ±2°. Stwierdzona wysoka powtarzalność pomiarów θ świadczy zarówno o braku występowania efektu wymiarowego w badanym zakresie objętości kropli SAC305, jak i o chemicznej i fizycznej jednorodności powierzchni podłoża. Uzyskane wyniki wskazują na przydatność metody kropli leżącej do oceny jakości powierzchni, szczególnie przydatnej do badań jakości cienkich warstw i pokryć technologicznych stosowanych w procesach łączenia różnorodnych materiałów.

EN

The studies of the drop-size effect on the wetting kinetics of the nickel substrate by lead-free solder were performed by the sessile drop method in a vacuum at a temperature of 260°C. In this work, Sn-based alloy SAC305 (Ag – 3.0 wt. %, Cu – 0.5 wt. %) and polished nickel substrate (99.8%) were used. During the wettability tests, a separate heating of the couple of materials to a test temperature was performed by placing a sample of SAC305 alloy in a graphite capillary above the nickel substrate. After reaching the test temperature, the SAC305 drop was squeezed from the capillary and deposited on the Ni substrate. After 30 seconds, the second drop was squeezed and deposited on the first one, thereby increasing the volume of the drop twice. The process was repeated 9 times every 30 seconds reaching a 10 times larger drop volume, compared to the first drop. After wettability tests, the solidified drop/substrate couple was cooled, cut and subjected to a shear test and structural analysis by optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy analysis. Wettability studies have not shown a significant difference between the values of the contact angle obtained for each drop produced by subsequent adding of nine drops despite their different size of ten drops produced on the substrate, their contact angle values formed after 30 second contact time were similar showing θ = 35 ±2°. High repeatability of the measured contact angle value θ demonstrates not only physical homogeneity of the substrate surface but it presents a lack of size effect over a range of SAC305 drop volume used in this study. The obtained results demonstrate the suitability of the sessile drop method for surface quality evaluation, particularly for quality tests of thin technological layers or coatings used in joining dissimilar materials.

5

Wpływ zawartości fosforu na zwilżalność podłoży z pokryciem Ni-P lutowiem SAC305

Kudyba A., Sobczak N., Siewiorek A., Turalska P., Klasik A., Bieliński J., Sałacińska A., Kozera R.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2014

|

T. 54, nr 4

51--62

PL

Celem badań było określenie wpływu składu chemicznego pokrycia Ni-P na kinetykę zwilżania ciekłego lutowia SAC305 w kontakcie z pokryciem Ni-P. Badania przeprowadzono w próżni w temperaturze 230°C w czasie 5 minut, stosując metodę kropli leżącej w połączeniu z osobnym nagrzewaniem badanej pary materiałów, pozwalającej na eksperymentalne wyznaczanie wartości kąta zwilżania θ. Do badań użyto stop lutowniczy SAC305 (3% wag. Ag, 0,5% wag. Cu, Sn – osnowa) oraz podłoża niklowe (Ni 99,8% wag.), na które naniesione zostało pokrycie Ni-xP o dwóch różnych zawartościach fosforu (x = 4,3% wag. lub 11,6% wag.). Po badaniach zwilżalności przeprowadzono analizę strukturalną powierzchni próbek metodą skaningowej mikroskopii elektronowej, koncentrując się na obserwacji granicy SAC305/podłoże. W celu określenia wpływu zawartości fosforu w pokryciu Ni-P na wytrzymałość wytworzonych połączeń SAC305/Ni-xP/Ni poprzeczne przekroje próbek poddano testom na ścinanie, stosując udoskonaloną metodę push-off shear test. Stwierdzono, że dla wybranego zakresu 4,3 ≤ P ≤ 11,6 wzrost zawartości fosforu w pokryciu poprawia zwilżalność badanych układów ciekłym lutowiem SAC305, lecz jest to efekt pozorny wynikający z penetracji lutowia w nieciągłości strukturalne powstające w warstwie Ni-11,6P na skutek przemian fazowych. Dla próbki SAC305/ Ni-11,6P/Ni wartość kąta zwilżania θ = 54° jest mniejsza w porównaniu do próbki SAC305/Ni-4,3P/Ni, dla której θ = 75°, przy tym wytrzymałość na ścinanie wytworzonych połączeń praktycznie nie ulega zmianie, wykazując dla próbki SAC305/Ni-11,6P/Ni τmax = 15,6 MPa w porównaniu τmax = 14,2 MPa dla próbki SAC305/Ni-4,3P/Ni.

EN

The aim of this study was to determine the effect of the chemical composition of Ni-P coating on the wettability kinetics of SAC305 liquid solder in contact with the Ni-P coating. The study was conducted in vacuum, at 230°C, for 5 minutes, using the sessile drop method in combination with a separate heating of the two test materials, allowing for experimental determination of the contact angle θ. The study used a SAC305 solder (Sn base, Ag 3 wt. %, Cu 0.5 wt. %) and a nickel substrate (Ni 99.8 wt. %) onto which Ni-xP coating of two different levels of phosphorous was applied (x = 4.3 wt. %, or 11.6 wt. %). After the tests of wettability were performed, structural analysis of the surface of the samples was performed by scanning electron microscopy, focusing on the observation of the border SAC305/substrate. In order to determine the effect of phosphorus in the Ni-P coating on the strength of the SAC305/Ni-xP/Ni joints formed, cross sections of samples were tested for shear strength using the improved method of the push-off shear test. It was found that, for the selected range of 4.3 ≤ P ≤ 11.6, increase in the phosphorus content in the coating improves the wettability of the liquid systems tested with the SAC305 solder, but it is an apparent effect resulting from the solder’s penetration of the structural discontinuities formed in the layer of Ni-11.6P, due to phase transitions. For the SAC305/ Ni-11.6P/Ni sample, value of the contact angle θ = 54° is smaller, as compared to the SAC305/Ni-4.3P/Ni sample, for which θ = 75°, the shear strength of the joints produced shows virtually no changes, for the SAC305/Ni-11.6P/Ni sample τmax = 15.6 MPa, as compared to τmax = 14.2 MPa for the SAC305/Ni-4.3P/Ni sample.

6

The influence of soldering conditions on conductivity, structure and strength of Cu/Sn96Ag4 solders

Boczkal G., Marecki P., Perek-Nowak M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

33-37

EN

In the paper the electrical properties of the Cu/Sn96Ag4 solders were studied. The studied solders were produced at 200, 220 and 250°C and within time range 3 to 90 s. Soldering temperatures were chosen to assure the best soldering conditions for the Cu/Sn96Ag4 alloy. The most appropriate temperature of 200°C is the one just above the melting point. The temperature of 250°C is the maximal one recommended by producers, which can be applied for the electronic elements during soldering. The studies have shown that the best electrical properties and tensile strength Rm have samples soldered at times 3 and 30 s, while the highest specific resistance together with the lowest Rm value are observed for samples soldered at the time of 10 s. The soldering temperature have small influence on the strength of the connection/bond however it shows significant affect on the electrical properties.

PL

W pracy badano własności elektryczne i mechaniczne połączeń lutowanych Cu/Sn96Ag4. Badane połączenia wykonywano przy temperaturach 200, 220 i 250°C oraz przy czasach lutowania z zakresu od 3 do 90 s. Temperatury lutowania zostały dobrane pod kątem warunków w jakich może być prowadzony proces lutowania przy użyciu stopu Cu/Sn96Ag4. Odpowiednia temperatura 200°C jest tuż powyżej punktu topnienia, a więc najniższa możliwa do zastosowania. Temperatura 250°C jest maksymalną zalecaną przez producentów temperaturą, którą mogą wytrzymać elementy elektroniczne podczas lutowania. Badania wykazały, że najlepsze własności elektryczne oraz wytrzymałość na rozciąganie Rm wykazują próbki lutowane przy czasach 3 i 30 s, natomiast najwyższy opór właściwy połączony z najniższą wartością Rm zaobserwowano dla próbek lutowanych w czasie 10s. Temperatura lutowania ma niewielki wpływ na wytrzymałość połączenia natomiast w istotny sposób wpływa na własności elektryczne.

7

Wpływ jakości powłok na płytce drukowanej na wyniki lutowania bezołowiowego

Bukat K., Sitek J., Kościelski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 7

75-81

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki badań dwóch powłok na pd: Ni/Au oraz Agimm oraz ich wpływ na jakość lutowania bezołowiowego wybranego zespołu do nadzoru i kontroli. Badania przeprowadzono metodą planowania eksperymentów Taguchie'go. Przed montażem sprawdzono grubość oraz lutowność powłok na płytkach drukowanych. Po procesie lutowania rozpływowego, z użyciem bezołowiowej pasty SnAgCu (SAC 305), zbadano grubość i rodzaj powstałych związków międzymetalicznych metodami SEM i EDX. Lutowanie, z użyciem podzespołów w wykonaniu bezołowiowym, przeprowadzono rozpływowo pastą SnAgCu (SAC 305), a ręczne lutowanie uzupełniające wykonano drutami SAC i SnCul Powstałe wady lutownicze zbadano metodami wizualną, rentgenowską i mikroskopową. Ocenę wpływu jakości zastosowanej powłoki finalnej na płytkach drukowanych na jakość powstałych połączeń lutowanych zespołu do nadzoru i kontroli przeprowadzono z wykorzystaniem analizy wariancji (ANOVA). Stwierdzono, że jakość powłoki na pd, mierzona jej lutownością, ma bezpośredni wpływ, na jakość wyników lutowania bezołowiowego.

EN

Investigation results of two PCBs coatings: Ni/Au and Agimm are presented in the article as well as their influence on lead - free soldering results of monitoring and control eguipment. The investigation was performed using Tagouchie's method of design of experiments. Before soldering, thickness of coatings on PCB and their solderability were measured. After reflow soldering with SAC 305 solder paste, we measured thickness and type of IMCs using SEM and EDX methods. Soldering process with using leadfree components was performed using SnAgCu (SAC 305) paste for reflow soldering and lead - free SAC and SnCul wires for hand soldering. Soldering failures were investigated using visual, X - ray and microscopic methods. Assessment of influence of the PCB's finishing coating guality on the lead-free soldering guality of the monitoring and control eguipment was performed using analysis of variance (ANOVA). It was concluded, that guality of the PCB finish, measured by its solderability, has direct influence on the lead - free quality results.

8

Microstructure and mechanical properties of the Cu/SnAuCu/Cu joints

Wojewoda-Budka J., Sypień A., Wierzbicka-Miernik A., Piątkowski A., Zięba P.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

666-669

EN

The paper presents the preliminary results obtained on the joints where the new candidate for lead-free solder material was applied. Both SEM microscopy observations combined with the EDX chemical analysis of the Cu/Cu interconnections joined with the SnAuCu alloy at 300°C for different time of flux-less soldering were performed. The scallop-type morphology of n[(Cu, Au)6Sn5] phase growing due to the solid-liquid interaction at the solder/copper interface was observed. Further solid-state diffusion led to the growth of another intermetallics - e[(Cu, Au)3Sn]. The middle of the joined area was fulfilled by the eutectic mixture consisting of the tin and n[AuSn4] phase. The shear tests carried out at the room temperature provided the information about the shear strength of the joints which varied between 12.6÷17 MPa. It was also found that the crack propagation took place inside the solder. Finally, it was concluded that the increasing width of the intermetallic phases caused the decrease of the mechanical properties.

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki uzyskane dla złączy Cu/Cu, w których jako lutowie zastosowano nowy zamiennik dla lutowi SnPb. Złącza uzyskane w wyniku lutowania bez użycia topnika, w temperaturze 300°C i po rożnych czasach lutowania, poddano obserwacjom mikrostruktury oraz wykonano analizę ich składu chemicznego na skaningowym mikroskopie elektronowym. Pierwsza faza międzymetaliczna n[(Cu, Au)6Sn5], powstająca w obecności ciekłego lutowia, charakteryzowała się morfologią skallopków i wzrastała na granicy międzyfazowej miedź/lutowie. Z kolei dyfuzja w fazie stałej spowodowała wzrost kolejnej fazy e[(Cu, Au)3Sn]. Środkowy obszar złącza został wypełniony przez mieszaninę eutektyczną roztworu stałego cyny oraz fazy n[AuSn4]. Testy na ścianie przeprowadzone w temperaturze pokojowej dostarczyły informacji o wytrzymałości złączy na ścinanie, której wartości wahały się między 12,6÷17 MPa. Stwierdzono także, że pęknięcie rozprzestrzeniało się wewnątrz lutowia. Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu wnioskowano, że za spadek właściwości mechanicznych wraz z wydłużającym się czasem lutowania odpowiedzialny jest wzrost szerokości warstwy faz międzymetalicznych.

9

Problemy automatycznego montażu i bezołowiowego lutowania rozpływowego elementów przewlekanych w technologii THR

Sitek J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 7

92-97

PL

W artykule podano podstawowe informacje związane z technologią THR, która umożliwia jednoczesne lutowanie elementów powierzchniowych i przewlekanych podczas lutowania rozpływowego w piecach. Opisano problemy jakie można napotkać podczas wdrażania tej technologii do praktyki przemysłowej oraz wskazano ich rozwiązania.

EN

The article shows basic information related with the THR technology which THT and SMD components allow to simultaneously reflow soldering in convection ovens. The problems which could be find during implementation this technology and practical tips were described also.

10

Wdrażanie technologii bezołowiowego lutowania rozpływowego : jakość połączeń lutowanych

Kozioł G., Gromek J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 3

9-13

PL

W Zakładzie Innowacji Technologii Montażu Elektronicznego ITR wdrożona została na skalę produkcyjną technologia montażu podzespołów elektronicznych o dużej gęstości upakowania połączeń w warunkach montażu bezołowiowego na w pełni automatycznej linii SMT. Zaprezentowano wyniki badań procesu montażu na płytkach drukowanych przede wszystkim wielowyprowadzeniowych obudów QFP i miniaturowych podzespołów czynnych typu PBGA i CSP (Chip Scale Package) z wyprowadzeniami ukrytymi pod spodem obudowy z rastrem rozmieszczenia ≤ 0,75 mm oraz miniaturowych podzespołów biernych o gabarytach 0402 (1,0 x 0,5 mm) i 0201 (0,5 x 0,25 mm).

EN

The lead-free surface mount technology for deferent type and size components, including the fine pitch components e.g PBGA i CSP, pitch ≤ 0,75 mm and R/C 0201 was implemented in the Electronic Assembly Centre, ITR. In the paper there are presented results of investigations concerning selection of the solder paste, stencil design, solder paste printing process and solder paste wetting as well as spread characteristics for both the smallest components on the board and the largest components on the board. A quality assessment consisting of solder wetting/spread and coalescence, volume and shape of printed solder paste (3D inspection) as well as cross-section of solder joints were performed.

11

Projektowanie szablonu do bezołowiowego lutowania rozpływowego

Stęplewski W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 8

58-63

PL

Postępująca miniaturyzacja w przemyśle sprawia, że podzespoły stają się coraz mniejsze. Od 1 lipca 2006 roku weszła w życie dyrektywa RoHS, ograniczająca użycie pewnych niebezpiecznych substancji w wyposażeniu elektrycznym i elektronicznym. W Instytucie Tele- i Radiotechnicznym kontynuowane są prace nad problem lutowania bezołowiowego, wprowadzonego dzięki dyrektywie RoHS. W artykule są przedstawione rezultaty badań nad projektowaniem szablonu i procesem drukowania pasty lutowniczej dla najmniejszych komponentów na płytce (włączając 01005 i 0201) oraz komponentów o dużych rozmiarach. Wykonano jakościowe oszacowanie składające się z oceny objętości i kształtu nadrukowanej pasty lutowniczej (badania 3D), jak również wykonano badania zgładów metalograficznych wybranych połączeń lutowanych.

EN

Following the trend toward miniaturization, manufactured components across enduser industries such as electronics, automotive and other industrial applications are becoming smaller in size. From July 2006 has came into force the RoHS Directive on the restrictions of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment. In Tele and Radio Research Institute was pursued works to face the problem of lead free assembly implementation due to RoHS Directive. We put the special attention to miniature components and to construction being composed of very different size on one board. In the paper there are presented the result of investigation of stencil design and solder paste printing process for both the smallest components on the board (including 0201 and 01005 component) and the largest components on the board. A quality assessment consisting of volume and shape of printed solder paste (3D inspection) as well as cross-section of solder joints were performed.

12

Projekt GreenRoSE - doświadczenia w bezołowiowym lutowaniu rozpływowym i na fali

Sitek J., Kozioł G.

Prace Przemysłowego Instytutu Elektroniki

|

2006

|

nr 153

74-83

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań w ramach europejskiego projektu, GreenRoSE, którego celem jest dostarczenie wiedzy na temat lutowania bezołowiowego do MSP sektora elektroniki. Ukazano szereg informacji praktycznych związanych z materiałami oraz bezołowiowym lutowaniem rozpływowym i na fali. Przedstawiono wnioski z lutowania na fali stopionego lutu przy użyciu topników VOC i VOC-free oraz ocenę wpływu parametrów lutowania rozpływowego na połączenia lutowane otrzymane przy użyciu różnych past bezołowiowych.

EN

Electronic assembly technology are currently in a phase of transition towards better environmental performance. This goal is presented in EC Directive ROHS (Restriction of the use of certain hazardous substances in electronics). The results of European GreenRoSE project, which provides the knowledge for SMEs of electronic sector connecting with implementation RoHS requirements, were presented in the article. The sequences of practical information regarding lead-free materials and reflow as well as wave soldering processes were showed. The conclusions after investigation of VOC and the VOC-free fluxes in wave soldering as well as the remarks of parameters influence on solder joints quality in reflow soldering for different lead-free pastes were introduced.

13

Wpływ starzenia płytek drukowanych z powłoką cyny immersyjnej na ich lutowność stopami bezołowiowymi

Bukat K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 8

14-18

PL

Zaprezentowano wyniki badania lutowności pól i otworów płytek drukowanych, z powłoką cyny immersyjnej, stopami bezołowiowymi SnAgCu i SnAg, w obecności topnika VOC-free. Płytki badano przed i po starzeniu termicznym w piecu do lutowania w podczerwieni (1×IR i 3×IR). Badanie lutowności prowadzono w temperaturach: 250 i 50°C powyżej temperatury topnienia stopu. Stwierdzono, że pola lutownicze spełniają kryteria lutowności dla wszystkich wariantów pomiaru. Grubość cyny na polach lutowniczych, wynosząca 1,2...1,4 µm, zapewnia dobrą lutowność pól lutowniczych do lutowania bezołowiowego. Wykazano gorszą lutowność cynowanych otworów niż pól lutowniczych. Wysunięto hipotezę, że za zjawisko gorszego zwilżania otworów jest odpowiedzialne wysokie napięcie powierzchniowe lutów bezołowiowych, które utrudnia wnikanie stopu do otworów siłami kapilarnymi.

EN

The solderability investigations of PCB's solder pads and through holes with immersion tin finish and with lead-free solders (SnAgCu and SnAg) as well as VOC-free flux is presented in the article. Investigation of PCBs was performed before and after aging processes in IR reflow oven (1×IR and 3×IR). The measurement temperatures were: 250°C as well as 50°C after melting temperature of alloys. The solder pads met the solderability requirements for all variants of measurement. The immersion tin coating thickness in the range 1.2... 1.4 µm, assured adequate solderability of solder pads for lead-free soldering processes. The worse solderability of tinned through holes was demonstrated. The hypothesis was made that the high surface tension of lead-free alloys is responsible for worse solderability results of through holes, because the high surface tension made difficult capilllary elevation of lead-free solder alloys in through holes.

14

Wettability of lead-free PCBs finishes after long-term natural storage

Sitek J., Drozd Z., Bukat K., Araźna A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 12

33-35

EN

The Directive RoHS impacts on the production of printed circuit boards. New lead-free surface finishes, compatible with lead-free soldering processes, have to be implemented. It is very important to have knowledge how long after manufacture of PCBs can be carried out the lead-free soldering process without assembly problems. The paper presents wetting properties assessment of most popular lead-free PCBs coatings (immersion tin, immersion Ag, Ni/Au, OSP and SnCu made by HASL method) after long term natural storage. The assessment is a result of the wetting tests with using lead-free solder pastes. In presented investigations were used two solder pastes with the SAC305 alloy and different activity of fluxes. The obtained results showed that the soldering results are dependent on PCB finish type and properties, solder paste flux activity and storage time of PCBs.

PL

Dyrektywa RoHS wpływa na produkcję płytek drukowanych (pd). Muszą być wdrożone nowe, bezołowiowe powłoki pd kompatybilne z procesem lutowania bezołowiowego. Bardzo ważnym jest także posiadanie wiedzy, jak długo od wyprodukowania pd może być prowadzony proces bezołowiowego lutowania bez problemów montażowych. Artykuł ukazuje ocenę własności zwilżających najbardziej popularnych bezołowiowych powłok pd (immersyjnej Sn, immersyjnego Ag, Ni/Au, OSP oraz SnCu wykonanej metodą HASL) po długotrwałym starzeniu naturalnym. Ocena jest wynikiem prób zwilżania powłok pastami bezołowiowymi. W badaniach użyto dwóch past zawierających stop SAC305 oraz różniących się aktywnością topnika. Wyniki lutowania są zależne od typu powłoki pd, jej właściwości, aktywności topnika w paście lutowniczej i czasu starzenia naturalnego pd.

15

Bezołowiowe powłoki ochronne płytek drukowanych w procesach lutowania bezołowiowego : doświadczenia z projektu GreenRoSE

Kozioł G.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 8

30-35

PL

Konieczność eliminacji ołowiu ze sprzętu elektronicznego powoduje, że stosowany od lat eutektyczny stop SnPb do lutowania zespołów na płytkach drukowanych zostanie zastąpiony przez odpowiedni stop bezołowiowy. W celu spełnienia wymagań montażu w pełni bezołowiowego pola lutownicze płytki drukowanej powinny mieć powłokę bezołowiową, a materiał podłoża płytki powinien charakteryzować się zwiększoną odpornością cieplną zabezpieczającą przed wyginaniem w wysokich temperaturach lutowania. Spośród wielu dostępnych alternatywnych powłok bezołowiowych najczęściej stosowane są: cyna immersyjna, złoto na podwarstwie niklu, srebro, materiały organiczne OSP oraz nowe bezołowiowe stopy opracowane pod kątem wykorzystania w procesie HASL. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych i technologicznych powłok bezołowiowych płytek drukowanych w warunkach lutowania bezołowiowego. Prace prowadzono w ramach Projektu Europejskiego GreenRoSE.

EN

Necessity for lead elimination from electronic equipment caused that eutetic alloy SnPb so far used in soldering components on PCBs will be replaced by lead-free alloy. This change caused that PCBs and components will undergo higher temperatureduring assembly than now. Meeting the lead free assembly requirements, PCBs have to be made with lead free finishes. The base material of the board has to be adapted to higher temperatures and to have better mechanical resistance to distortion. The most common lead free coatings are: immersion tin, nickel -gold, silver, organic materials (OSP) and new alloys used in HASL technology. In the paper some practical information and experiments results obtained during the GreenRoSE project realization are presented. The solderability of PCB finish materials (OSP, immersion tin, immersion Ag and LF HASL) were tested by Wetting Balance method, Rotary Dip method and wettability by reflow and wave soldering processes. Lead-free coatings were tested in laboratory in state "as received" and after ageing (4 at 155°C, 1x lead-free reflow process, climatic test). Influence of fluxes activities, state of finish materials, and parameters of soldering processes on solder joint quality is discussed. Inspection of lead-free solder joints consisted of visual inspection; cross-section data and shears strength measurement of 1206 chip capacitors were done.

16

Próby lutowania bezołowiowego w warunkach produkcyjnych : podsumowanie doświadczeń

Hackiewicz H.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 12

42-44

PL

Począwszy od lipca 2006 r. producenci zespołów na płytkach drukowanych będą zobowiązani do wyeliminowania ołowiu z montażu elektronicznego. W prezentowanym artykule podsumowano aspekty technologiczne oraz wyniki prób technologicznych dotyczących bezołowiowego lutowania rozpływowego i bezołowiowego lutowania na podwójnej fali w warunkach produkcyjnych.

EN

From July 2006 manufacturers of PCB assemblies have to exclude lead from electronic assembly. In the present article there have been recapitulated technological aspects and results of some experiments relating to lead free reflow soldering and lead free wave soldering in mass production.

17

Bezołowiowe powłoki ochronne płytek drukowanych

Kozioł G.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 12

52-54

PL

Zadaniem powłok na polach lutowniczych płytek drukowanych jest zapobieganie utlenianiu miedzi w czasie między wykonaniem a montażem zespołu na płytce drukowanej. Od 1 lipca 2006 roku powłoki ochronne nie będą mogły zawierać ołowiu. Obecnie na rynku światowym dostępnych jest wiele bezołowiowych powłok płytek drukowanych. Stosuje się do tego celu: złoto, złoto na podwarstwie niklu, srebro, cynę immersyjną, nowe stopy opracowane pod kątem wykorzystania w procesie HASL oraz powłoki organiczne. OSP jest stosowane najczęściej w produkcji wielkoseryjnej szczególnie w Japonii i innych krajach azjatyckich.

EN

From a manufacturing perspective, the purpose of a PCB surface finish is to protect the solder pads and thus maintain their cleanness and solderability before assembly. PCB surface finish will not be allowed to contain lead since 1 July 2006. Electroless nickel/immersion gold, immersion silver, immersion tin, new developed lead-free alloys for HASL technique and organic preservatives are available on the market at the present.

18

Luty bezołowiowe dla elektroniki

Ambroziak A., Felba J., Kisiel R.

Przegląd Spawalnictwa

|

2004

|

R. 76, nr 8-9

101-104

19

Thermal and mechanical fatigue tests of soldered SMT attachments

Drozd Z., Bronowski J., Drozd J., Szwech M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 8-9

213-215

EN

One of the most important conditions for implementation of the RoHS directive of European Community is the warranty of good quality and reliability of electrical joints executed in new, environment - friendly technology. Especially for small electronic enterprises it is difficult to prove that the product reliability is not lower than before the change. One of the solutions is application of appropriate accelerated test methods. Typical tests applied in Warsaw University of Technology for reliability assessment of solder joints are investigations of mechanical static strength as function of temperature and fatigue strength in cycling processes. For investigation of fatigue strength are applied different accelerating factors (temperature changes and thermal shocks, cycling of electrical charge and mechanical cycling). The principles of these tests and appropriate test stands will be presented.

PL

Jednym z najważniejszych warunków dla wdrożenia dyrektywy RoHS Wspólnoty Europejskiej jest zapewnienie dobrej jakości i niezawodności połączeń elektrycznych wykonanych według nowej, przyjaznej dla środowiska technologii. Zwłaszcza dla małych i średnich przedsiębiorstw problemem jest wykazanie, że niezawodność wyrobu nie jest gorsza niż przed zmianą. Jednym z rozwiązań jest zastosowanie odpowiednich przyspieszonych metod kontroli. Typowymi próbami stosowanymi na Politechnice Warszawskiej dla oceny niezawodności połączeń lutowanych są badania wytrzymałości mechanicznej statycznej na ścinanie w funkcji temperatury oraz wytrzymałość zmęczeniowa w procesach cyklicznych. Dla badania wytrzymałości zmęczeniowej są stosowane różne czynniki przyspieszające (zmiany temperatury i szoki termiczne, cykliczne obciążenia elektryczne i cykliczne obciążenia mechaniczne). W referacie będą przedstawione zasady tych badań oraz odpowiednie stanowiska badawcze.

20

Nowe dyrektywy europejskie dla przemysłu elektrycznego i elektronicznego

Drozd Z., Bukat K., Gromek J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 3

41-43

PL

Przedstawiono zagadnienia związane z wejściem w życie dyrektyw Parlamentu Europejskiego dotyczących gospodarki odpadami i zużytymi wyrobami elektronicznymi (WEEE) oraz zakazu stosowania określonych substancji szkodliwych w wyrobach elektronicznych (RoHS). W najbliższych latach niezbędne jest rozwiązanie problemów organizacyjnych i technicznych recyklingu wielu milionów ton zużytego sprzętu. Scharakteryzowano główne problemy eliminacji substancji szkodliwych, a zwłaszcza ołowiu, wymagające zmian technologii i urządzeń produkcyjnych.

EN

The problems concerning coming into force European directives on waste electrical and electronic equipment (WEEE) and on the restriction of use certain hazardous substances in electrical and electronic equipment (RoHS) are presented. The solving of many logistic and technical problems for recycling of many millions tons of electronic waste is necessary in next years. The main problems of removal of hazardous substances, especially lead, requiring essential changes of manufacturing processes and equipment by considerable expenses, are characterized.