Augant aplinkai nekenksmingos elektronikos paklausai, litavimas be švino tapo PCB surinkimo standartu, kurį lemia tokie reglamentai kaip RoHS (pavojingų medžiagų apribojimas). Litavimas be švino{2} pašalina toksišką šviną, tačiau taip pat kelia naujų iššūkių, kurie gali turėti įtakos elektroninių gaminių patikimumui. Šių iššūkių supratimas ir veiksmingų sprendimų įgyvendinimas yra labai svarbus kokybės-PCB rinkiniams (PCBA).
1. Pagrindiniai švino{1}}bešvinio ir švino litavimo skirtumai
Lydmetalėje be švino- paprastai naudojami alavo-sidabro-vario (SAC) lydiniai, o ne tradiciniai alavo-švino (SnPb) lydiniai. Nors tai yra naudinga aplinkai, pakeitimas turi įtakos kelioms pagrindinėms savybėms:
• Aukštesnė lydymosi temperatūra:{0}}bešvinis lydmetalis lydosi ~217–221 laipsnio temperatūroje, palyginti su ~183 laipsniu SnPb lydmetaliu.
• Skirtingos mechaninės savybės: lydmetalis be švino{0}} paprastai yra kietesnis ir mažiau plastiškas, todėl gali padidėti litavimo jungčių įtempis.
• Lėtesnis drėkinimas:-bešviniai lydiniai gali užtrukti ilgiau, kol tinkamai prilips prie trinkelių ir komponentų laidų.
Dėl šių skirtumų reikia koreguoti litavimo temperatūros profilius, srauto pritaikymą ir surinkimo procesus.
2. Susirūpinimas dėl laisvojo litavimo{1}} patikimumo
a. Litavimo jungties įtrūkimas
Dėl didesnio trapumo, litavimo jungtys be švino{0}} yra labiau linkusios į termomechaninį nuovargį, ypač esant terminiam ciklui. Pakartotinis kaitinimas ir vėsinimas gali sukelti mikroįtrūkimus, o tai turi įtakos ilgalaikiam{2}}patikimumui.
b. Komponentų ir PCB įtempimas
Aukštesnė pakartotinio srauto temperatūra gali sukelti jautrių komponentų ir PCB įtampą, dėl kurios gali deformuotis, išsisluoksniuoti arba pažeisti komponentai.
c. Ūsų augimas
Alavo ūsai gali augti ant litavimo paviršių be švino{0}}, todėl kyla trumpojo jungimo pavojus, ypač naudojant didelio-patikimumo programas.
d. Ištuštinimas ir nepakankamas drėkinimas
Dėl netinkamo proceso valdymo gali atsirasti tuštumų litavimo jungtyse arba prastai sudrėkinti, todėl sumažėja elektros laidumas ir mechaninis stiprumas.
3. Strategijos, kaip pagerinti-nemokamo lydmetalio patikimumą
1. Optimizuoti pakartotinio srauto profiliai: naudokite kruopščiai kontroliuojamus temperatūros profilius, kad užtikrintumėte visišką lydymąsi be perkaitimo komponentų.
2. Aukštos-kokybės srautai: pasirinkite srautus, skirtus litavimui be švino, kad pagerintumėte drėkinimą ir sumažintumėte tuštumų susidarymą.
3. Komponentų ir PCB pasirinkimas: įsitikinkite, kad komponentai ir PCB medžiagos gali atlaikyti aukštesnę litavimo temperatūrą.
4. Šiluminis valdymas: naudokite šilumines trinkeles, angas ir šilumos paskleidimo būdus, kad sumažintumėte vietinį stresą.
5. Patikra ir testavimas: atlikite rentgeno patikrinimą, skerspjūvio analizę ir terminio ciklo testus, kad anksti aptiktumėte galimus defektus.
4. Išvada
Nors litavimas be švino, palyginti su tradiciniu alavo-švino litavimu, kelia unikalių patikimumo iššūkių, kruopštus proceso optimizavimas ir kokybės kontrolė gali užtikrinti tvirtus PCB mazgus. Suprasdami bešvinių lydinių mechanines ir šilumines charakteristikas, inžinieriai gali kurti ir gaminti elektroniką, kuri yra nekenksminga aplinkai ir labai patikima.
