Perbandingan Teknologi Pateri yang Digunakan dalam Pateri Aliran Semula Berplumbum dan Bebas Plumbum

Perbandingan antara Keupayaan MVC untuk Menahan Penyolderan Aliran Semula

MVC merujuk kepada komponen yang paling mudah terjejas (MVC) semasa pematerian aliran semula seperti kapasitor elektrolit aluminium dielektrik cecair, penyambung, suis DIP, LED, pengubah, bahan substrat PCB (Papan Litar Bercetak) dan lain-lain. Komponen berplumbum dan bebas plumbum berbeza antara satu sama lain dari segi keupayaan mereka untuk menahan pematerian aliran semula.

• Komponen Utama

Oleh kerana suhu puncak dalam pematerian aliran semula plumbum tidak akan melebihi 230°C, rintangan haba MVC hendaklah ditetapkan pada 240°C, termasuk semua alat pematerian yang dihasilkan oleh pengeluar industri, peralatan pematerian dan bahan sokongan yang digunakan untuk pematerian, yang semuanya direka bentuk dan dipilih berdasarkan rintangan haba 240°C.

• Komponen Bebas Plumbum

Suhu puncak dalam pematerian aliran semula bebas plumbum boleh setinggi 250°C, jadi rintangan haba terendah bagi MVC perlu ditetapkan sekurang-kurangnya 260°C. Oleh itu, semua alat pematerian yang dihasilkan oleh pengeluar industri, peralatan pematerian dan bahan sokongan yang digunakan untuk pematerian perlu direka bentuk dan dipilih berdasarkan rintangan haba 260°C.

Bahan Pes Tampal Sering Digunakan dalam Pateri Aliran Semula

• Pateri Solder Alir Semula Berplumbum

Setara dengan pematerian gelombang berplumbum, pematerian reflow berplumbum menggunakan ramuan pes pateri yang biasa digunakan yang sama, iaitu pes pateri eutektik Sn37Pb dan pes pateri Sn36Pb2Ag.

• Penyolderan Reflow Bebas Plumbum

Bahan aloi dalam pes pateri yang digunakan untuk pematerian aliran semula bebas plumbum terutamanya merangkumi:
a. Pes pateri SAC305. Sebagai salah satu unsur yang paling meluas digunakan dalam industri moden, ia mempunyai julat suhu lebur dari 217°C hingga 220°C.
b. Pes pateri SAC387. Sebagai komposisi eutektik bagi aloi SnAgCu, SAC387 mempunyai suhu lebur pada 217°C yang membolehkannya melengkapkan peralihan pepejal-cecair. Disebabkan suhu leburnya yang rendah, ia digunakan terutamanya dalam beberapa produk khas, contohnya aplikasi ketenteraan.

Julat Suhu Puncak Pematerian Aliran Semula

• Pateri Solder Reflow Berplumbum

Bagi produk mudah, julat suhu puncak semasa pematerian aliran semula berplumbum adalah dari 205°C hingga 220°C. Namun, bagi produk kompleks seperti beberapa pakej IC, suhu puncak boleh setinggi 225°C, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.

• Penyolderan Reflow Bebas Plumbum

Sejauh yang berkaitan dengan pematerian reflow bebas plumbum, jika suhu puncak terendah ialah 235°C dalam pematerian reflow sebenar, suhu puncak tertinggi akan ditentukan oleh perbezaan suhu (ΔT) pada papan PCB yang, bagaimanapun, ditentukan oleh saiz PCB, ketebalan papan PCB, bilangan lapisan PCB, susun atur komponen, taburan lapisan kuprum, saiz komponen dan kapasiti terma. PCB yang besar dan tebal dengan komponen besar dan kompleks yang dipasang padanya mempunyai ΔT tipikal setinggi 20°C hingga 25°C. Oleh itu, suhu puncak harus diminimumkan untuk memanjangkan masa pra-pemanasan dan pematerian reflow, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut.

Lengkung Masa-Suhu Pematerian Aliran Semula

Perbandingan lengkung masa-suhu antara pematerian aliran semula berplumbum dan bebas plumbum ditunjukkan dalam rajah berikut.

Perbandingan Keupayaan Penjajaran Kendiri antara Pateri Refluks Berplumbum dan Bebas Plumbum

• Pateri Solder Alir Semula Berplumbum

Apabila pes pateri berplumbum (Sn37Pb, Sn36Pb2Ag) digunakan dengan PCBkemasan permukaanmenjadi HASL Sn37Pb atauOSP, jika komponen yang dipasang menyimpang daripada pad sebanyak 50%, penjajaran sendiri masih boleh dilaksanakan dengan baik.

• Penyolderan Reflow Bebas Plumbum

a. Memandangkan udara terlibat dalam pematerian aliran semula, pes pateri SAC305 digunakan dengan kemasan permukaan pad PCB ialah ENIG dan OSP serta sambungan pateri SAC305. Jika komponen yang dipasang tersasar daripada pad sebanyak 25%, penjajaran sendiri masih boleh dilaksanakan dengan baik.
b. Memandangkan nitrogen terlibat dalam pematerian aliran semula, pes pateri SAC305 digunakan dengan kemasan permukaan pad PCB ialah ENIG dan OSP serta sambungan pateri SAC305. Jika komponen yang dipasang tersasar daripada pad sebanyak 50%, penjajaran sendiri masih boleh dilaksanakan dengan baik.

Perbandingan Prosedur Penyingkiran Plumbum antara Cantuman Pateri Berplumbum dan Bebas Plumbum

Rome tidak dibina dalam satu hari. Peralihan sepenuhnya tidak mungkin dicapai hanya dengan satu langkah daripada sistem pematerian SnPb sepenuhnya kepada sistem pematerian bebas plumbum sepenuhnya. Satu proses peralihan mesti wujud dengan unsur berplumbum dan bebas plumbum yang wujud bersama. Ini kerana jabatan yang berbeza dalam industri pembuatan elektronik gagal mengekalkan penyelarasan dari segi jadual bebas plumbum dan persediaan teknologi. Akibatnya, kecacatan pematerian cenderung berlaku dalam proses peralihan ini.

• Keserasian ke hadapan

Sebagai contoh, apabila pes pateri bebas plumbum SAC digunakan untuk memateri sambungan pateri BGA (ball grid array) berplumbum, keserasian ke hadapan akan berlaku, yang berpunca daripada hakikat bahawa jadual bebas plumbum pengedar komponen adalah lebih lewat berbanding pengeluar PCB. Dalam keadaan ini, sambungan pateri BGA akan cair terlebih dahulu dan menyaluti pes pateri yang aloinya tidak cair, menyebabkan keruntuhan besar-besaran dan pengoksidaan bebola pateri berplumbum. Akibatnya, kekosongan dan kemasukan sanga bukan logam dalaman akan terhasil kerana kesukaran menyingkirkan pelarut fluks dan bahan cemar dalam pes pateri, yang tidak dibenarkan.

• Keserasian ke belakang

Apabila pateri bebas plumbum perlu digunakan bersama pes pateri berplumbum, keserasian songsang akan berlaku. Pes pateri (SnPb) yang disalut pada pad akan cair tetapi bebola pateri SAC masih belum cair. Plumbum akan meresap ke sempadan zarah kristal bebola pateri yang tidak cair sepenuhnya. Sejauh mana plumbum boleh meresap ke dalam bebola pateri SAC bergantung pada setinggi mana suhu refluks ditetapkan dan seberapa cepat pateri SnPb dalam pes pateri akan cair. Akibatnya, sambungan pateri menjadi tidak sekata dan tidak stabil.

Untuk mendapatkan kualiti dan kebolehpercayaan sambungan pateri yang lebih tinggi, lengkung masa-suhu refluks perlu ditetapkan semula supaya bebola pateri SAC dapat dicairkan sepenuhnya dan plumbum dalam pes pateri SnPb dapat bercampur sepenuhnya dengan bebola pateri SAC yang telah cair.

Perbandingan Kadar Penyejukan antara Prosedur Penyolderan Refluks Berplumbum dan Bebas Plumbum

• Pateriulangan Pematerian Alir Berplumbum

Oleh kerana suhu puncak pematerian aliran semula berplumbum lebih rendah daripada pematerian aliran semula bebas plumbum dan haba terkumpul oleh peranti yang dipateri tidak begitu tinggi, kadar penyejukan unit penyejuk yang mengekalkan kelajuan 3 hingga 4°C/s sudah memadai.

• Penyolderan Reflow Bebas Plumbum

Oleh kerana pematerian aliran semula bebas plumbum mempunyai ciri suhu tinggi dan pengumpulan haba yang lebih banyak, untuk mengelakkan sambungan pateri daripada menyejuk dan memejal terlalu lama serta zarah kristal daripada menjadi tebal, penyejukan yang dipercepatkan juga boleh menghalang pengasingan. Oleh itu, peralatan penyejukan bagi peralatan pematerian aliran semula hendaklah mempunyai kadar penyejukan yang lebih tinggi supaya suhu sambungan pateri dapat diturunkan dengan cepat. Kadar penyejukan biasanya dikehendaki pada 5 hingga 6°C/s.

Pengaruh Kadar Penyejukan terhadap Rintangan Kelikutan

• Pengaruh kadar penyejukan pateri bebas plumbum terhadap rintangan rayapan

a. Peningkatan kadar penyejukan menyebabkan rintangan rayapan peranti meningkat, kerana penyejukan pantas mengubah mikrostruktur. Dendrit kecil yang terbentuk oleh penyejukan pantas dan zarah Ag3Sn dalam substrat akan menguatkan rintangan pemutusan sentuhan supaya rintangan rayapan sambungan pateri akan bertambah baik.
b. Penyejukan perlahan menyebabkan zarah kristal membesar, yang cenderung menyebabkan pembentukan dan pengembangan retakan. Peningkatan rintangan rayapan SnAg terutamanya menyebarkan zarah teragih dengan fungsi pengukuhan.

• Pengaruh kadar penyejukan pateri plumbum terhadap rintangan rayapan

Berbeza daripada aloi SAC, plumbum akan membentuk rupa bebola apabila pateri eutektik plumbum melalui proses penyejukan pantas dan semua fasa akan menjadi lebih halus apabila kelajuan penyejukan dipercepatkan. Namun begitu, perbezaannya terletak pada hakikat bahawa plumbum mempunyai kekerasan yang lebih rendah daripada substrat Sn dan kandungan yang lebih tinggi daripada Ag dalam aloi SnAg dan SAC.

PCBCart Menawarkan Teknik Pembuatan Penyolderan Berplumbum dan Penyolderan Bebas Plumbum untuk Pemasangan PCB

Kami memahami bahawa projek yang berbeza memerlukan teknik pematerian yang berbeza. Untuk memenuhi semua keperluan pelanggan, kami menawarkan kedua-dua Teknik Pematerian Berplumbum dan Teknik Pematerian Bebas Plumbum untuk pemasangan papan litar bercetak. Ingin tahu berapa kos kerja Pemasangan PCB anda? Klik butang berikut untuk mendapatkan sebut harga PCBA, ia tidak memerlukan walau satu sen pun daripada anda!

Meminta Sebut Harga Pemasangan PCB - Pateri Berplumbum/Tanpa Plumbum

Sumber yang Berguna
•Perkhidmatan Pembuatan PCB Ciri Penuh
•Perkhidmatan Pemasangan PCB Lanjutan dengan Pelbagai Pilihan Nilai Tambah
•Pengenalan Teknologi Pembuatan PCB Bebas Plumbum
•Perbandingan antara Prosedur Pembuatan Pematerian Plumbum dan Pematerian Bebas Plumbum dalam PCBA
•Perbandingan Teknologi Pateri yang Digunakan dalam Pateri Gelombang Berplumbum dan Bebas Plumbum
•Perbandingan Kebolehpercayaan antara Sambungan Pateri Berplumbum dan Bebas Plumbum