Persone
Recentemente ho parlato con Mike Fenner di Indium Corporation delle leghe Sn/Cu per la pasta saldante. Mike ha molti anni di esperienza e apprezzo molto le sue opinioni. Ecco un riassunto del suo pensiero.
Dr. Ron:
Mike, c'è stato un certo fermento nel settore sull'utilizzo di leghe SnCu per la pasta saldante. Sappiamo tutti che alcune di queste leghe hanno avuto un buon successo nella saldatura ad onda, ma che dire delle leghe utilizzate in una pasta saldante per il reflow?
Mike Fenner:
1) Ricordiamo che, da oltre 50 anni, l'industria elettronica ha sempre avuto la necessità di una lega affidabile per le alte temperature (rispetto allo stagno/piombo eutettico). Gli utilizzatori erano e sono le industrie avioniche, militari, automobilistiche, aerospaziali e mediche.
Sn/Ag è sempre stato più costoso di Sn/Cu. Pertanto, la domanda"Possiamo usare leghe senza Ag come Sn/5Sb, Sn/0,X Cu?" è stata posta fin dallo sviluppo della lega. La conclusione è sempre stata negativa.
2) Quando il nostro settore è passato all'obbligo del Pb-free, tutti i grandi e i bravi del settore hanno rivalutato le potenziali scelte di leghe. I fornitori, gli utilizzatori, le università e le associazioni industriali non hanno scelto Sn/Cu, ma Sn/Ag con l'aggiunta di una piccola quantità di Cu; quelle che oggi chiamiamo leghe SAC. Poiché Sn/Ag produce (in ultima analisi) una lega SAC quando viene saldata al Cu, si tratta essenzialmente della stessa lega per i PCB.
3) Tutti i dati dei test generati nella revisione delle leghe sono disponibili su banche dati pubbliche, come ad esempio http://www.boulder.nist.gov/div853/lead_free/props01.html
Non c'è scritto da nessuna parte che Sn/Cu sia migliore di Sn/Ag/Cu. Anzi, il contrario.
4) I sostenitori della pasta saldante Sn/Cu sostengono che può essere sottoposta a rifusione con lo stesso profilo termico delle leghe SAC, ma non è così: il SAC fonde a circa 217°C, mentre lo Sn/Cu a 227°C. Inoltre, sebbene esistano molti dati per le giunzioni saldate a onda (a foro passante) Sn/Cu, non esistono dati di test a lungo termine per le giunzioni saldate a rifusione (SMT) Sn/Cu.
5) Il principale vantaggio della popolare lega Sn/Cu nella saldatura a onda è che non scioglie la pentola di saldatura, gli impeller e altre attrezzature. Ciò è dovuto all'aggiunta di tracce di Ni alla lega. In genere si aggiunge anche Ge come antiossidante, per ridurre le scorie. Queste aggiunte di tracce di elementi producono anche modifiche del grano, motivo per cui le giunzioni appaiono relativamente brillanti rispetto alle leghe SAC. Questi sono vantaggi per l'utente nel processo a onda, ma sono tutti irrilevanti nel processo di rifusione, in quanto non sono vantaggi per l'utente in servizio.
6) La sollecitazione di un giunto di saldatura a foro passante è relativamente bassa. Questo è in totale contrasto con il piccolo giunto SMT monofaccia non rinforzato. Un giunto di saldatura a foro passante è molto più grande e resistente di un giunto SMT. Le dimensioni e la struttura del giunto sono completamente diverse nei due processi. Inoltre, nella saldatura a onda, l'attacco del componente è realizzato come un rivetto, con il conduttore del componente che attraversa la scheda e fuoriesce dall'altro lato, supportato su ciascun lato da un giunto di saldatura. In sostanza, ci sono due "ancore" per ogni terminazione. Tutti i dati sull'affidabilità di Sn/Cu sono stati sviluppati esclusivamente sulla base di saldature a foro passante. Quindi, a parità di regime di cicli termici, è ovvio che una giunzione a foro passante sarà intrinsecamente più resistente, a causa della meccanica strutturale. La risposta corretta a qualsiasi affermazione sull'affidabilità a lungo termine sarebbe quella di assicurare che si sta confrontando foro passante con foro passante e SMT con SMT.
7) Quando i clienti valutano le paste saldanti, quali criteri determinano la loro scelta finale? Il più delle volte la risposta è una combinazione delle seguenti prestazioni: stoccaggio e manipolazione del materiale, stampa, ritenzione dei componenti, slump, risposta alla pausa, bagnatura, voiding, head-in-pillow, ecc. La formulazione del flussante/veicolo è responsabile in modo preponderante di tutte queste caratteristiche. Le prestazioni in questi ambiti hanno ben poco a che fare con la lega saldante. Inoltre, il costo principale della maggior parte delle paste saldanti è il processo di produzione. La lega è in genere un costo secondario (anche se questo potrebbe non essere il caso con un'alta percentuale di metallo prezioso).
Sintesi SMT non è una saldatura a onda. Se state cercando di risparmiare sui costi del processo di rifusione SMT, l'implementazione di una pasta saldante Sn/Cu può essere un modo molto costoso per ottenere tali risultati.
Dr. Ron:Grazie Mike per il tuo approfondimento!
L'immagine della saldatura a onda si trova su http://www.assembly-sol.com/images/d/gall/wave-soldering.jpg.
