Difetti comuni e misure preventive nel processo di saldatura senza piombo

Difetti comuni e misure preventive nel processo di saldatura senza piombo

introduzione

Durante l'introduzione del processo senza piombo, il processo senza piombo di materiali per brasatura, cuscinetti PCB e rivestimenti di componenti, combinato con l'uso di nuovi flussi di saldatura, è stato gradualmente ampiamente applicato. Si sono verificati diversi difetti di saldatura, come distacco e contaminazione degli elementi, che hanno ostacolato il regolare svolgimento della produzione vera e propria. Questo articolo analizza principalmente le cause dei difetti sopra menzionati e fornisce le soluzioni corrispondenti.

2. Spogliarello

Lo spelatura comprende generalmente lo spelatura di piazzole/PCB e lo spelatura di giunti di saldatura/piastre. La scrostatura del giunto di saldatura ha generalmente origine nell'area circolare vicino all'angolo del pad di saldatura. Durante il processo di raffreddamento dopo la saldatura, la zona degli angoli si rompe per prima a causa dell'elevata concentrazione di stress. Se lo stress non viene completamente rilasciato, ciò porterà ad un aumento dello stress sull'interfaccia del bordo esterno del pad di saldatura. Quando la deformazione si accumula e supera la capacità di deformazione plastica del materiale, la fessura si propagherà lungo l'interfaccia saldatura/piazzola fino a quando non verrà completamente staccata

Lo stripping avviene generalmente nella fase finale della cristallizzazione, durante il periodo di temperatura leggermente superiore al liquidus a basso punto di fusione causato dalla segregazione del materiale di brasatura, e appartiene alla categoria delle cricche a caldo. Il meccanismo di comparsa è simile a quello delle cricche da cristallizzazione. La segregazione riduce significativamente il liquidus della saldatura nell'area angolare del pad di saldatura con ritardo di solidificazione, aumenta la gamma solido-liquido con bassa plasticità e prolunga il tempo di esistenza delle fasi liquide locali. Inoltre, se il materiale di brasatura contiene contaminazione da Bi o Pb, la probabilità di delaminazione è maggiore perché il punto di fusione della fase a basso punto di fusione è molto basso, come mostrato nella Figura 2, il punto di fusione della lega ternaria SnAgBi è inferiore a 140 gradi .

2.1 Causa dell'evento

La tabella 1 mostra le caratteristiche morfologiche dell'interfaccia dei giunti di saldatura scrostati. Le ragioni principali della delaminazione del giunto di saldatura sono tre aspetti: segregazione microstrutturale, solidificazione asincrona e stress generato durante il ritiro da raffreddamento.

La presenza di Bi nel materiale di brasatura è la ragione principale della formazione del fenomeno della delaminazione del giunto di saldatura. Esiste una fase eutettica nella lega binaria SnBi con un punto di fusione di soli 138 gradi. Se il materiale per brasatura senza piombo contiene elemento Bi, durante il processo di solidificazione del giunto di saldatura, il corpo principale del materiale per brasatura si è solidificato nell'intervallo di temperatura di circa 220 gradi. Tuttavia, i cristalli eutettici SnBi che si segregano durante il processo di solidificazione devono attendere fino a circa 138 gradi prima di iniziare a solidificare, con conseguente solidificazione asincrona del materiale di brasatura. Vale la pena notare che la presenza dell'elemento Bi non porta necessariamente alla segregazione. Il contenuto è generalmente controllato al di sotto dell'1% in peso, con un massimo del 3% in peso, altrimenti potrebbe verificarsi segregazione. Inoltre, i componenti dell'assemblaggio elettronico devono assorbire calore durante il processo di saldatura. Durante il processo di raffreddamento, il calore sul circuito stampato verrà trasferito attraverso il rivestimento ai cuscinetti di saldatura in Cu con un'ottima conduttività termica, con conseguente incapacità del materiale di saldatura a contatto con i cuscinetti di saldatura di solidificarsi in modo sincrono con altre parti del il materiale di saldatura. Ciò è causato dallo squilibrio della temperatura locale e dalla solidificazione asincrona. Quando è presente una fase liquida residua sull'interfaccia del pad di saldatura che resta indietro e si solidifica, l'espansione e la contrazione termica del materiale porteranno al verificarsi della delaminazione del giunto di saldatura. In primo luogo, il ritiro da solidificazione del materiale di brasatura raffreddato genererà un vincolo di stress da trazione sulla fase liquida residua all'interfaccia del pad di saldatura;

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