Zagadnienia niezawodności w powlekaniu galwanicznym elektrycznych rur grzewczych

Zagadnienia niezawodności w powlekaniu galwanicznym elektrycznych rur grzewczych

Świat zbliża się do ery elektroniki bezołowiowej, a elektronika samochodowa również wymaga lutu o wysokiej temperaturze topnienia, co spowodowało wybór nowych systemów lutowniczych w branży. Jednym z kluczowych czynników nowego systemu lutowniczego jest niezawodność. W porównaniu z SnPb37 trwałość zmęczeniowa i mechanizm awarii SnAgCu są zasadniczo takie same. W praktycznych zastosowaniach proces nagrzewania i kształt złącza lutowniczego określają trwałość zmęczeniową. Badania wykazały, że pasty lutownicze SnPb37 i Sn95.5Ag3.8Cu{7}}.7 mają doskonałe właściwości ścinające dla niegalwanizowanego niklu UBM. Co więcej, dolny wypełniacz — flip-chip na płytce PCB, który wymaga go do zapewnienia niezawodności — może zmniejszyć większość naprężeń na złączu lutowanym, wydłużając w ten sposób jego żywotność.

Flip chip zwykle wymaga dwóch procesów lutowania rozpływowego, jednego podczas tworzenia kulistych kropek na płytce, a drugiego podczas montażu. Ni3Sn4 to metaliczny związek międzymetaliczny utworzony przez lut SnPb i lut SnAgCu na niegalwanizowanym niklu UBM. Po dwóch rundach spawania wstecznego i metalizacji morfologia Sn95.5Ag3.8Cu0.7 jest w zasadzie normalna i gruba. Starzenie flip chipa w wyższych temperaturach ma kluczowe znaczenie. Po starzeniu przez 1000 godzin w temperaturze 150 i 170 stopni SnPb i stopy bezołowiowe przekształcą się w Ni3Sn4 o grubości mniejszej niż 2 mm w miarę zużycia niklu. W przypadku Sn95.5Ag3.8Cu0.7 grubość rozpraszania niklu jest około dwukrotnie większa niż w przypadku SnPb. Podobnie w przypadku Sn95.5Ag3.8Cu0.7 starzenie w temperaturze 170 stopni zamiast 150 stopni skutkuje 4-krotnym wzrostem zużycia grubości niklu.

Po przechowywaniu w temperaturze 15{5}} stopni przez 2000 godzin wyniki testu siły ścinającej występu spawu wykazały, że siła ścinająca Sn95,5Ag4Cu0,5 był większy niż SnPb37. Co więcej, dla Sn95.5Ag4Cu0.5, po przechowywaniu w wysokiej temperaturze i wilgotności (85 stopni i 85 procent RH), a także cyklach temperaturowych (-40 do 150 stopni, 1000 cykli), wyniki testu ścinania wykazały, że jego niezawodność była nieco lepsza niż SnPb37. Przetestowano opakowanie typu flip-chip po zmianie temperatury od -40 do 125 stopni, a wyniki wykazały, że efekt Sn95.5Ag3.8Cu0.7 był lepszy niż SnPb37. Jednak niezawodność Sn95.5Ag4Cu0.5 nie jest tak dobra jak konwencjonalnego SnPb37 (temperatura cyklu -55 do 125 stopni i -55 do 150 stopni). Wybór podstawowego materiału wypełniającego, ilość resztkowego stopionego materiału i rzeczywista wysokość kombinacji określą, która metoda połączenia jest lepsza w powyższych dwóch sytuacjach. Wskazuje to, że wybór stopów jest dopiero drugim najważniejszym czynnikiem wpływającym na niezawodność produktu.

www.superbheater.com