เมนู
บล็อก

การประกอบไร้สารตะกั่ว: สิ่งที่เปลี่ยนบนไลน์

RoHS กำจัดตะกั่ว ไม่ได้กำจัดความยาก จุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นเปลี่ยนหน้าต่างกระบวนการตั้งแต่การพิมพ์ครีมบัดกรีจนถึงการซ่อม

ทีมวิศวกรรม Hitech Circuits

เซินเจิ้น จีน · การผลิตและประกอบ PCB

2 นาทีในการอ่าน

เผยแพร่:

อัปเดตล่าสุด:

การตรวจทานทางเทคนิค: ตัวเลขในกระบวนการได้รับการตรวจสอบกับเอกสารขีดความสามารถที่เผยแพร่ของเรา

การประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบไร้สารตะกั่ว: โซลูชันการผลิตที่ยั่งยืน

ช่องว่าง 34 °C

ยูเทคติกดีบุก-ตะกั่วหลอมเหลวที่ 183 °C SAC305 หลอมเหลวที่ 217–220 °C ดังนั้นทุกขั้นตอนทางความร้อนในกระบวนการจึงเพิ่มขึ้นประมาณหนึ่งในสามของหนึ่งร้อยองศา: การแช่ การเพิ่มอุณหภูมิ เวลาเหนือจุดหลอมเหลว และจุดสูงสุด

นี่ไม่ใช่รายละเอียดเล็กน้อย มันเปลี่ยนสิ่งที่แผ่นลามิเนตต้องเผชิญ สิ่งที่ชิ้นส่วนต้องทนทาน ปริมาณความชื้นที่ถูกขับออกไปในระหว่างการหลอม และปริมาณโลหะผสมที่เกิดขึ้นที่รอยต่อแต่ละจุด

เนื้อเพสต์และโปรไฟล์

เพสต์ไร้สารตะกั่วถูกกำหนดด้วยช่วงโปรไฟล์ของตัวเอง และโปรไฟล์จะถูกวัดบนชิ้นส่วนประกอบแทนที่จะคาดเดาจากหน้าจอแสดงผลของเตาอบ จุดสูงสุดโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 235 ถึง 250 °C สูงพอที่จะทำให้แผ่นรองเปียกและต่ำพอที่จะอยู่ในช่วงพิกัดของชิ้นส่วน

ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติสามประการ:

  • เวลาเหนือจุดหลอมเหลวมีความสำคัญมากกว่า เวลาที่นานขึ้นไม่ได้หมายความว่าปลอดภัยกว่า: มันทำให้เกิดโลหะผสมและสร้างความเครียดให้กับแผ่นลามิเนต หน้าต่างถูกจำกัดทั้งสองด้าน
  • มวลความร้อนแปรผัน แผงวงจรที่มีแผ่นทองแดงหนาหรือขั้วต่อขนาดใหญ่จะร้อนไม่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงต้องตรวจสอบโปรไฟล์ที่จุดที่เย็นที่สุดและร้อนที่สุด
  • แผงวงจรแบบผสมเทคโนโลยี จำเป็นต้องใช้โปรไฟล์แยกต่างหากสำหรับการบัดกรีแบบรีโฟลว์และการบัดกรีแบบเลือกหรือแบบคลื่น เนื่องจากชิ้นส่วนแบบทะลุรูจะเห็นคลื่นหลังจากที่ด้าน SMT ได้รับการบัดกรีแล้ว

ส่วนประกอบและความชื้น

โปรไฟล์แบบไร้สารตะกั่วจะให้ความร้อนกับทุกแพ็คเกจใกล้กับขีดจำกัดมากขึ้น แพ็คเกจพลาสติกดูดซับความชื้นจากอากาศ และความชื้นนั้นจะกลายเป็นไอน้ำในระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์ ผลที่ได้คือการแตกร้าวหรือการแยกชั้นซึ่งจะแสดงเป็นความล้มเหลวในภาคสนามมากกว่าสัญญาณเตือนกระบวนการ

ดังนั้นการจัดการระดับความไวต่อความชื้นจึงกลายเป็นส่วนหนึ่งของการผลิต: การจัดเก็บในที่แห้ง การควบคุมอายุการใช้งาน การอบก่อนการบัดกรีแบบรีโฟลว์ในกรณีที่ระดับความชื้นต้องการ และม้วนสายไฟที่ไม่ถูกทิ้งไว้บนสายการผลิตข้ามคืน

การตกแต่งพื้นผิวและเอกสารประกอบ

สารเคลือบผิวแบบไร้สารตะกั่วมาตรฐานทั้งหมดใช้งานได้กับสารเคลือบ SAC — HASL ไร้สารตะกั่ว, ENIG, ดีบุกแบบจุ่ม, เงินแบบจุ่ม และ OSP — และการเลือกใช้ขึ้นอยู่กับความเรียบของพื้นผิวและอายุการใช้งานมากกว่าปริมาณตะกั่ว สิ่งสำคัญในเชิงพาณิชย์คือเอกสารประกอบ: การประกาศ RoHS, การประกาศวัสดุจากซัพพลายเออร์ชิ้นส่วน และใบรับรองการปฏิบัติตามข้อกำหนดของล็อต

การซ่อมแซมภายใต้ระบบไร้สารตะกั่ว

การซ่อมแซมเป็นส่วนที่ระบบไร้สารตะกั่วมีข้อจำกัดมากที่สุด อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะทำให้แผ่นรองและลามิเนตเกิดความเครียด และการหลอมซ้ำครั้งที่สองหรือสามจะทำให้ชั้นโลหะผสมที่รอยต่อขยายตัวขึ้นเรื่อยๆ การให้ความร้อนเฉพาะจุด การอุ่นล่วงหน้าจากด้านล่าง โลหะผสมที่เหมาะสม และการกำหนดขีดจำกัดรอบการทำงานที่ระบุไว้ในเอกสาร ล้วนเป็นสิ่งจำเป็น — กฎต่างๆ อยู่ในเอกสารกำกับสารตะกั่ว หมายเหตุการแก้ไข

การผลิตเป็นไปตามมาตรฐาน IPC-A-610 และข้อจำกัดของกระบวนการอยู่ที่ หน้าการผลิต PCBA บอร์ดที่ต้องตัดสินใจเรื่องการตกแต่งสามารถนำมาเปรียบเทียบกันได้บน หน้าความสามารถ.

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค

โลหะผสมทั่วไป
SAC305 (Sn96.5 / Ag3.0 / Cu0.5)
จุดหลอมเหลว
217–220 °C (จุดหลอมเหลวของดีบุกและตะกั่ว: 183 °C)
ข้อจำกัดของ RoHS เกี่ยวกับตะกั่ว
0.1% โดยน้ำหนักในวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน
ผิวสำเร็จปราศจากตะกั่ว
HASL ปลอดสารตะกั่ว, ENIG, ดีบุกชุบ, เงินชุบ, OSP
พีค รีโฟลว์
โดยทั่วไปอยู่ที่ 235–250 °C ซึ่งกำหนดโดยคุณสมบัติของวัสดุและส่วนประกอบ

คำถามที่พบบ่อย

  • ข้อต่อแบบไร้สารตะกั่วมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่าข้อต่อแบบดีบุก-ตะกั่วหรือไม่?

    โดยพื้นฐานแล้วไม่ใช่เช่นนั้น โลหะผสม SAC แข็งแรงกว่าและทนต่อการคืบตัวได้ดีกว่า ซึ่งช่วยได้มากภายใต้แรงสั่นสะเทือน แต่ก็มีความแข็งกว่าและส่งผ่านแรงเค้นไปยังแผ่นรองได้มากกว่าในระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ความแตกต่างในทางปฏิบัติคือช่วงของกระบวนการแคบกว่า: ข้อต่อไร้สารตะกั่วทนต่อความเบี่ยงเบนของรูปทรง ผิวแผ่นรอง และการปนเปื้อนได้น้อยกว่าข้อต่อดีบุก-ตะกั่ว

  • แผงวงจรไร้สารตะกั่วสามารถนำมาดัดแปลงโดยใช้ตะกั่วบัดกรีที่มีสารตะกั่วได้หรือไม่?

    ไม่ได้หรอก ถ้าหากผลิตภัณฑ์ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน RoHS การผสมโลหะผสมจะลดจุดหลอมเหลวเฉพาะจุด และทำให้รอยต่อมีองค์ประกอบที่ไม่มีใครสามารถรับรองได้ การซ่อมแซมจะใช้โลหะผสมตระกูลเดียวกับที่ใช้ในการผลิตเดิม โดยปรับโปรไฟล์ให้เหมาะสมกับมวลความร้อนของการซ่อมแซมและชิ้นส่วนที่มีอยู่แล้วบนแผงวงจร

  • พื้นผิวแบบใดที่เหมาะกับการประกอบชิ้นส่วนที่ปราศจากตะกั่ว?

    วัสดุเคลือบกันสนิมแบบไร้สารตะกั่ว เช่น HASL, ENIG, ดีบุกชุบ, เงินชุบ และ OSP มีให้เลือกใช้ทั้งหมด และเข้ากันได้กับสารยึดเกาะ SAC การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับความเรียบของพื้นผิวและอายุการใช้งานมากกว่าปริมาณตะกั่ว: ENIG และดีบุกชุบให้แผ่นเรียบสำหรับระยะห่างระหว่างขาที่ละเอียด ส่วน OSP ราคาถูกที่สุดแต่มีอายุการใช้งานสั้นที่สุด

แชร์บทความนี้

← บล็อก

บทความวิศวกรรมที่เกี่ยวข้อง

ขอใบเสนอราคาสำหรับโครงการ PCB ของคุณ

ตรวจสอบทางวิศวกรรมและใบเสนอราคาโดยไม่มีค่าใช้จ่าย สำหรับการผลิต PCB การประกอบ การจัดหาชิ้นส่วน และการประกอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป