In the process of assembly and welding of circuit boards, the term IMC is often mentioned in the analysis reports of engineers or laboratories. What is IMC? What role does IMC play in the Fabbrica di assemblaggio di PCB processo di saldatura? Influisce sulla resistenza della saldatura? Spesso sento dire che l'IMC è troppo sottile o troppo spesso. Qual è lo spessore ragionevole dell'IMC?
Che cos'è l'IMC
L'IMC è un composto intermetallico, che non è una lega (ma alcuni considerano l'IMC come una sorta di lega) e non è un metallo puro.Poiché l'IMC è un componente molecolare delle reazioni chimiche, la formazione dell'IMC deve fornire energia, per questo motivo quantità di pasta saldante deve essere riscaldato durante il processo di saldatura.
Inoltre, solo lo stagno puro (Sn) nella composizione della pasta saldante avrà una reazione di diffusione con la base di rame (come il pannello per il trattamento superficiale OSP, I-Ag, I-Sn) o la base di nichel (pannello per il trattamento superficiale ENIG) in presenza di un forte calore, e quindi genererà un'interfaccia solida IMC.
Quali sono le differenze tra lega e IMC
L'IMC è un composto formato da due o più elementi metallici in una proporzione fissa, è il risultato di una reazione chimica, appartiene alla sostanza pura. Ad esempio, Cu6Sn5, Ni3Sn4, AuSn4, ecc.
La lega, invece, è una miscela di due o più metalli. Le proporzioni non sono fisse e possono essere modificate in qualsiasi momento, ma i diversi elementi sono mescolati in modo uniforme.
Perché ci sono altri metalli nella pasta saldante
Questo perché il punto di fusione dello stagno puro raggiunge i 232°C, un valore che non è facile da utilizzare per l'assemblaggio generale e la saldatura di schede PCB. In altre parole, le parti elettroniche attuali non possono raggiungere temperature così elevate.
Pertanto, è necessario utilizzare lo stagno come base e aggiungere altre leghe di saldatura per ridurre il punto di fusione, in modo da raggiungere lo scopo principale della produzione di massa e del risparmio energetico. Il secondo scopo è che alcuni metalli possono migliorare la tenacità e la resistenza del giunto saldato.
Come si forma Cu 6 Sn 5 in IMC
Il trattamento superficiale del PCB a base di rame, come OSP (pellicola di protezione organica per la saldatura), I-Ag (immersione in argento), I-Sn (immersione in stagno), HASL (spruzzatura di stagno) e saldatura in pasta, formerà un composto IMC benigno Cu 6 Sn 5 nel forno di retro-saldatura ad alto calore, ma con l'invecchiamento del tempo, o il PCB attraverso il forno di retro-saldatura per troppo tempo.
La forma in IMC Cu6Sn5 è fondamentalmente generata dalla reazione liquida di Cu e Sn e si svilupperà prima tra la base di rame e la saldatura, mentre Cu3Sn è fondamentalmente generato dalla reazione solida del Cu6Sn5 generato e del Cu, quindi generalmente si sviluppa all'interfaccia di Cu e Cu6Sn5.
Nickel-based surface treatment PCBS, such as ENIG, ENXG, and ENEPIG, will generate Ni3Sn4 of benign IMC after combining with solder paste in high heat return furnace.Gold (Au), silver (Ag), palladium (Pd) and tin (Sn) can also form AuSn 4, Ag3Sn and PdSn 4 and other compounds, but it is a wandering IMC, which is harmful to the strength of the solder joint but not beneficial.
The biggest role of the gold and silver on the welding pad is to protect the bottom nickel and copper from air contact and rust, the thicker the gold and silver, The weaker the solder joint, but not so thin that it does not cover the nickel or copper, otherwise it will not be able to protect the nickel or copper.
Qual è la forza dei diversi tipi di IMC?
Prendendo come esempio il cuscinetto di saldatura della base di rame, una buona saldatura genererà immediatamente una fase η (leggi Eta) benigna Cu 6 Sn 5, e sarà anche thicitate con l'accumulo di calore di saldatura e il tempo di invecchiamento.
Durante il processo di invecchiamento, il giunto di saldatura svilupperà la fase ε maligna (leggi Epsilon) sull'originale Cu 6 Sn 5 maligna Cu 3 Sn. In generale, la resistenza alla saldatura del rame base è migliore di quella del nichel base e l'affidabilità è relativamente elevata, ma la resistenza si deteriora con l'invecchiamento.
La lisciviazione del nichel base e la placcatura del nichel oro formeranno copidi Ni3Sn4 con la pasta saldante, ma la placcatura del nichel oro è di solito più spessa, più spesso è lo strato d'oro, la generazione di IMC del giunto di saldatura sarà relativamente sottile, e quando l'oro non sfugge completamente, ma è facile che si formi oro fragile, perché nel processo di saldatura, solo dopo la migrazione di AuSn4, la base di nichel formerà Ni 3 Sn 4 con la pasta saldante, ma la forza di Ni3Sn4 non è così forte come Cu6Sn5.
Lo spessore dell'IMC deve essere maggiore
Finché l'interfaccia IMC si sviluppa e cresce in modo uniforme, va bene, perché l'IMC si allunga e si ispessisce con l'accumularsi del tempo e del calore. Quando l'IMC si ispessisce troppo, la resistenza peggiora e si incrina facilmente. L'IMC è un po' come il cemento tra i mattoni nella costruzione di un muro. La giusta quantità di cemento può tenere insieme i diversi mattoni, ma il cemento troppo spesso si rompe facilmente.
La velocità di generazione dell'IMC è fondamentalmente proporzionale al quadrato del tempo e della temperatura. Inoltre, si suggerisce che lo spessore dell'IMC sia compreso tra 1 e 3um. In base al principio di formazione dell'IMC, è noto che non esiste uno standard industriale IPC per lo spessore dell'IMC.
FAQ
L'IMC è un composto intermetallico, che non è una lega (ma alcuni considerano l'IMC come una sorta di lega) e non è un metallo puro.
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