Как понять IMC и почему интерметаллическое соединение важно для сборки печатных плат

Как понять ИМК

В процессе сборки и сварки печатных плат термин IMC часто упоминается в аналитических отчетах инженеров или лабораторий. Что такое ИМК? Какую роль играет ИМК в Завод по сборке печатных плат процесс сварки? Влияет ли это на прочность сварного шва? Я часто слышу, как люди говорят, что IMC слишком тонкая или слишком толстая. Какова разумная толщина IMC?

Оглавление
    Добавьте заголовок, чтобы начать генерировать оглавление

    Что такое ИМК

    ИМК - это интерметаллическое соединение, которое не является сплавом (но некоторые рассматривают ИМК как вид сплава) и не является чистым металлом. Поскольку ИМК является молекулярным компонентом химических реакций, образование ИМК должно давать энергию, вот почему количество паяльной пасты необходимо нагревать в процессе сварки.

    Кроме того, только чистое олово (Sn) в составе паяльной пасты будет вступать в диффузионную реакцию с медной основой (например, при обработке поверхности платы OSP, I-Ag, I-Sn) или никелевой основой (при обработке поверхности платы ENIG) при сильном нагреве, а затем генерировать твердый интерфейс IMC.

    Каковы различия между сплавом и ИМК

    ИМК - это соединение, образованное двумя или более металлическими элементами в фиксированной пропорции, является результатом химической реакции, относится к чистому веществу. Например, Cu6Sn5, Ni3Sn4, AuSn4 и т.д.
    Сплав, с другой стороны, представляет собой смесь двух или более металлов. Пропорции не фиксированы и могут быть изменены в любое время, но различные элементы равномерно смешаны между собой.

    Почему в паяльной пасте присутствуют другие металлы

    Это связано с тем, что температура плавления чистого олова достигает 232°C, что нелегко использовать для общей сборки и сварки печатной платы. Другими словами, современные электронные детали не могут достичь такой высокой температуры. 

    Поэтому олово должно использоваться в качестве основы, а другие сплавы припоя должны быть добавлены для снижения температуры плавления, чтобы достичь основной цели массового производства и экономии энергии. Вторая цель заключается в том, что определенные металлы могут улучшить прочность и жесткость паяного соединения. Для этого добавляют небольшое количество серебра и меди.

    Как образуется Cu 6 Sn 5 в IMC

    органическая защитная пленка для сварки

    Обработка поверхности PCB на основе меди, таких как OSP (органическая защитная пленка для сварки), I-Ag (погружение серебра), I-Sn (погружение олова), HASL (напыление олова) и паяльная паста для сварки, образует доброкачественное соединение IMC Cu 6 Sn 5 в высокотемпературной печи для обратной сварки, но со старением времени, или PCB через печь для обратной сварки слишком долго.

    Форма в IMC Cu6Sn5 в основном образуется в результате жидкой реакции Cu и Sn, и сначала будет расти между медной основой и припоем, а Cu3Sn в основном образуется в результате твердой реакции Cu6Sn5 и Cu, поэтому он обычно растет на границе раздела Cu и 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.

    Какова сила различных видов ИМК

    сварочная площадка медного основания

    Сварка - это своего рода химическая реакция. Если взять в качестве примера сварочную площадку медного основания, то при хорошей сварке сразу же образуется η-фаза (читай Eta) доброкачественной Cu 6 Sn 5, а также будет тицитироваться с накоплением сварочного тепла и временем старения.

    В процессе старения в паяном соединении будет расти злокачественная ε-фаза (читается Epsilon) на исходной Cu 6 Sn 5 злокачественной Cu 3 Sn. В целом, прочность сварки медной основы лучше, чем у никелевой основы, и надежность относительно высока, но прочность будет ухудшаться со временем старения.

    Никелевая база никеля выщелачивания и покрытия никеля золотом будет формировать Ni3Sn4 copides с паяльной пастой, но золотое покрытие никеля золота, как правило, толще, чем толще слой золота, паяльного соединения IMC поколения будет относительно тонким, и когда золото не полностью уйти, но легко сформировать золото хрупким, потому что в процессе сварки, только после AuSn4 миграции, никелевая база будет формировать Ni 3 Sn 4 с паяльной пастой, но прочность Ni3Sn4 не так сильна, как Cu6Sn5.

    Должна ли толщина IMC быть больше

    Должна ли толщина IMC быть больше

    До тех пор, пока интерфейсная IMC растет и растет равномерно, все в порядке, потому что IMC будет расти все длиннее и толще с накоплением времени и тепла. Когда IMC становится слишком толстой, прочность ухудшается и легко трескается. IMC немного напоминает цемент между кирпичами при строительстве стены. Правильное количество цемента может удерживать различные кирпичи вместе, но слишком толстый цемент легко сбивается.

    Скорость образования IMC в основном пропорциональна квадрату времени и температуры. Кроме того, толщина IMC должна находиться в пределах 1 ~ 3 мм. В соответствии с принципом формирования IMC, известно, что не существует промышленного стандарта IPC для толщины IMC.

    ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

    IMC - это интерметаллическое соединение, которое не является сплавом (но некоторые считают IMC разновидностью сплава) и не является чистым металлом.

    Сварка - это своего рода химическая реакция. Taking сварочная площадка медного основания в качестве примера, хорошая сварка будет немедленно генерировать η-фазу (читай Eta) доброкачественной Cu 6 Sn 5, а также будет тицитировать с накоплением тепла сварки и временем старения.
    Пока интерфейс IMC растет и растет равномерно, это нормально. Потому что IMC будет расти длиннее и толще с накоплением времени и тепла. Когда IMC становится слишком толстой, прочность ухудшается и легко трескается. IMC напоминает цемент между кирпичами при строительстве стены. Правильное количество цемента может удерживать различные кирпичи вместе, но слишком толстый цемент легко сбивается.

    Похожие посты

    Короткое замыкание раскрыто

    Short Circuit Unveiled: Причины, последствия и решения

    В обширной области электротехники немногие явления имеют такое значение и потенциальную опасность, как короткое замыкание. Короткое замыкание - это не просто ...
    Основы паяных соединений : Исчерпывающее руководство

    Основы паяных соединений : Исчерпывающее руководство

    Паяные соединения - это фундаментальные строительные блоки электронных узлов, образующие соединения, которые обеспечивают функциональность и надежность бесчисленных устройств в нашей современной ...
    60 вопросов о проектировании аппаратуры - электронные компоненты, микросхемы...

    60 вопросов о проектировании аппаратуры - электронные компоненты, микросхемы...

    Проектирование аппаратного обеспечения включает в себя создание физических компонентов и схем, используемых в электронных устройствах. Оно включает в себя различные аспекты, в том числе выбор и интеграцию электронных компонентов, проектирование ...
    Руководство по проектированию печатных плат

    Руководство по проектированию печатных плат: От концепции до создания

    В мире современной электроники печатная плата (ПП) является основополагающим элементом, позволяющим создавать все более сложные и компактные электронные ...
    Типы упаковки печатных плат

    Типы упаковки печатных плат

    Под упаковкой печатных плат понимается процесс заключения и защиты печатных плат (ПП) в корпус или кожух.
    Запрос Цитировать

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    ru_RURussian
    Прокрутка к началу