SMT 제조는 무엇에 사용되나요?

그렇다면 어떻게 말해야 할까요? 간단히 말해서 SMT는 가벼운 PCB 회로 기판을 물리적 구성 요소에 기계로 부착하는 표면 실장 기술입니다.

기계 단계;

MPM(DEK)(인쇄기) ------CP/NXT/QP(구성 요소 붙여넣기) ------AOI(PCB 구성 요소 배치 품질 검사) -------BTU(고온 리플로우 솔더링) -------QC(품질 검사) 마지막은 QA(품질 보증)

SMT 생산 라인, 그게 다입니다

그 다음에는 백엔드 PTH(일반적으로 전자 회사에서 이를 호출함) 조립, 테스트가 있습니다. . 완성된 전자제품이 출고되기까지 아래 부서도 있어요(너무 많아서 잘 모르겠어요)

SMT에서 일하시면 이런거 꼭 이해하셔야 해요! ! !

다음은 자세한 소개입니다. 시간이 있으면 찾아보실 수 있습니다.

SMT의 특징은 무엇입니까?

전자 제품의 조립 밀도가 높고 크기가 작고 무게가 가볍습니다. 패치 구성 요소의 부피와 무게는 기존 플러그의 약 1/10에 불과합니다. -일반적으로 SMT를 사용하면 전자제품의 크기는 40~60%, 무게는 60~80% 감소합니다.

높은 신뢰성과 강력한 진동 저항. 납땜 접합 불량률이 낮습니다.

고주파 특성이 좋습니다. 전자기 및 무선 주파수 간섭을 줄입니다.

자동화 구현이 쉽고 생산 효율성이 향상됩니다. 비용을 30~50 절감합니다. 자재, 에너지, 장비, 인력, 시간 등을 절약합니다. 사진과 같은 컴퓨터 칩 배치 기계

SMT를 사용하는 이유:

전자 제품은 소형화를 추구하며 과거에 사용했던 천공 플러그인 구성 요소는 더 이상 줄일 수 없습니다

전자 제품 기능이 더욱 완벽해지고, 사용되는 집적 회로(IC)에는 더 이상 천공 부품이 없으며, 특히 표면 실장 부품을 사용해야 하는 대규모 고집적 IC는 더욱 그렇습니다.

제품 배치, 생산 자동화, 공장 요구사항 고품질 제품을 저비용, 고출력으로 생산해 고객 요구에 부응하고 시장 경쟁력 강화

전자부품 개발, 집적회로(IC) 개발, 반도체 소재의 다양한 응용

국제 동향을 따라가는 전자 기술의 혁명이 필수적입니다.

SMT의 기본 공정 구성 요소:

실크 스크린(또는 디스펜싱)- -gt; 장착--gt; (경화) --gt; 청소--gt; 수리

실크 스크린 인쇄: 솔더 페이스트를 인쇄하는 것입니다. 또는 PCB 패드에 접착제를 붙이고 납땜할 구성 요소를 준비합니다. 사용된 장비는 SMT 생산 라인의 전단에 위치한 스크린 인쇄기(스크린 인쇄기)입니다.

접착제 디스펜싱: PCB의 고정 위치에 접착제를 떨어뜨리는 주요 기능은 부품을 PCB 보드에 고정하는 것입니다. 사용된 장비는 SMT 생산 라인의 전단 또는 테스트 장비 뒤에 위치한 디스펜싱 기계입니다.

실장: 이 기능은 표면 실장 구성 요소를 PCB의 고정 위치에 정확하게 설치하는 것입니다. 사용된 장비는 SMT 생산 라인의 스크린 인쇄기 뒤에 위치한 배치 기계입니다.

경화: 패치 접착제를 녹여 표면 조립 부품과 PCB 보드가 단단히 결합되도록 하는 기능입니다. 사용된 장비는 SMT 생산 라인의 배치 기계 뒤에 위치한 경화 오븐입니다.

리플로우 솔더링: 이 기능은 솔더 페이스트를 녹여 표면 실장 부품과 PCB 보드가 서로 단단히 결합되도록 하는 것입니다. 사용된 장비는 SMT 생산 라인의 배치 기계 뒤에 위치한 리플로우 오븐입니다.

청소 : 조립된 PCB 기판에 인체에 유해한 플럭스 등 용접 잔여물을 제거하는 기능입니다. 사용하는 장비는 청소기계이며 위치를 고정할 필요가 없고 온라인 또는 오프라인이 가능하다.

검사: 조립된 PCB 보드의 용접 품질 및 조립 품질을 감지하는 기능입니다.

사용되는 장비로는 돋보기, 현미경, 온라인 테스터(ICT), 플라잉 프로브 테스터, 자동 광학 검사(AOI), X-RAY 검사 시스템, 기능 테스터 등이 있습니다. 위치는 감지 요구에 따라 생산 라인의 적절한 위치에 구성될 수 있습니다.

재작업: 결함이 감지된 PCB 보드를 재작업하는 기능입니다. 사용되는 도구는 납땜 인두, 재작업 워크스테이션 등입니다. 생산 라인의 어느 곳에서나 구성됩니다.

SMT의 IMC

IMC는 Intermetallic 화합물의 약어로, 저자는 이를 "계면 합금 화합물"로 번역합니다. 넓게 말하면, 서로 밀접하게 접촉된 특정 금속 사이의 경계면이 원자 이동 및 상호 작용의 동작을 생성하여 합금과 같은 "화합물" 층을 형성하고 분자식이 작성될 수 있음을 의미합니다. 용접 분야의 좁은 의미에서는 구리 주석, 금 주석, 니켈 주석 및 은 주석 사이의 화합물을 말합니다. 그 중에서 구리와 주석 사이의 양성 Cu6Sn5(Eta Phase)와 악성 Cu3Sn(Epsilon Phase)이 가장 일반적이며, 이는 납땜성과 납땜 접합 신뢰성(즉, 납땜 접합 강도) 모두에 가장 큰 영향을 미칩니다. 해석

1. 정의

구리, 니켈, 금, 은 등과 같은 주석-납 합금 땜납(또는 땜납)으로 용접할 수 있는 금속. ., 땜납과 땜납은 "주석 합금"과 유사한 화합물의 얇은 층이 고온에서 땜납 바닥 금속 사이에 빠르게 형성됩니다. 이 물질은 용접되는 주석 원자와 금속 원자의 상호 결합, 침투, 이동 및 확산에 의해 생성됩니다. 냉각 및 응고 직후 얇은 "*** 화합물"층이 나타나고 이후 점차 성장하고 두꺼워집니다. . 이러한 유형의 재료의 노화 정도는 주석 원자와 비금속 원자의 상호 침투에 의해 영향을 받으며 여러 수준으로 나눌 수 있습니다. 솔더와 솔더링되는 금속 사이의 인터페이스 사이에 형성된 이러한 종류의 다양한 복합체를 총칭하여 금속간 화합물(Intermetallic Liquid, IMC)이라고 합니다. 이 기사에서는 주석 함유 IMC에 대해서만 설명하고 다른 IMC에 대해서는 자세히 다루지 않습니다.

2. 일반 특성

IMC는 한때 분자식을 쓸 수 있는 "준화합물"이었기 때문에 그 특성은 원래 금속의 특성과 상당히 다릅니다. 첫째, 그 특성은 아래에 간략하게 설명되어 있습니다.

◎ IMC는 PCB를 고온에서 납땜하거나 주석-납 재용해(즉, 주석판을 녹이거나 주석을 뿌리는 경우)에만 발생합니다. , 그리고 특정 조성과 결정 구조가 있으며 성장 속도는 온도에 비례하며 실온에서는 더 느립니다. 전체 납 장벽층(장벽)이 나타날 때까지 멈추지 않습니다(그림 6 참조).

◎ IMC 자체는 취성이 낮아 솔더 조인트의 기계적 강도와 수명을 손상시키며, 특히 가장 유해한 피로강도(Fatigue Strength)가 높으며 녹는점도 IMC보다 높다. 금속의 것.

◎ 계면 근처의 솔더에 있는 주석 원자가 점차 멀어져 솔더링된 금속과 IMC를 형성하게 되므로, 존재하는 주석의 양이 줄어들고 이에 따라 납의 양이 늘어나게 되며, 결과적으로 솔더 조인트 연성이 증가하고 고정 강도가 감소하여 시간이 지남에 따라 전체 솔더 본체가 이완될 수도 있습니다.

◎ 솔더 패드 제조업체의 원래 용융 주석 층 또는 스프레이 주석 층이 기본 구리 사이의 간격이 너무 작은 "두꺼운" IMC를 가지면 솔더링 패드는 앞으로도 계속될 것입니다. 납땜 중에 큰 장애가 되며, 즉 납땜성 또는 젖음성이 저하됩니다.

◎ 주석-구리 결정 또는 주석-은 결정이 납땜 접합부에 침투하여 납땜 자체의 경도도 증가하여 시간이 지남에 따라 취화될 수 있습니다.

◎ IMC는 시간이 지나면서 점차 두꺼워집니다. 일반적으로 성장한 두께는 시간에 따라 포물선 관계를 갖습니다. 즉,

δ=k √t,

p>

k=k exp(-Q/RT)

δ는 시간 t 이후 성장한 IMC의 두께를 나타냅니다.

K는 특정 온도에서 IMC의 성장 상수를 나타냅니다

.

T는 절대온도를 나타냅니다.

R은 기체 상수

를 나타내며 8.32 J/mole입니다.

Q는 IMC 성장의 활성화 에너지를 나타냅니다.

K = 시간 대비 IMC 성장 상수,

nm / √ 초 또는 μm / √ 일 (

1μm / √ day = 3.4nm / √ 초

이제 다음 표의 그림에서 서로 다른 온도에서 4가지 일반적인 주석 함유 IMC의 성장률을 비교합니다.

표 1 서로 다른 온도에서의 다양한 IMC 중에서. / √s)

금속계면 20℃ 100℃ 135℃ 150℃ 170℃

1. 주석/금 40

2. 주석/은 0.08 17 -35

3. 주석/니켈 0.08 1 5

4. 주석/구리 0.26 1.4 3.8 10

[참고] 170℃에서 성장 속도 고온에서 구리 표면의 다양한 주석 함유 합금 IMC 층도 다릅니다. 예를 들어 용융 주석-납은 5nm/s이고 미스트 순수 주석 도금은 7.7입니다(다음 단위는 동일함). 주석-납 비율이 30/70인 경우는 11.2, 주석-납 비율이 70/30인 필름은 12.0, 광택 있는 순수 주석 도금은 3.7로 그 중 최종 광택 주석 도금이 더 좋습니다.

3. 납땜성과 표면에너지

납땜할 수 있는 모재에 관해서는 납땜성(Solderability)에 영향을 미치는 많은 메커니즘이 있으며, 그 핵심 포인트 중 하나가 "표면이 없음"입니다. 에너지" ( 표면 자유 에너지(약칭 시 자유는 생략 가능)는 용접 가능 여부가 다음에 따라 결정됨을 의미합니다.

(1) 용접할 금속 표면의 표면 에너지,

(2) 땜납 자체의 "표면 에너지"는 두 가지 요소에 따라 달라집니다.

기본 금속의 표면 에너지가 땜납 자체의 표면 에너지보다 크면 납땜 가능성이 높아집니다. 그렇지 않으면 납땜성이 나빠집니다. 즉, 모재의 표면 에너지에서 땜납의 표면 에너지를 뺀 값이 마이너스가 될수록 주석 수축(디웨팅)이 발생합니다. 값이 낮을수록 솔더 상태가 더 나빠지고 젖음 현상이 발생할 수도 있습니다.

진공에서 측정된 "표면 에너지"는 약 1265dynes/cm이며 63/37입니다. *녹는점(공융점 183°C)과 플럭스의 도움으로 표면 에너지는 380dynes/cm에 불과합니다. 그러나 두 가지를 함께 납땜하면 납땜성이 매우 좋습니다. 위에서 언급한 신선하고 깨끗한 구리를 사용하면 표면을 의도적으로 2시간 동안 공기 중에 방치한 후 표면 에너지가 갑자기 25dynes/cm로 떨어집니다. 380에서 빼는 것은 음수(-355)일 뿐만 아니라 ) 그러나 그것과는 거리가 멀기 때문에 솔더는 자연적으로 좋지 않습니다. 구리 표면의 산화물을 제거하고 이를 다시 활성화하여 표면 에너지를 다시 증가시키려면 강한 플럭스에 의존해야 합니다. 솔더 자체의 표면 에너지에 따라 솔더성이 좋은 결과를 얻을 수 있습니다.

4. 주석-구리 계면 합금 화합물의 형성 및 노화

용융된 땜납이 깨끗한 구리 표면에 떨어지면 주석 젖음(일반적으로 젖음이라고 알려짐)이 즉시 발생합니다. 주석을 먹습니다) 용접 작업. 이때 주석 원자는 즉시 구리 층으로 확산되고 구리 원자도 땜납으로 확산됩니다. 두 원자는 경계면에서 양성의 필수 Cu6Sn5 IMC를 형성하는데, 이를 에타상(Eta Phase로 발음)이라고 합니다. 이 새로운 "준화합물"에 포함된 주석의 중량 비율은 약 60%입니다.

적은 양의 구리가 많은 양의 솔더를 만나면 IMC가 원래의 평형 상태 수준으로 성장하는 데 3~5초밖에 걸리지 않습니다(예: 240°C에서 0.5μm, 340°C에서 0.9μm). 그러나 이러한 상호 작용과 상호 용융 중에 바닥 구리의 일부도 액체 주석의 주요 주석 풀로 녹아 부정적인 오염을 유발합니다.

(a) 초기 상태: 솔더가 깨끗한 구리 표면에 닿으면 에타상 Cu6Sn5가 즉시 생성되며 이는 그림의 (2) 부분입니다.

(b) 주석 침투 기간: 솔더 층의 주석은 계속해서 손실되어 IMC로 침투하여 새로운 Cu6Sn5를 형성합니다. 동시에 구리는 원래의 에타상으로 점차 침투합니다. 층은 제거되어 그림의 (5)와 같은 새로운 Cu3Sn을 형성합니다. 이때, 솔더에 함유된 주석의 양이 줄어들게 되고 이에 비례하여 납의 양이 증가하게 되며, 표면을 다시 솔더링하게 되면 주석의 수축이 발생하게 됩니다.

(c) 다중 납 장벽 층: 납땜 층의 주석 함량이 계속해서 빠져나와 더 두꺼운 IMC를 형성하면 납땜 층의 납 함량이 점차 증가하여 최종적으로는 전체 납 함량이 증가합니다. 납 층 막힘은 주석 함량의 누출을 방지합니다.

(d) IMC 노출: 주석 손실로 인해 납땜층이 헐거워지고 IMC 하단층이 노출되어 결국 비습윤성 말단에 이르게 됩니다.

고온 작동 후 장기간 노화 과정에서 Eta 상 양성 IMC와 구리 기판 사이에 구리의 양이 계속해서 Cu6Sn5로 침투하여 국부적인 조성을 점차적으로 변화시킵니다. Cu3Sn의 악의적인 ε상(엡실론 상이라고도 읽음). 구리의 양은 초기 에타 단계의 40에서 ε 단계의 66으로 증가합니다. 이러한 노화 및 열화 현상은 시간이 지남에 따라, 온도가 상승함에 따라 더욱 심해지고, 특히 온도의 영향이 강합니다. 앞서 언급한 "표면 에너지" 관점에서 보면 구리 함량이 매우 높은 이 악성 ε상은 양성 에타상의 절반에 불과한 극히 낮은 표면 에너지 수치를 가짐을 알 수 있습니다. 따라서 Cu3Sn은 납땜성에 매우 해로운 IMC입니다.

그러나 앞서 등장한 양성 에타상 Cu6Sn5는 좋은 납땜성을 위한 필수 조건이다. 이 양성 Eta 단계가 없으면 우수한 주석 침지와 올바른 납땜을 달성하는 것이 불가능합니다. 즉, 솔더 조인트가 강도를 갖기 위해서는 먼저 구리 표면에 Eta-Phase IMC가 생성되어야 합니다. 그렇지 않으면 땜납이 부착된 동안 구리 표면에 일시적으로 냉각되어 응고될 뿐입니다. 이러한 종류의 땜납 접합은 뿌리가 없는 큰 나무와 같으며 전혀 강도가 없습니다. 주석-구리 합금의 두 IMC는 물리적 구조도 다릅니다. 그 중 악성 ε상(Cu3Sn)은 원주형 결정(Columnar Structure)을 나타내는 경우가 많은 반면, 양성 ε상(Cu6Sn5)은 구형 구조(Globular)를 나타내는 경우가 많습니다. 아래 그림 8은 구리 호일의 솔더를 오랜 시간 동안 숙성시킨 후 구부리고, 평탄화하고, 연마하고, 마이크로 에칭한 후 SEM으로 촬영한 2500배의 미세 단면의 실제 이미지입니다. 두 IMC의 구조는 다음과 같습니다. 둘 다의 경도는 약 500 마이크로 경도 단위입니다.

IMC의 농축 과정에서 결정 입자(알갱이)도 언제든지 변경됩니다. 입자 크기의 변화와 변형으로 인해 슬라이스된 이미지에서는 두께를 측정하기가 더욱 어려워집니다. 일반적으로 슬라이스의 최종 연마 후 특수 마이크로 에칭 용액(NaOH

50/gl, 1,2-Nitr페놀 35ml/l 추가, 70°C에서 작동)을 사용할 수 있으며, 초음파의 도움으로 투명한 IMC 층을 물어뜯어 각 결정층 내부의 다양한 상황을 볼 수 있습니다.

이제 주석-구리 합금의 두 가지 IMC 특성을 다음과 같이 비교하십시오.

두 주석-구리 합금의 IMC 비교

분자식, 주석 함량 W, 색상의 이름을 지정하십시오. 통과 위치, 결정화 특성, 표면 에너지 에타상(Eta) Cu6Sn5 60 고온의 용융 주석을 깨끗한 구리 표면에 납땜하면 납땜 또는 순수 주석과 구리 사이의 계면이 즉시 형성됩니다.

백색 구형

구조

양성 IMC

미세 용접 강도가 매우 높아야 함

ε상(Epsilon) Cu3Sn 30 용접 후 고온 또는 장기간 노화 후에 점차적으로 발생

Cu6Sn5와 구리 표면 사이

회색 원주형

결정화

악성 IMC

주석 수축이 발생하거나 달라붙지 않는 주석 저항은 Eta의 절반에 불과합니다. 매우 흥미로운 점은 순수 Cu6Sn5의 양성 IMC 분자가 완전히 동일하더라도 때 모양이 크게 다르다는 것입니다. 성장환경이 다릅니다. 예를 들어, 깨끗한 구리 표면을 용융된 순수 주석에 뜨겁게 담그고 주석과 열의 양이 매우 충분하면 생성된 Eta 양성 IMC의 표면은 조약돌처럼 됩니다. 그러나 주석-납 합금(63/37) 솔더 페이스트와 열풍을 사용하여 구리 표면에 납땜을 하면, 즉 주석과 열의 양이 충분하지 않은 환경에서 또 다른 짧은 막대 모양의 IMC가 발생합니다. ( 구리와 납은 IMC를 생성하지 않으며 습윤 및 퍼짐에 대한 거동이 완전히 다릅니다. 또한 일단 구리와 주석의 IMC 층이 산화되면 산화됩니다. 매우 끈질긴 필름입니다. 5겹의 두께로 1.5nm 정도로 얇아서 아무리 플럭스가 강해도 영향을 받지 않습니다. 그래서 PTH 구멍의 얇은 부분은 주석을 먹기 쉽지 않습니다. (C. Lea의 유명한 작품) SMT 과학 가이드의 P.337에는 매우 명확한 설명이 나와 있습니다. 따라서 실제로 솔더 특성이 떨어지지 않도록 하려면 솔더 조인트의 주요 솔더 층이 약간 더 두꺼워야 한다고 알려져 있습니다. "습윤"이 시작되면 액체는 젖지 않습니다. 주석은 매우 작은 접촉각(접촉각)으로 고온에서 빠르게 바깥쪽으로 퍼집니다(확산). 동시에 액체 주석과 고체 구리 사이의 교환도 생성됩니다.

5. 주석-구리 IMC의 노화)는 열역학적 방법 중 하나이며, 아래로 뿌리를 내리게 됩니다. 이 IMC가 있어야만 강한 솔더 조인트가 나타날 수 있으며, 이 좋은 IMC는 구리의 지속적인 침입으로 인해 점차 열화되고 전체 두께도 점차 나빠질 것임이 분명합니다. 이 두 가지 유형의 IMC는 시간이 지남에 따라 가속화되고 증가합니다. 아래 표 3은 다양한 조건에서 측정된 IMC의 총 두께를 보여줍니다. 총 IMC 두께가 두꺼울수록 향후 납땜 시 납땜성이 더 나빠집니다.

표 3. 구리가 아닌 온도에서 주석-구리 IMC의 다양한 두께

조건 IMC 두께(밀)

용융 주석판(튀긴 기름 참조) 또는 IR) 0.03~0.04

주석 분사판 0.02~0.037

170℃ 24시간 중간 굽기 0.22 이상

125℃ 중간 굽기 24시간 0.046

70℃에서 24시간 굽기 0.017

70℃에서 40일 보관 0.05

30℃에서 2년 보관 0.05

20℃ 5년간 중간 보관 0.05

조립 단일 용접 후 0.01~0.02

그림 12. 주석-구리 IMC의 노화 및 두꺼워짐은 제곱근에 비례함 그리고 시간에 따라 주위온도의 영향을 많이 받고 기울기의 변화도 크다.

IMC의 노화 과정에서 원래 주석-납 층의 주석 함량이 지속적으로 배출되고 모재 구리와 합금 화합물을 형성하여 원래 주석-납 도금 또는 주석-납이 발생합니다. 분무. 층의 주석 함량이 점차 감소하여 납의 비율이 증가합니다. IMC의 전체 두께가 전체 주석-납 층의 절반에 도달하면 주석 함량도 원래의 60%에서 40%로 떨어지게 되며 이때 주석 침지 특성의 저하가 자명해집니다. 그리고 기판에 구리를 무제한으로 공급하면 표면막의 주석 양이 점점 줄어들고 나중에 형성되는 IMC는 점점 더 악성 Cu3Sn이 됩니다.

그리고 환경이 60°C를 초과하면 새로 형성된 Cu6Sn5도 Cu3Sn으로 변환되기 시작한다는 점에 유의하시기 바랍니다. 이 나쁜 ε상이 문제가 되면 솔더 조인트 본체의 주석이 계속해서 계면으로 빠져나가 전체 본체 필름에서 납의 비율이 증가하고 후속 용접으로 인해 주석 수축이 발생합니다. (디웨팅). 이 복귀 불능점의 열화 정도는 원래의 주석-납 필름층의 두께에 따라 달라집니다. 필름이 얇을수록 공기 중의 산소의 도움을 받아 열화 속도가 빨라집니다. 따라서 이러한 추가적인 문제를 피하기 위해 일반 표준에서는 주석-납 필름 층이 최소 0.3mil 이상이어야 함을 요구합니다.

노화된 주석-납 필름의 열악한 IMC와 낮은 표면 에너지로 인해 주석 수축 효과가 발생하는 것 외에도 산화물, 유기 광택제 등 구리 도금층의 불순물이 발생합니다. 주석-납 도금에 포함된 물체와 유기물 또는 기타 불순물도 IMC 쪽으로 이동하여 집중되어 주석 수축 현상이 더욱 악화됩니다.

이전의 많은 테스트와 보고서를 통해 노화 가속화에는 세 가지 모드가 있음을 알 수 있습니다. 위의 두 가지 납땜성 저하 및 주석 수축 현상에 대한 테스트를 다음과 같이 비교할 수 있습니다.

◎ 고온의 포화수증기에 1~24시간 노출됨.

◎ 125~150℃의 건조 오븐에 4~16시간 동안 넣어주세요.

◎ 고온의 수증기와 산소 환경에 1시간 동안 둔 다음 24시간 동안만 수증기에 넣은 다음 155℃의 건조 오븐에 4시간 동안 두십시오. 40℃, 90~95RH 환경에 10일 동안 보관합니다. 이러한 지속적인 던지기

는 약 1년의 자연 노화에 해당합니다. 이러한 고온 고습 노화 조건에서는 주석-납 피막의 표면과 구리와의 계면에서 주석 원자의 산화, 부식 및 고갈이 발생하여 납땜성이 저하됩니다.

6. 주석-금 IMC

솔더와 금층 사이의 IMC 성장은 구리-주석 합금의 성장보다 훨씬 빠릅니다. 나타나는 순서로 구한 분자식은 다음과 같습니다. AuSn

, AuSn2, AuSn4 등 150°C에서 300시간 동안 숙성한 후 IMC는 실제로 50μm(또는 2mil)의 두께로 성장할 수 있습니다. 따라서 금도금 부품을 납땜한 후에는 빠른 IMC 생성으로 인해 납땜 접합부가 약해지고 부서지기 쉽습니다. 다행히 아직은 다량의 연납으로 둘러싸여 있어 내부 결함은 아직 드러나지 않았습니다.

그리고 금층이 매우 얇은 경우, 예를 들어 얇은 금층을 구리 표면에 도금한 후 납땜하면 솔더 조인트의 강도가 곧 저하되며 열화 정도는 개수 감소로 판단할 수 있습니다. 피로 강도 테스트 주기를 명확하게 알 수 있습니다.

누군가 의도적으로 열압착(사용 온도는 주석과 납의 녹는점보다 낮아야 함)을 사용하여 금선을 땜납에 밀어 넣은 적이 있어서 금이 주변으로 확산되기 시작했습니다. 땜납을 사용하면 그림과 같이 흰색으로 흩어져 있는 IMC가 점차 형성됩니다. 금선의 원래 직경은 45μm였습니다. 155°C에서 460시간 동안 숙성한 후 완전히 소모되었습니다. 그러나 니켈 표면에 금층을 도금하거나 고의로 땜납에 소량의 인듐을 첨가하면 이 금의 확산 속도가 최대 5배까지 크게 느려질 수 있습니다.

7. 주석-은 IMC

주석과 은은 또한 인터페이스 합금 ** Ag3Sn 화합물을 빠르게 형성하여 많은 은도금 부품이 빠르게

은 함량이 손실되어 땜납에 유입되어 은 땜납 접합부의 구조적 강도가 급격히 저하되는 원인이 되는데, 이를 구체적으로 "은 침출"이라고 합니다. 이러한 납땜 후 신뢰성 문제는 팔라듐과 은층을 도체로 사용하는 많은 "후막 기술(Thick Film Technology)"에서 발생했으며, SMT에도 선례가 있습니다. 주석-납*** 융합 금 비율의 솔더 조성이 63/37이고 약간 변경되어 은을 2% 첨가하여 62/36/2 비율이 되도록 하면 이러한 "은 침투"를 줄이거나 줄일 수 있습니다. ” 현상을 방지하면 약한 솔더 조인트의 문제도 완화될 수 있습니다. 최근 개발된 구리 패드 침지 은 처리(Immersion Silver)는 유기 은층이 4~6μm에 불과하여 매우 얇기 때문에 납땜하는 순간 은이 납땜 본체에 빠르게 녹아서 IMC 층이 형성됩니다. 최종 솔더 조인트는 여전히 구리와 주석의 Cu6Sn5이므로 은층의 기능은 구리 표면이 산화되는 것을 방지하는 역할만 하는 것으로 알려져 있습니다. 이는 실제로 유기 구리 보호제(OSP) Enetk와 매우 유사합니다. , 은 자체는 용접에 참여하지 않습니다.

8. 주석-니켈 IMC

기계적 강도를 위해 전자 부품의 핀에는 순수 구리 대신 황동이 기본 재료로 사용되는 경우가 많습니다. 그러나 황동에는 다량의 아연이 포함되어 있어 납땜성을 크게 방해하므로 납땜 작업을 완료하기 전에 니켈 도금을 장벽층으로 사용해야 합니다. 사실 이는 용접 순간의 재해를 제거하고 재해를 방지한다는 목적을 일시적으로 달성하기 위한 것일 뿐입니다. 가까운 미래에도 니켈과 주석 사이에 IMC가 나타날 것이기 때문에 여전히 솔더 접합 강도에 부정적인 영향을 미칠 것입니다.

Table 4. 다양한 IMC의 확산계수 및 활성화에너지 비교

시스템 금속간화합물 확산계수(m2/s) 활성화에너지(J/mol)

Cu-Sn Cu6Sn5, Cu3Sn 1×106 80,000

Ni-Sn Ni3Sn2, Ni3Sn4, Ni3Sn7 2×107 68,000

Au-Sn AuSn, AuSn2 AuSn 3×104 73,000

Fe-Sn FeSnFeSn2 2×109 62,000

Ag-Sn Ag3Sn 8×109 64,000

상온에서 주석과 니켈을 첨가하여 생성된 IMC의 성장 속도는 주석-구리 IMC에 매우 제한적입니다. 그러나 고온에서는 주석-구리 합금보다 훨씬 느리기 때문에 구리와 주석 또는 금 사이의 장벽층으로 사용할 수 있습니다. 또한 주변 온도가 다르면 IMC의 모양과 구성도 달라집니다. 니켈 표면에 가까운 이 부서지기 쉬운 IMC의 분자는 Ni3Sn4로 간주되는 반면, 주석 표면에 가까운 분자는 매우 달라서 일반식을 찾기 어렵고 일반적으로 NiSn3으로 표시됩니다. 일부 실험 데이터에 따르면 후자는 전자보다 약 3배 빠르게 성장합니다.

그리고 니켈은 공기 중에서 부동태화되기가 매우 쉽기 때문에 납땜성에 매우 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 납땜성을 향상시키기 위해 일반적으로 순수 주석 층을 니켈 표면에 도금합니다. 접촉 전도성을 위해 사용하는 경우 금이나 은으로 도금할 수도 있습니다.

9. 결론

납땜할 다양한 표면의 납땜성 저하와 납땜 접합부의 강도 약화는 모두 자연스러운 현상입니다. 유정계의 태어남, 늙음, 질병과 죽음, 무정한 세계의 쇠퇴와 쇠퇴와 마찬가지로, 이 모든 것은 조만간 일어나고 피할 수 없는 것입니다. 발생원인과 발생경과를 파악한 후, 이를 개선하여 서비스 수명을 연장할 수 있는 방법을 찾을 수 있다면 그것이 최선의 전략이 될 것입니다.