Efecto de soldadura sin plomo en condensadores de tantalio
Escrito por: T. Zednicek | P. Vasina | Z. Sita | B. Vrana
Abstracto:
Se está desarrollando legislación en todo el mundo para reducir el contenido de plomo en muchos productos electrónicos de consumo. Esto se está tomando como una acción para reducir el impacto ambiental cuando se desechan dichos productos.
A pesar de que las soldaduras que contienen plomo en conjuntos electrónicos representan sólo el 0.49% del consumo mundial de plomo, la tendencia en la legislación probablemente será exigir no sólo una reducción del contenido de plomo, sino también su eliminación completa en dichos productos.
Hay tres fuentes principales de plomo en los conjuntos de circuitos electrónicos; las pistas soldables en la tarjeta de circuito, el acabado soldable de los propios componentes y la aleación de soldadura utilizada para conectar los dos (ya sea soldadura en pasta para reflujo o soldadura líquida para onda).
Un componente típico tiene un contenido de plomo insignificante en el acabado de su terminación en comparación con la cantidad de aleación de soldadura utilizada en el proceso de PCB (placa de circuito impreso). Sin embargo, cambiar a una aleación de soldadura sin plomo para el proceso de soldadura requerirá que el componente tenga un acabado de terminación compatible para lograr las características de soldadura/humectación correctas con el sistema de soldadura sin plomo o con contenido reducido de plomo que se esté utilizando. Dependiendo del tipo de componente, esto en sí mismo puede ser un cambio sencillo o complejo. Pero, independientemente de los requisitos tecnológicos para proporcionar una pieza con las características de terminación correctas, la principal preocupación será la compatibilidad del componente con los perfiles de temperatura más altos asociados con muchos sistemas de soldadura sin plomo o con contenido reducido de plomo. En muchos casos, esto requerirá una modificación de la tecnología actual relacionada con el diseño interno o el desarrollo de nuevos materiales para "sobrevivir" a las condiciones más agresivas de soldadura por reflujo o por ola como resultado de las temperaturas de liquidus más altas de la mayoría de los sistemas de soldadura sin plomo.
Se han escrito muchos artículos que analizan sistemas de soldadura alternativos sin plomo y el consenso emergente es que, en términos de características de las uniones de soldadura, el Sn (Cu, Ag, Bi, etc.) y otras soldaduras son al menos comparables a las tradicionales que contienen plomo. aleaciones. De estos, Sn/Cu es el que más se utiliza hasta la fecha. ¿Se está convirtiendo esta opción en el estándar de facto? Algunas de las razones principales para no buscar otras alternativas son el costo, la compatibilidad limitada con los sistemas actuales que contienen plomo y problemas de propiedades metálicas (formación de aleaciones intermetálicas). Más importantes, desde la perspectiva de los componentes, son las temperaturas máximas más altas requeridas para soldar. En un mundo ideal, todos los fabricantes de PCB cambiarían su proceso de conexión al mismo sistema sin plomo y todos los componentes recibirían terminaciones compatibles y la capacidad de sobrevivir al reflujo de mayor tensión térmica. ¿Pero quién dará el primer paso…? Esta pregunta ha sido respondida recientemente: algunas empresas japonesas han anunciado su plan de producto “verde” de reducción de plomo mediante la sustitución del estaño-plomo por una soldadura sin plomo 96Sn-2.5Ag-1Bi-0.5Cu como medio de soldadura. Muchas grandes empresas de todo el mundo ya se han adaptado al ensamblaje sin plomo basado en soldadura en pasta semieutéctica SnAgCu. Estas aleaciones requerirán un aumento de la temperatura máxima de reflujo a 240 – 260 °C. Se exigirá a los proveedores de componentes que cumplan esta especificación en marzo de 2001 para que las primeras empresas, principalmente japonesas, introduzcan en el mercado productos completos sin plomo.
Este documento se centra en estas cuestiones en relación con la tecnología de un componente (condensadores de tantalio de montaje superficial con MnO2 y electrodos de polímero conductor) y describe un programa que verificará si estos dispositivos están preparados para cumplir con esta especificación.
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Se está desarrollando legislación en todo el mundo para reducir el contenido de plomo en muchos productos electrónicos de consumo. Esto se está tomando como una acción para reducir el impacto ambiental cuando se desechan dichos productos.
A pesar de que las soldaduras que contienen plomo en conjuntos electrónicos representan sólo el 0.49% del consumo mundial de plomo, la tendencia en la legislación probablemente será exigir no sólo una reducción del contenido de plomo, sino también su eliminación completa en dichos productos.
Hay tres fuentes principales de plomo en los conjuntos de circuitos electrónicos; las pistas soldables en la tarjeta de circuito, el acabado soldable de los propios componentes y la aleación de soldadura utilizada para conectar los dos (ya sea soldadura en pasta para reflujo o soldadura líquida para onda).
Un componente típico tiene un contenido de plomo insignificante en el acabado de su terminación en comparación con la cantidad de aleación de soldadura utilizada en el proceso de PCB (placa de circuito impreso). Sin embargo, cambiar a una aleación de soldadura sin plomo para el proceso de soldadura requerirá que el componente tenga un acabado de terminación compatible para lograr las características de soldadura/humectación correctas con el sistema de soldadura sin plomo o con contenido reducido de plomo que se esté utilizando. Dependiendo del tipo de componente, esto en sí mismo puede ser un cambio sencillo o complejo. Pero, independientemente de los requisitos tecnológicos para proporcionar una pieza con las características de terminación correctas, la principal preocupación será la compatibilidad del componente con los perfiles de temperatura más altos asociados con muchos sistemas de soldadura sin plomo o con contenido reducido de plomo. En muchos casos, esto requerirá una modificación de la tecnología actual relacionada con el diseño interno o el desarrollo de nuevos materiales para "sobrevivir" a las condiciones más agresivas de soldadura por reflujo o por ola como resultado de las temperaturas de liquidus más altas de la mayoría de los sistemas de soldadura sin plomo.
Se han escrito muchos artículos que analizan sistemas de soldadura alternativos sin plomo y el consenso emergente es que, en términos de características de las uniones de soldadura, el Sn (Cu, Ag, Bi, etc.) y otras soldaduras son al menos comparables a las tradicionales que contienen plomo. aleaciones. De estos, Sn/Cu es el que más se utiliza hasta la fecha. ¿Se está convirtiendo esta opción en el estándar de facto? Algunas de las razones principales para no buscar otras alternativas son el costo, la compatibilidad limitada con los sistemas actuales que contienen plomo y problemas de propiedades metálicas (formación de aleaciones intermetálicas). Más importantes, desde la perspectiva de los componentes, son las temperaturas máximas más altas requeridas para soldar. En un mundo ideal, todos los fabricantes de PCB cambiarían su proceso de conexión al mismo sistema sin plomo y todos los componentes recibirían terminaciones compatibles y la capacidad de sobrevivir al reflujo de mayor tensión térmica. ¿Pero quién dará el primer paso…? Esta pregunta ha sido respondida recientemente: algunas empresas japonesas han anunciado su plan de producto “verde” de reducción de plomo mediante la sustitución del estaño-plomo por una soldadura sin plomo 96Sn-2.5Ag-1Bi-0.5Cu como medio de soldadura. Muchas grandes empresas de todo el mundo ya se han adaptado al ensamblaje sin plomo basado en soldadura en pasta semieutéctica SnAgCu. Estas aleaciones requerirán un aumento de la temperatura máxima de reflujo a 240 – 260 °C. Se exigirá a los proveedores de componentes que cumplan esta especificación en marzo de 2001 para que las primeras empresas, principalmente japonesas, introduzcan en el mercado productos completos sin plomo.
Este documento se centra en estas cuestiones en relación con la tecnología de un componente (condensadores de tantalio de montaje superficial con MnO2 y electrodos de polímero conductor) y describe un programa que verificará si estos dispositivos están preparados para cumplir con esta especificación.
