Низкотемпературная пайка

Низкотемпературная пайка

(перевод интервью корреспондента «I-Connect» г-жи Patty Goldman c г-жой Morgana Ribas, инженер-металлургом компании «Alpha Assembly Solutions»)

07 августа 2018 года

PattyGoldman: Моргана! Перед тем, как перейти к деталям низкотемпературной пайки, расскажите немного, пожалуйста, о себе и вашей предшествовавшей работе в Альфа.

MorganaRibas: Проживала в Индии и руководила технологической группой металлов в Альфа. Проработала как инженер-металлург более 20 лет и провела последние годы как исследователь в университете Тохоку в Японии. Всегда концентрировалась на сплавах, разработке материалов и анализе.

Goldman: Теперь о хорошем материале: новом, низкотемпературном припое Альфа — HRL1.

О какой низкой температуре можем говорить?

Ribas: Как Вы, вероятно, знаете Альфа, действительно, работала несколько лет над низкотемпературной пайкой, используя сплавы олово-висмута. До этого, мы предложили другие продукты, но подумали, что наш последний продукт может революционизировать использование низкотемпературной пайки.

Профиль оплавления этого продукта ниже, чем у SAC305. Есть несколько причин для использования низкотемпературных припоев, но главная — снижение стоимости. Снижение стоимости может быть от более низкой цены материала или от использования недорогих веществ и упаковок.

Goldman: Это благодаря тому, что многие паяльщики заинтересованы в специальных веществах, потому что они очень горячие. Это — правильно?

Ribas: Да, температура оплавления — высочайшая. Стоимость значительно снизится, если мы уменьшим температурный пик оплавления ниже 200°С. Есть также очень строгое техническое требование в том, что, если поддерживать температуру ниже 200°С, то уменьшается динамической скручивание флип-чипа на шариковой решётке. Уменьшая динамическое скручивание, тем самым, мы увеличиваем выход годных. Затем, реально, пик температуры оплавления должен быть ниже 200°С.

Goldman: В чём заключается такая необходимость низкотемпературного процесса?

Ribas: Низкотемпературные припойные пасты особенно хороши для потребительской продукции такой, как бытовая техника. Мы сейчас продаём эвтектическую припойную пасту олово-висмута, но эта эвтектика может быть использована только в определённых применениях, не требующих высокой механической прочности или высоких характеристик при падении. Если есть требование высокой прочности такой, как для портативной электроники, то материал должен иметь высокую механическую прочность. Все портативные устройства: как спутниковые телефоны, блокноты и компьютеры, очень чувствительны, поскольку, одно падение, и Вы можете потерять полностью функциональность устройства. Есть большой риск в использовании материалов, не отвечающих полностью этим требованиям. Следовательно, нужны новые низкотемпературные материалы пайки.

Goldman: Уверена, что это требование бродит среди некоторых потребительских продуктов и распространяется на автомобили, военную технику и на что-то ещё.

Ribas: Дорожная карта ассоциации iNEMI предсказывает, что использование низкотемпературных припойных паст вырастет от текущего 1% до 20% к 2027 году. Это, вероятно, крупнейший рост, который мы собираемся увидеть для единственного типа паяльного сплава.

Goldman: Если он недорогой и лучше противостоит удару, то каждый захочет его, нужен он или нет, потому что, они будут хотеть наилучших из возможных свойств. Я могу представить, как это должно расти.

Ribas: Есть одно дополнительное требование — окружающая среда. В Парижском соглашении несколько правительств подтвердили снижение выбросов, стараясь подтолкнуть корпорации в каждой стране наполнить их социальную ответственность снижением экологических выбросов. Есть несколько путей к этому: поиск путей к обсуждению негативного влияния на окружающую среду и снижение потребления энергии, прямо снижающей экологические выбросы.

С помощью снижения температуры оплавления мы собираемся значительно снизить выделение CO₂ и более эффективно использовать материалы, вот почему мы пытаемся использовать низкотемпературныематериалы пайки, которые могут быть более эффективны и могут значительно уменьшить стоимость производителей оборудования.

Goldman: Что за материалы в этом новом припое?

Ribas: Наш сплав имеет соответствующий состав, но базируется на олове-висмуте, без наличия свинца, с добавками 2−8%, примерно. Нам кажется, что эти добавки дают точно правильную комбинацию в поведении при плавлении, в механических свойствах, ударной стойкости и термоциклировании.

Goldman: Что, если имеются, являются недостатками?

Ribas: Отрицательная сторона в том, что промышленность продолжает выбрасывать и новые разработки микропроцессоров появляются каждый год, а эти требования имеют тенденцию к росту. Для потребителей важно ассоциировать себя с поставщиками материала пайки, как Альфа, имеющая продолжительную традицию исследовательских инноваций, продолжающая исследовать новые материалы, чтобы быть готовой к следующему поколению низкотемпературных материалов пайки.

Goldman: Хорошо, но я не увидела недостатка. (смеётся)

Ribas: Отрицательная сторона для меня, как составителя, в том, что я должна продолжать работать над этим! А другой недостаток в том, что олово-висмут — хрупкий материал. Он должен использоваться с осторожностью, потому что хрупкость даёт дает ему силу, а сила — желательное свойство, но оно должно иметь определенный минимальный уровень пластичности. Это очень важно. Уже известно, что уменьшение содержание висмута в бессвинцовом составе, увеличивает растяжимость материала; однако, мы сообщаем, что снижения содержания только висмута — недостаточно. Понижая висмут, нельзя достигнуть всех желаемых свойств. Мы должны быть очень тщательными.

Goldman: Вы должны сделать это правильно.

Ribas: Да. Одна важная вещь в том, что для шариковой решётки флип-чипа мы используем шарики сплава SAC, которые должны оплавляться на более низком пике температуры. Сплав SAC начинает плавиться при 217°С, температуре отверждения, но профиль оплавления может быть на 195°С. Как это возможно? Это — главный вопрос. Сплав припоя Альфы HRL1 имеет очень высокую степень жидкой фазы даже до достижения температуры ожижения и далее он усиливает внутреннюю диффузию со сплавом SAC при оплавлении, максимально формируя эту область смешения сплава SAC и низкотемпературного припоя, создавая желаемую прочность.

Когда у вас есть что-то, что может снизить ваши затраты, сохранить уровень надежности и позволить компании продвигать «зеленые» инициативы в электронной промышленности, сводя к минимуму их воздействие на окружающую среду, то это — беспроигрышная ситуация.

Goldman: Это определённо звучит, как правильный путь для похода. Спасибо большое за уделённое время.

Ribas: Спасибо Вам.

******************************

Компания «БалтМедиа Партнёр» на российской территории поставляет пасты низкотемпературной пайки японской компании «Senju», снижая энергозатраты сборочно-монтажных производств и экологически вредные выбросы.

По возможному сотрудничеству организации и обеспечения электронных сборочно-монтажных производств следует использовать следующий контакт:

Электронная почта: office@bmptek.ru

Тел. +7 (921) 895−14−22

Управляющий проекта — Алексей Леонов