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Controlar la calidad de la soldadura midiendo el estaño puro restante en recubrimientos en PCB

Dado que las directivas de la UE como EU2002 / 95 / EC y EU2002 / 96 / EC prohíben el plomo y otros metales pesados, los sistemas de recubrimiento soldables utilizados en placas de circuitos impresos que se utilizan actualmente deben estar libres de plomo. Sin embargo, el estaño de inmersión conlleva el riesgo de que debido a los procesos de difusión, el estaño utilizable que queda en el recubrimiento puede ser insuficiente para garantizar el éxito de los procesos de soldadura y la calidad de las uniones de soldadura. Por lo tanto, el espesor del estaño puro en el recubrimiento debe verificarse antes de soldar.

La difusión de cobre en el estaño comienza inmediatamente después de la deposición del recubrimiento de estaño. Dependiendo de la temperatura y el tiempo se pueden formar compuestos intermetálicos que consumen el estaño en el recubrimiento hasta que quede suficiente estaño puro para producir buenas juntas de soldadura. La pérdida de estaño puro se ve agravada por el calor del proceso de soldadura en sí. Para uniones de soldadura adecuadas se requiere un espesor mínimo de estaño puro de 0.3 µm antes del último procedimiento de soldadura, lo que significa una capa inicial de estaño recién depositado de al menos 1-1.4 µm.

Para garantizar la calidad de la soldadura, el espesor del estaño puro restante en el recubrimiento debe medirse con precisión. El método coulométrico (DIN EN ISO 2177) es la mejor opción para esta tarea.

Para demostrar el problema de la difusión se midieron varias muestras de PCB con capas de estaño de 0,5 y 1 μm aprox. sobre varios espesores de recubrimiento de cobre. Después de cada procedimiento de calentamiento se midieron con un FISCHER COULOSCOPE® CMS. El espesor del recubrimiento de cobre no ejerció influencia sobre el espesor del estaño restante.

Valores medios en µm de 9 (0 h templado) y 3 (2, 4, 6 h templado) series de medición; (*) no se puede medir porque la capa restante de estaño puro es demasiado delgada.
Espesor inicial del recubrimiento Sn
  Duración del
temple
procedimiento [h]
     
    0 2 4 6
Sn 0.5 µm Valor medio 0.52 0.12 0.04 (*)
  Desviación estándar
0.004 0.004 0.003 (*)
Sn. 1 µm Valor medio 1.01 0.60 0.50 0.43
  Desviación estándar
0.01 0.01 0.01 0.01

El método coulumétrico hace evidente la caída del espesor del recubrimiento de estaño puro. La serie de mediciones con lel PCB de 0.5 µm muestra claramente que, incluso después de solo dos horas de templado, queda muy poco estaño para garantizar una adecuada capacidad de soldadura. </ p>

Para verificar la capacidad de soldadura de los sistemas de recubrimiento en PCB el espesor del estaño puro restante se puede medir sin ser influenciado por la aleación SnCu utilizando el FISCHER   COULOSCOPE® CMS. Para obtener más información, póngase en contacto con su representante local de FISCHER.

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