Étant donné que les directives européennes telles que EU2002/95/EC et EU2002/96/EC interdisent le plomb et d'autres métaux lourds, les systèmes de revêtement soudables utilisés sur les cartes de circuits imprimés doivent désormais être sans plomb. Cependant, l'étain par immersion comporte le risque que, du fait des processus de diffusion, l'étain utilisable restant dans le placage puisse être insuffisant pour garantir le succès des processus de brasage et la qualité des joints de brasage. Par conséquent, l'épaisseur de l'étain pur dans le revêtement doit être vérifiée avant le soudage.
La diffusion du cuivre dans l'étain commence immédiatement après le dépôt du revêtement d'étain. En fonction de la température et du temps, des composés intermétalliques qui consomment l'étain peuvent se former dans le placage jusqu'à ce qu'il ne reste pas suffisamment d'étain pur pour produire de bons joints de soudure. La perte d'étain pur est encore exacerbée par la chaleur du processus de brasage lui-même. Pour des joints de soudure appropriés, une épaisseur minimale de 0,3 µm d'étain pur est requise avant la dernière procédure de soudure, ce qui signifie une couche initiale d'étain fraîchement déposé d'au moins 1-1,4 µm.
Pour garantir la soudabilité, l'épaisseur de l'étain pur restant dans le placage doit être mesurée avec précision. La méthode coulométrique (DIN EN ISO 2177) est le meilleur choix pour ce faire.
Pour démontrer le problème de diffusion avec les résultats de mesure, les PCB avec des couches de ca. De l'étain à immersion de 0,5 et 1 μm au-dessus de diverses épaisseurs de revêtement de cuivre ont été trempés et, après chaque procédure de chauffage, mesurés avec un FISCHER COULOSCOPE® CMS. L'épaisseur du revêtement de cuivre n'exerce aucune influence sur l'épaisseur de l'étain restant.
| Sn initial épaisseur de revêtement | Durée de la procédure de trempe [h] | | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 2 | 4 | 6 | ||
| ca. 0.5 µm | Valeur moyenne | 0.52 | 0.12 | 0.04 | (*) |
| Ecart type | 0.004 | 0.004 | 0.003 | (*) | |
| ca. 1 µm | Valeur moyenne | 1.01 | 0.60 | 0.50 | 0.43 |
| Ecart type | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
La méthode coulométrique met en évidence la baisse d'épaisseur du revêtement d'étain pur. La série de mesures avec les échantillons de 0,5 µm montre clairement que, même après seulement deux heures de trempe, il reste trop peu d'étain pour garantir une bonne soudabilité.
Pour vérifier la soudabilité des systèmes de revêtement sur les PCB, l'épaisseur de l'étain pur restant peut être mesurée sans être influencée par l'alliage SnCu à l'aide du FISCHER COULOSCOPE® CMS. Pour plus d'informations, veuillez contacter votre représentant FISCHER local.