Effet de soudure sans plomb sur les condensateurs au tantale
Écrit par : T. Zednicek | P. Vasina | Z. Sita | B.Vrana Résumé:
Des lois sont en cours d'élaboration dans le monde entier pour réduire la teneur en plomb de nombreux produits électroniques grand public. Il s'agit d'une mesure visant à réduire l'impact environnemental lorsque ces produits sont jetés.Bien que les soudures contenant du plomb dans les assemblages électroniques ne représentent que 0.49 % de la consommation mondiale de plomb, la tendance législative sera probablement d'exiger non seulement une teneur réduite en plomb, mais également son élimination complète dans ces produits.
Il existe trois sources principales de plomb dans les assemblages de circuits électroniques : les traces soudables sur la carte de circuit imprimé, la finition soudable sur les composants eux-mêmes et l'alliage de soudure utilisé pour relier les deux (soit de la pâte à souder pour la refusion, soit de la soudure liquide pour la vague).
Un composant typique a une teneur en plomb négligeable dans sa finition de terminaison par rapport à la quantité d'alliage de soudure utilisée dans le processus de carte de circuit imprimé (carte de circuit imprimé). Néanmoins, le passage à un alliage de soudure sans plomb pour le processus de brasage nécessitera que le composant ait une finition de terminaison compatible pour obtenir les caractéristiques de brasage/mouillage correctes avec le système de brasage à teneur réduite en plomb ou sans plomb utilisé. Selon le type de composant, cela peut en soi être un changement simple ou complexe. Mais, quelles que soient les exigences technologiques pour fournir une pièce avec les caractéristiques de terminaison correctes, la préoccupation majeure sera la compatibilité du composant avec les profils de température plus élevés associés à de nombreux systèmes de brasage à teneur réduite en plomb ou sans plomb. Dans de nombreux cas, cela nécessitera une modification de la technologie actuelle relative à la conception interne ou au développement de nouveaux matériaux afin de « survivre » aux conditions plus agressives de refusion ou de brasage à la vague en raison des températures de liquidus plus élevées de la plupart des systèmes de brasage sans plomb.
De nombreux articles ont été rédigés pour discuter d'autres systèmes de soudure sans plomb, et le consensus émergent est que, en termes de caractéristiques des joints de soudure, le Sn (Cu, Ag, Bi, etc.) et d'autres soudures sont au moins comparables aux soudures traditionnelles contenant du plomb. alliages. Parmi ceux-ci, Sn/Cu a été le plus utilisé à ce jour. Cette option est-elle en train de devenir la norme de facto ? Certaines des principales raisons pour lesquelles les autres solutions ne sont pas retenues sont le coût, la compatibilité limitée avec les systèmes actuels contenant du plomb et les problèmes de propriétés métalliques (formation d'alliages intermétalliques). Plus important encore, du point de vue des composants, sont les températures de pointe plus élevées requises pour le brasage. Dans un monde idéal, tous les fabricants de circuits imprimés modifieraient leur procédé au plomb pour adopter le même système sans plomb et tous les composants seraient fournis avec des terminaisons compatibles et la capacité de survivre à la refusion sous contrainte thermique plus élevée. Mais qui fera le premier pas… ? Cette question a reçu une réponse récemment : certaines entreprises japonaises ont annoncé leur plan de produits « verts » à réduction de plomb en remplaçant l'étain-plomb par une soudure sans plomb 96Sn-2.5Ag-1Bi-0.5Cu comme support de soudure. De nombreuses grandes entreprises à travers le monde se sont déjà converties à l’assemblage sans plomb à base de pâte à braser semi-eutectique SnAgCu. Ces alliages nécessiteront une augmentation de la température de refusion maximale à 240 – 260°C. Les fournisseurs de composants devront respecter cette spécification d'ici mars 2001 pour que les premières entreprises, principalement japonaises, introduisent sur le marché des produits entièrement sans plomb.
Cet article se concentre sur ces questions en relation avec une technologie à un composant – des condensateurs au tantale montés en surface avec du MnO2 et des électrodes conductrices en polymère – et décrit un programme qui vérifiera si ces dispositifs sont prêts à répondre à cette spécification.
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Des lois sont en cours d'élaboration dans le monde entier pour réduire la teneur en plomb de nombreux produits électroniques grand public. Il s'agit d'une mesure visant à réduire l'impact environnemental lorsque ces produits sont jetés.
Bien que les soudures contenant du plomb dans les assemblages électroniques ne représentent que 0.49 % de la consommation mondiale de plomb, la tendance législative sera probablement d'exiger non seulement une teneur réduite en plomb, mais également son élimination complète dans ces produits.
Il existe trois sources principales de plomb dans les assemblages de circuits électroniques : les traces soudables sur la carte de circuit imprimé, la finition soudable sur les composants eux-mêmes et l'alliage de soudure utilisé pour relier les deux (soit de la pâte à souder pour la refusion, soit de la soudure liquide pour la vague).
Un composant typique a une teneur en plomb négligeable dans sa finition de terminaison par rapport à la quantité d'alliage de soudure utilisée dans le processus de carte de circuit imprimé (carte de circuit imprimé). Néanmoins, le passage à un alliage de soudure sans plomb pour le processus de brasage nécessitera que le composant ait une finition de terminaison compatible pour obtenir les caractéristiques de brasage/mouillage correctes avec le système de brasage à teneur réduite en plomb ou sans plomb utilisé. Selon le type de composant, cela peut en soi être un changement simple ou complexe. Mais, quelles que soient les exigences technologiques pour fournir une pièce avec les caractéristiques de terminaison correctes, la préoccupation majeure sera la compatibilité du composant avec les profils de température plus élevés associés à de nombreux systèmes de brasage à teneur réduite en plomb ou sans plomb. Dans de nombreux cas, cela nécessitera une modification de la technologie actuelle relative à la conception interne ou au développement de nouveaux matériaux afin de « survivre » aux conditions plus agressives de refusion ou de brasage à la vague en raison des températures de liquidus plus élevées de la plupart des systèmes de brasage sans plomb.
De nombreux articles ont été rédigés pour discuter d'autres systèmes de soudure sans plomb, et le consensus émergent est que, en termes de caractéristiques des joints de soudure, le Sn (Cu, Ag, Bi, etc.) et d'autres soudures sont au moins comparables aux soudures traditionnelles contenant du plomb. alliages. Parmi ceux-ci, Sn/Cu a été le plus utilisé à ce jour. Cette option est-elle en train de devenir la norme de facto ? Certaines des principales raisons pour lesquelles les autres solutions ne sont pas retenues sont le coût, la compatibilité limitée avec les systèmes actuels contenant du plomb et les problèmes de propriétés métalliques (formation d'alliages intermétalliques). Plus important encore, du point de vue des composants, sont les températures de pointe plus élevées requises pour le brasage. Dans un monde idéal, tous les fabricants de circuits imprimés modifieraient leur procédé au plomb pour adopter le même système sans plomb et tous les composants seraient fournis avec des terminaisons compatibles et la capacité de survivre à la refusion sous contrainte thermique plus élevée. Mais qui fera le premier pas… ? Cette question a reçu une réponse récemment : certaines entreprises japonaises ont annoncé leur plan de produits « verts » à réduction de plomb en remplaçant l'étain-plomb par une soudure sans plomb 96Sn-2.5Ag-1Bi-0.5Cu comme support de soudure. De nombreuses grandes entreprises à travers le monde se sont déjà converties à l’assemblage sans plomb à base de pâte à braser semi-eutectique SnAgCu. Ces alliages nécessiteront une augmentation de la température de refusion maximale à 240 – 260°C. Les fournisseurs de composants devront respecter cette spécification d'ici mars 2001 pour que les premières entreprises, principalement japonaises, introduisent sur le marché des produits entièrement sans plomb.
Cet article se concentre sur ces questions en relation avec une technologie à un composant – des condensateurs au tantale montés en surface avec du MnO2 et des électrodes conductrices en polymère – et décrit un programme qui vérifiera si ces dispositifs sont prêts à répondre à cette spécification.
