COMPONENTI LEAD FREE (SAC) VS PROCESSO STAGNO PIOMBO (Sn/Pb)

Buongiorno a tutti,

dopo qualche anno dall’avvento del Lead Free ancora molti Clienti chiedono e/o hanno dei dubbi su cosa succede se abbiamo un componente Lead Free e lo gestiamo in processo Stagno-Piombo. Noi, a suo tempo (2008) abbiamo eseguito questo test e, pensando di fare cosa gradita, desideriamo condividere i risultati di tale esperienza con tutti voi. Ci scusiamo in anticipo se il trattato può risultare…. “un po’ tecnico”. Vi sarete sicuramente chiesti, soprattutto all’inizio del percorso Lead Free (2006),cosa potesse accadere a un componente Pb-free se venisse saldato con un processo Stagno-Piombo . Noi abbiamo provato con un scheda dove erano presenti anche due Ball Grid Array (BGA) in lead free, ed abbiamo trattato la cosa con un processo Stagno-Piombo !… …….. questa è la nostra curiosa esperienza ! Allora ….vi siete mai chiesti cosa accade a un Pb-free Ball Grid Array (BGA), se viene trattato e saldato con un processo Stagno-Piombo? Succede che, grazie alla solubilità dello stagno (Sn) e la sua capacità di dissolvere materiali che fondono a temperature più elevate, si ottengono risultati sorprendenti! Il test è stato eseguito con pasta saldante Marca KOKI Sn63-Pb37 (volutamente non viene espresso il modello ) con una temperatura sul circuito stampato, in fase di rifusione ,di circa 215° C . Lo scopo di questa analisi è stato dimostrare che il montaggio del BGA (Lead free) può essere eseguito a temperature inferiori rispetto lo standard di rifusione delle leghe Pb-free (circa 240 – 245 ° C), ottenendo “discreti” risultati. Ma perchè allora non saldiamo sempre a temperature più basse ? Una fondamentale …. “particolarità” : E’ fondamentale mettere in evidenza una caratteristica del materiale e cioè l’incredibile solubilità dello stagno (Sn) e la sua capacità di dissolvere materiali che hanno un punto di fusione superiore. Grazie a ciò, è possibile utilizzare leghe che di base hanno lo stagno per ottenere comunque un intermetallico buono. Questo vale anche per i materiali più “duri “, come il Nichel e l’ Alluminio. Quindi, grazie a questa particolare caratteristica dello Stagno e, ad una sapiente “gestione del profilo di saldatura “, è possibile ottenere un risultato che possiamo definire “accettabile” . Con questo test non si vuole certo dimostrare che la saldatura in Lead free sul BGA può essere fatta a 210-220 ° C . Abbiamo “estremizzato” il processo in cui ci sono tutta un serie di situazioni “limite” che dipendono troppo in maniera preponderante dall’esperienza e dalla soggettività dei singoli ! In realtà sarebbe molto più facile utilizzare un profilo standard di rifusione Pb-free con una crema saldante Sn-Pb per garantire un buon intermetallico, ci sarebbero comunque altre problematiche che non vengono però trattate in questa sede. L’obiettivo di questa prova era solo di dimostrare che NON serve (grazie soprattutto anche ad alcune peculiarità intrinseche dello Stagno) andare fino a 245 °C per ottenere risultati apprezzabili . In buona sostanza “la chiave di tutto“ è nel profilo di saldatura !!! Infatti un profilo di rifusione per lega Sn/Pb , può essere usato per ottenere saldature accettabili, utilizzando un metodo misto (In questo caso componente BGA Lead Free ,processo scheda Sn/Pb) con opportuni accorgimenti nel profilo di saldatura. Attenzione effettuando la prova opposta ; Componente Sn/Pb su Processo Lead free,si va ad operare nella zona limite di temperatura del componente , pregiudicando seriamente la sua affidabilità/funzionalità nel tempo. Ci auguriamo che quanto sopra possa essere stato interessante e di aiuto !

Condividi questo contenuto