Bevezetés
Működés közben a vasúti tranzitjárművek fedélzeti vezérlő alaplapja folyamatos alacsony{0}}frekvenciás rezgéseknek és hirtelen erős{1}}gyorsulásnak van kitéve. Ilyen magas-rezgési körülmények között a PCBA-gyártás legkritikusabb veszélye a forrasztott kötések rideg törése. Ez a fajta törés jellemzően az ólommentes forrasztási kötések és a nyomtatott áramköri lapok közötti intermetallikus vegyület (IMC) interfészén következik be. Jellemzője a hirtelen, figyelmeztetés nélküli fellépés, és könnyen vezethet jelzéskimaradásokhoz vagy vezérlési hibákhoz a vonatokon. A vasúti tranzit alaplapok rezgéskifáradási élettartamának javítása érdekében az alapvető megoldás a forrasztóötvözet összetételének mikro-kohászati szempontból történő optimalizálása.
A rideg törés mechanizmusa vibrációs stressz alatt: stresszkoncentráció az IMC rétegben
alatt areflow forrasztásA PCBA-gyártás szakaszában a hagyományos ólommentes -forraszanyagban lévő ón reakcióba lép a PCB felületén lévő rézzel, elkerülhetetlenül intermetallikus vegyületek (IMC) réteget képezve. Bár ez az eutektikus szerkezet kötésként szolgál egy erős mechanikai kapcsolathoz, eredendően rideg anyag. A vasúti tranzitberendezések élettartama során komplex váltakozó mechanikai igénybevételek folyamatosan hatnak az alkatrészekre és az aljzatra. A NYÁK hordozó (FR-4) és a kerámia alkatrészek vagy szilícium chipek közötti hőtágulási együttható (CTE) és rugalmassági modulusok jelentős különbségei miatt a vibráció által keltett mechanikai alakváltozási feszültségek erősen koncentrálódnak az IMC interfészen, amely mindössze néhány mikrométer vastag. Amikor a felhalmozott nyírófeszültség meghaladja a kötési szilárdságot a szemcsehatárokon, a repedések gyorsan kialakulnak és oldalirányban továbbterjednek az IMC-n belül vagy a rézpárnával való határfelületén, ami a forrasztási kötés azonnali rideg leválását okozza.
Nyomnyi bizmut és antimon hozzáadása: az ónmátrix megerősítése és a szemcseszerkezet finomítása
A nagy{0}intenzitású mechanikai rezgések ellensúlyozása érdekében a forraszötvözet mikroszerkezetének javítása és a repedések terjedésének lassítása az elsődleges cél az ötvözet összetételének optimalizálása során. A nagy-teljesítményű, vasúti szállításhoz használt alaplapok felületre szerelt-gyártásában új, nagy-megbízhatóságú ötvözetek-, amelyek hagyományos ón-ezüst-réz (SAC) alapúak, de nyomokban bizmuttal (Bi) és Stibiummal (Sb) adalékolva, {{8} széles körben használatos}. A bizmut bedolgozása lehetővé teszi a szilárd oldat erősítését, jelentősen növelve magának a forrasztómátrixnak a folyáshatárát. Mindeközben az antimon hozzáadása lelassítja a szemcsék durvulási sebességét magas hőmérsékleti és igénybevételi körülmények között, fenntartva a finom szemcsés mikrostruktúrát. A finomabb szemcsék a szemcsehatárok számának jelentős növekedését eredményezik. Amikor a vibrációs lökéshullámok beterjednek a forrasztási kötésbe, ez a számos szemcsehatár hatékonyan eloszlatja és elnyeli az energiát, arra kényszerítve a mikrorepedéseket, hogy folyamatosan változtassák terjedési irányukat, és meghosszabbítsák a behatolás útját, ezáltal több mint másfélszeresére meghosszabbítják a forrasztási kötés dinamikus kifáradási élettartamát.
Nyomnyi nikkel és kobalt szinergikus hatása: Az IMC morfológiájának és vastagságának módosítása
A kristályos mátrix szilárdságának szabályozása során alapvető fontosságú az IMC-réteg mikroszerkezetének közvetlen "vékonyítása" és módosítása{0}}a rideg törés helyén. Nyomnyi mennyiségű nikkel (Ni) és kobalt (Co)-körülbelül 0,05%- forrasztópaszta ötvözetbe való bejuttatásával jelentősen megváltoztatható a határfelületi intermetallikus vegyületek növekedési kinetikája a visszafolyatás során. A nikkel kiszoríthatja a réz egy részét, és az eredetileg durva, legyező alakú és egyenetlenül vastag eutektikus réteget simább, sűrűbb és egyenletesen vastag összetett kristályszerkezetté alakítja. A kobalt ezzel szemben hatékonyan gátolja a rossz minőségű rideg réteg ellenőrizetlen növekedését, amelyet a PCBA későbbi hosszú távú működése során a hőmérséklet-emelkedés által kiváltott másodlagos diffúzió okoz. Az IMC réteg teljes vastagságának optimális tartományon belüli szigorú szabályozása jelentősen csökkentheti a feszültségkoncentrációt a határfelületen, és kiküszöbölheti a rideg törést elősegítő körülményeket.
Felületkezelési technológiával kombinálva: olyan kohászati felület létrehozása, amely egyensúlyban tartja a merevséget és a rugalmasságot
Az optimális rezgésállóság elérése érdekében a forraszanyag összetételének előnyeit mind fizikailag, mind kémiailag tökéletesen illeszkedniük kell a PCB-párnák felületi minőségéhez. A nagy-vibrációjú, vasúti szállítású alaplapoknál általában nem javasolt a galvanizált nikkel-arany (ENIG) felületkezelés-, amely könnyen fekete párnajelenségeket és a foszforban-dús rétegek-törését okozhatja. Ehelyett az organikus forrasztásvédő szer (OSP) vagy az elektronikus -minőségű immerziós ezüst (Im-Ag) használata előnyös. Az OSP felületkezelés lehetővé teszi, hogy a nagy teljesítményű forrasztóanyag közvetlen érintkezésbe kerüljön a csupasz rézzel, így tiszta réz{11}}eutektikus réteget képezreflow forrasztásés megakadályozza a rács torzulását az interfészen, amelyet a harmadik féltől származó szennyező fématomok-bevezetése okoz. Ez alatt a kohászati interfész alatt, megfelelő vastagságú konform bevonattal vagy lokalizált alátöltéssel kombinálva a merevséget és a rugalmasságot egyensúlyba hozó védelmi mechanizmus jön létre,-ahol a külső szerkezet enyhíti a feszültséget, a belső mikrostruktúra pedig elnyeli az energiát-, ezáltal teljesen kiküszöböli a rideg törés lehetőségét.
A forrasztási hézagok rideg törésének problémájának megoldása erős{0}}rezgési körülmények között átfogó technikai megközelítést igényel, amely a mikroszerkezeti kohászati összetétel finomhangolásától{1}} egészen a makroszkopikus folyamatparaméterek optimalizálásáig terjed.
Gyors tények a NeoDenről
- 2010-ben alakult, 200+ alkalmazottal és 27,000+ négyzetméterrel. önálló tulajdonjogok gyárában, a szabványos kezelés biztosítására és a leggazdaságosabb hatások elérésére, valamint a költségmegtakarításra.
- Saját megmunkáló központ, szakképzett összeszerelő, tesztelő és minőségellenőrző mérnökök birtokában volt, hogy biztosítsák a NeoDen gépek gyártása, minősége és szállítása erős képességeit.
- 40+ globális partner Ázsiában, Európában, Amerikában, Óceániában és Afrikában, hogy sikeresen kiszolgálja 10000+ felhasználókat az egész világon, a jobb és gyorsabb helyi szolgáltatás és a gyors reagálás érdekében.
- 3 különböző K+F csapat teljes 25+ professzionális K+F mérnökökkel a jobb és fejlettebb fejlesztések és új innovációk érdekében.
- Képzett és professzionális angol támogatási és szervizmérnökök, hogy 8 órán belül azonnali választ biztosítsanak, a megoldás pedig 24 órán belül.
- Az egyedülálló az összes kínai gyártó közül, akik regisztrálták és jóváhagyták a CE-t a TUV NORD által.
- A NeoDen élethosszig tartó-műszaki támogatást és szervizt biztosít az összes NeoDen géphez, továbbá rendszeres szoftverfrissítéseket a használati tapasztalatok és a végfelhasználók napi kérése alapján.