Status der Zuverlässigkeit von bleifreien Lötnähten bei der Temperaturwechselprüfung
Dienstag, 1. Februar 2011, von Dr. Ron Lasky [Biographie ansehen]
Hallo Leute,
Im Oktober habe ich Kommentare über die Zuverlässigkeit von bleifreiem Lot gepostet. In diesem Beitrag erwähnte ich, dass ich eine Sitzung über "Alternative Legierungen”auf der SMTAI geleitet habe.Bei dieser Sitzung präsentierte Greg Henshall ein Dokument über das "Low Silver BGA Sphere Metallurgy Project" S(Metallurgieprojekt mit BGA-Kugeln mit niedrigem Silbergehalt). Dieses Dokument war eine gemeinschaftliche Arbeit von sechs Firmen. Außerdem präsentierte Richard Coyle eine Übersicht über die Arbeit von drei Firmen, mit dem Namen "The Effect of Silver Content on the Solder Joint Reliability of a Pb-free PBGA Package" (Wirkung des Silbergehaltes auf die Zuverlässigkeit der Lötverbindung eines bleifreien PBGA-Gehäuses). Beide Projekte beurteilten die Temperaturwechselbeständigkeit des bleifreien Gehäuses als Funktion des Silbergehalts und verglichen die Resultate mit der Zuverlässigkeit von SnPb.
Im Oktober habe ich Kommentare über die Zuverlässigkeit von bleifreiem Lot gepostet. In diesem Beitrag erwähnte ich, dass ich eine Sitzung über "Alternative Legierungen”auf der SMTAI geleitet habe.Bei dieser Sitzung präsentierte Greg Henshall ein Dokument über das "Low Silver BGA Sphere Metallurgy Project" S(Metallurgieprojekt mit BGA-Kugeln mit niedrigem Silbergehalt). Dieses Dokument war eine gemeinschaftliche Arbeit von sechs Firmen. Außerdem präsentierte Richard Coyle eine Übersicht über die Arbeit von drei Firmen, mit dem Namen "The Effect of Silver Content on the Solder Joint Reliability of a Pb-free PBGA Package" (Wirkung des Silbergehaltes auf die Zuverlässigkeit der Lötverbindung eines bleifreien PBGA-Gehäuses). Beide Projekte beurteilten die Temperaturwechselbeständigkeit des bleifreien Gehäuses als Funktion des Silbergehalts und verglichen die Resultate mit der Zuverlässigkeit von SnPb.
Beide Dokumente kamen zu der Reihenfolge SnPb<SAC105<SAC305< SAC405, wenn es um die Temperaturwechselbeständigkeit im Bereich von 0oC bis 100 oC ging.
Coyle’s Dokument hat es am besten zusammengefasst:
Beide SAC-Legierungen haben die SnPb eutektische Legierung in jedem Test übertroffen, inklusive des langen, 60 minütigen Haltezeit-Tests. Dies verringert die Argumente, dass SAC weniger zuverlässig ist als SnPb.
Um es klar zum Ausdruck zu bringen, es waren zwei Dokumente von zwei unterschiedlichen Gruppen, die beide zum gleichen Schluss kamen. Es wäre vermutlich ziemlich weit hergeholt, zu behaupten, dass die Schlussfolgerungen der beiden Gruppen "beinahe" einzigartig" seien.
Denny Fritz antwortete auf diesen Blogbeitrag mit folgendem Punkt:
“Ich kenne niemanden, der Ihre Klassifizierung anzweifeln würde, dass SAC besser ist als SnPb-Lot, wenn man, wie Henshall, den üblichen Temperaturwechsel, von 0ºC bis 100ºC, verwendet. Elektroniken für raue Umgebungen müssen jedoch bei entweder 40ºC oder -55ºC funktionieren und die meisten verwenden eine obere Temperaturgrenze von 125ºC. IN DIESER TEMPERATURWECHSELPRÜFUNG über einen breiteren Temperaturbereich, werden SAC- von SnPb-Loten übertroffen.
Denny's Argument ist sehr gut. Ich glaube man kann sagen, dass SAC-Legierungen in herkömmlichen, nicht rauen Umgebungen (zum Beispiel Handys, PCs, Unterhaltungselektronik, usw.), vertretbare Zuverlässigkeit bewiesen haben. Es kann jedoch nicht behauptet werden, dass sich die vertretbare Zuverlässigkeit von SAC für das Militär (RoHS ausgenommen) und raue (zum Beispiel im Motorraum von Autos) Umgebungen etabliert hat.
Vor kurzem hat Werner Engelmaier einen Artikel zu diesem Thema geschrieben (Global SMT Band 11, Nr. 1, Jan 2011, Seite 38-40), in dem er unter anderem sagte:
“Natürlich sucht sich ‘Dr. Ron’ Daten aus, die mit seinem Standpunkt übereinstimmen, den er seit Inkrafttreten des Pb-Verbots von RoHS vertritt. Er bringt diese Daten auf ein Diagramm mit vergrößerter x-Achse, wodurch die Unterschiede um so mehr verdeutlicht werden und eine Rangfolge in der Zuverlässigkeit von Lötnähten von SnPb < SAC105 < SAC305 < SAC405 unterstützt wird.”
Autsch! Meine Motive waren nicht ganz so hinterhältig, ich habe eine Sitzung geleitet und wollte die Schlussfolgerungen den Anderen mitteilen.
In seinem Artikel macht Werner jedoch gute Ansätze. Es gibt Daten, die mit dieser Zuverlässigkeitsrangfolge nicht übereinstimmen und er stellt gute Ansätze zur Durchführung von Zuverlässigkeitstests vor, damit zwischen Datensätzen verglichen werden kann.
Ich war erfreut, als ich beim Lesen seiner anderen Artikel bemerkte, dass wir über den Zustand der Zuverlässigkeit von bleifreiem Lot bei der Temperaturwechselprüfung eigentlich übereinstimmen. Hier ist eine Aussage von ihm aus dem Jahr 2008 (Global SMT, Ausgabe 8., Nr. 8, Aug 2008 Seite 46-48.):
“Seit dem berüchtigten Verbot von Pb-Lot unter RoHS sind 2 Jahre vergangen. Was haben wir gelernt? Im Bezug auf Lötnähte sind keine dramatischen Veränderungen bei der Zuverlässigkeit bekannt. Die Datenbanken für bleifreie Lote sind gewachsen, die bevorzugten bleifreien Lote können sich verändern und bis jetzt gibt es noch kein Zuverlässigkeitsmodell. Nichtsdestotrotz wurden Fortschritte gemacht.”
Bis bald!
Dr. Ron
Translation powered by Avalon Professional Translation
Connect with Indium.
Read our latest posts!