특히 자동차 조명, 5G 베이스밴드 모듈 또는 전력 변환기에서 열 순환이 고장 모드를 지배하는 경우, 솔더 페이스트 합금은 단순히 습윤 또는 보이드 제어에 관한 것이 아니라 미세 균열이 시작되고 전파되기 전에 접합부가 얼마나 많은 사이클을 견딜 수 있는지를 결정하는 주요 요인입니다. Sn96.5Ag3Cu0.5(305)는 217°C를 중심으로 하는 좁은 용융 범위를 제공하고 적당한 성장 속도로 안정적인 Cu6Sn5/Cu3Sn IMC를 형성하여 -40°C~+125°C에서 1,200~1,800주기의 파손을 제공하는 반면, Sn42Bi58은 138°C에서 급격히 녹고 균열을 가속화하는 부서지기 쉬운 Bi-풍부 상을 생성합니다. 동일한 조건에서 300~600주기만 지나면 핵이 생성됩니다.
부품, PCB 및 솔더 매트릭스 사이의 열팽창 불일치 계수는 각 사이클 동안 변형 축적을 강화하며 여기서 합금 강성은 중요합니다. 0307(Sn99Ag0.3Cu0.7)은 낮은 Ag 함량과 정제된 CuSn 계면으로 인해 305보다 탄성 계수가 더 높아 사이클당 소성 변형이 15~20% 적지만 에너지 흡수 용량도 낮습니다. 이는 FR-4 보드의 QFN 패키지가 더 긴 수명을 보이는 이유를 설명합니다. 융점과 리플로우 윈도우가 거의 동일함에도 불구하고 0307보다 305가 더 좋습니다.
Sn64.7Bi35Ag0.3과 같은 Bi 함유 페이스트는 빠른 응고 중에 더 많은 포집 가스를 생성하여 동일한 보이드 면적을 가진 305 기반 조인트에 비해 국부 응력 집중을 최대 2.3배 증가시키고, 이 효과는 국부적인 핫스팟이 보이드 가장자리에서 불균일한 IMC 성장을 유발하는 고전력 열 과도 상태에서 복합되기 때문에 보이드 함량은 합금 선택과 중요한 상호 작용을 합니다.
연속 120°C 접합 온도를 실행하는 자동차 등급 LED 헤드램프의 경우 8M9P/5RR-0307과 같은 무할로겐 고온 페이스트가 필수입니다. 이는 할로겐 준수만을 위해서가 아니라 억제된 Bi 휘발성으로 인해 10,000시간 동안 작동 시 취성을 방지하기 때문입니다. Bi 분리로 인해 105°C.
In 대조적으로, 스택형 다이와 얇은 기판이 있는 Bluetooth 이어버드는 초저열 예산을 요구합니다. In52Sn48(118°C에서 녹음)은 리플로우 중 뒤틀림으로 인한 전단 응력을 최소화하지만 80°C 이상의 항복 강도가 거의 0에 가깝다는 것은 70°C 이상의 지속적인 주변 온도에서 저온 흐름 변형의 위험이 있음을 의미하므로 견고한 언더필과 짝을 이루고 자체 가열이 초과되는 배터리 인접 영역에서는 피해야 합니다. 65°C.
8MWTH/5RWTH-305와 같은 물로 세척 가능한 변형은 헹굼 매개변수가 엄격하게 제어되는 경우에만 로진 기반 등가물에 필적하는 열 피로 성능을 유지합니다. 따뜻한 DI 물에서의 과도한 체류 시간은 플럭스 잔여물 층을 부풀려 순환 부하 하에서 균열 전파를 위한 우선 경로 역할을 하는 미세 간격을 생성하는 반면, 8MTZBF/2RTZBF-4258과 같은 ORL0 등급 페이스트는 습도 수준 전반에 걸쳐 일관된 피로 수명을 유지합니다. 할로겐이 없는 유기산은 세척 중에 부식성 이온으로 가수분해되지 않습니다.
5RLJB-4258을 사용하는 레이저 납땜 애플리케이션은 벌크 IMC 두께를 억제하고 열 주기 수명을 동일한 합금의 기존 리플로우에 비해 40% 연장하는 급속한 국지적 가열의 이점을 얻습니다. 그러나 레이저 체류가 0.8초 미만으로 유지되는 경우에만 노출 시간이 길어지면 Sn-Bi 공융 상분리가 유발되어 접합 연성이 저하되고 중앙 주기 실패가 절반으로 줄어듭니다.
스테인리스강 또는 알루미늄 직접 결합의 경우 8MW5S/5RW5S-305는 합금의 우수성이 아니라 균일한 계면 결합을 보장하는 최적화된 산화물 파괴 화학을 통해 적절한 피로 수명을 제공하는 반면, 표준 305 페이스트는 깨지지 않은 Al²O₃ 층으로 인해 Al에서 치명적으로 실패하여 200주기 이내에 균열이 발생하는 비습윤 영역을 유발합니다.
제품이 500회 이상의 열 주기를 보이고 85°C 이상에서 작동하는 경우 8M9P/5RR과 같은 ROL0 형식에서 305 또는 0307을 선택하십시오. 최고 보드 온도가 180°C 미만으로 유지되어야 하고 뒤틀림이 주된 문제인 경우, T5 파우더가 포함된 Sn42Bi58은 엄격한 습도 제어가 있어야만 실행 가능하고 솔더 후 열 편위는 60°C를 넘지 않습니다. 미세 피치 SiP 모듈을 레이저 가공하는 경우 로진 기반 8MNTTP/5RNTT-305보다 5RLJ-305를 우선시하십시오. 맞춤형 유변학을 통해 IMC 균질성을 희생하지 않고도 보다 엄격한 디스펜싱 제어가 가능하기 때문입니다.
