Le Cu présent dans les matériaux de brasage provient principalement du placage des circuits imprimés et des composants.

Le Cu présent dans les matériaux de brasage provient principalement du placage des circuits imprimés et des composants.

Pollution au plomb

La directive RoHS exige une teneur en Pb inférieure à {{0}},1 %, et la présence de Pb provoque généralement une dégradation des joints de grains conduisant à des fissures ou une dégradation de phase à basse température conduisant à un délaminage. En raison de la différence significative de dilatation thermique dans la composition des matériaux des joints de soudure, lorsque la teneur dépasse 0,5 %, il est facile de se fissurer ou de se décoller en raison de la fatigue due à la surchauffe, ce qui réduit considérablement la fiabilité, comme le montre le tableau 3. Le phénomène de pelage est le plus important. sévère lorsque la teneur est supérieure à 1 % (2-5 %), comme le montre la figure 4.

La teneur en plomb des soudures sans plomb est généralement comprise entre 0.02 % et 0,05 %. Lorsque la soudure interagit avec le Cu au niveau de l’interface, la résistance diminue lentement au cours du processus de vieillissement en raison de l’obstruction d’une petite quantité de Pb. Mais lorsque Bi coexiste, il formera une phase ou ségrégation à faible point de fusion, réduisant considérablement la résistance au cisaillement. La figure 5 montre la fiabilité de la surface du joint de soudure SnBi et les mauvaises performances après un cycle thermique en raison de la contamination au Pb.

3.2 Pollution du Bi

Lorsque la teneur en Bi est de l'ordre de {{0}} %, une ségrégation est susceptible de se produire pendant le processus de refroidissement, accompagnée de la formation de cristaux dendritiques, le degré de ségrégation se situant dans la plage de plusieurs micromètres. Le Pb précipite au point de refroidissement final du joint de soudure, entraînant une diminution de la résistance du soudage, et à mesure que la teneur en Pb augmente, la durée de vie du cycle thermique diminue considérablement, affectant la fiabilité du joint de soudure. Si la diffusion en phase solide et la diffusion en phase liquide peuvent être ignorées, la composition eutectique peut être calculée à l'aide de la formule de Scheil. La composition eutectique du Sn2Bi dans le domaine de solidification final est d'environ 0,5 %, et celle du Sn5Bi est d'environ 2 %. Afin d'obtenir une interface idéale, un refroidissement rapide est souvent effectué pour réduire la ségrégation, de sorte que Bi soit uniformément réparti et joue un rôle dans le renforcement fin de la structure des phases. Parfois, du Zn est également ajouté pour supprimer l’interaction entre la couche de composé CuZn générée et le Bi ségrégué, contrôlant ainsi l’épaisseur de l’IMC.

3.3 Pollution par le cuivre

Le Cu présent dans les matériaux de brasage provient principalement du placage des circuits imprimés et des composants. L'alliage SAC a tendance à dissoudre le cuivre à un taux 1,5 fois supérieur à celui de l'alliage SnCu, 2 fois supérieur à celui de l'alliage SnPb et 3,5 fois supérieur à celui de l'alliage SnCuNi. Lors de l'utilisation de soudure SnCu, une attention particulière doit être portée à la teneur en Cu. À partir du diagramme de phase de l'alliage SnCu, on peut voir que lorsque la composition du Cu change de 0,2 %, le point de fusion augmente de 6 degrés ; Lorsque la composition change de 0,25 %, des cristaux de Cu6Sn5 se forment ; Lorsque la composition change de 0,3 %, il existe des défauts de pontage évidents qui doivent être nettoyés ; Lorsque la composition change de 1 % et que le point de fusion augmente de 25 degrés, le matériau de brasage doit être remplacé. Le composé Cu6Sn5 ne peut pas être éliminé en utilisant la « méthode traditionnelle d'élimination du cuivre par gravité spécifique » (188 degrés/8 h), de sorte que les éléments Cu excessifs peuvent être résolus par dilution et remplacement. Lors de la dilution, l'alliage SnCu peut être ajouté avec de l'étain n°1 (pureté 99,95 %) et l'alliage SAC peut être ajouté avec l'alliage SnAg en quantité appropriée.

Parmi eux, G1 représente la masse de soudure contaminée restant dans le bain d'étain ; G2 est la quantité d'étain n°1 ajoutée ; R est la teneur en étain du matériau de brasage d'origine (SAC305 est de 96,5) ; M représente la teneur en étain de la soudure contaminée.

La pratique a montré qu'en raison de la nécessité d'éliminer près de la moitié de la quantité d'étain lors de la dilution, son utilisation n'est généralement pas recommandée.

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