タンタルコンデンサに対する鉛フリーはんだの影響
作者: T. ゼドニチェク | P.ヴァシーナ | Z.シータ | B. ヴラナ
要約：
多くの家庭用電化製品の鉛含有量を削減するための法整備が世界中で進められています。これは、製品が廃棄される際の環境負荷を低減する取り組みとして行われています。
電子アセンブリに含まれる鉛を含むはんだは世界の鉛消費量のわずか 0.49% しか占めていないという事実にもかかわらず、法律の傾向としては、鉛含有量の削減だけでなく、そのような製品からの鉛の完全な排除も要求されることになるでしょう。
電子回路アセンブリ内の鉛の主な発生源は 3 つあります。回路カード上のはんだ付け可能なトレース、コンポーネント自体のはんだ付け可能な仕上げ、および 2 つの接続に使用されるはんだ合金 (リフロー用のはんだペーストまたはウェーブ用の液体はんだ)。
一般的なコンポーネントでは、PCB (プリント基板) プロセスで使用されるはんだ合金の量と比較して、その終端仕上げに含まれる鉛の量は無視できます。それにもかかわらず、はんだ付けプロセスで鉛フリーはんだ合金に変更するには、使用されている鉛を減らしたはんだ付けシステムまたは鉛フリーはんだ付けシステムで正しいはんだ付け/濡れ特性を達成するために、コンポーネントが互換性のある終端仕上げを備えている必要があります。コンポーネントのタイプに応じて、これ自体は単純な変更である場合もあれば、複雑な変更である場合もあります。しかし、部品に正しい終端特性を提供するための技術要件に関係なく、主な懸念事項は、多くの鉛削減または鉛フリーはんだ付けシステムに関連する高温プロファイルとコンポーネントの適合性です。多くの場合、ほとんどの鉛フリーはんだシステムのより高い液相線温度の結果として生じる、より攻撃的なリフローまたはウェーブはんだ付け条件に「耐える」ために、内部設計または新しい材料開発に関連する現在の技術の修正が必要になります。
代替の鉛フリーはんだシステムについて論じた多くの論文が書かれており、はんだ接合特性の点で、Sn (Cu、Ag、Bi など) およびその他のはんだは、少なくとも従来の鉛を含むはんだに匹敵するという共通認識が生まれつつあります。合金。このうち、これまでに最も多く使用されているのは Sn / Cu です。このオプションは事実上の標準になるのでしょうか?他の代替案を追求しない主な理由としては、コスト、現在の鉛含有システムとの互換性の制限、および金属特性の問題 (金属間合金の形成) が挙げられます。コンポーネントの観点からより重要なのは、はんだ付けに必要なピーク温度がより高いことです。理想的な世界では、すべての PCB メーカーがリード プロセスを同じ鉛フリー システムに変更し、すべてのコンポーネントに互換性のある終端と、より高い熱ストレスのリフローに耐える機能が提供されるでしょう。しかし、最初に行動を起こすのは誰でしょうか…?この疑問は最近答えられました。一部の日本企業は、はんだ付け媒体として錫鉛を鉛フリーはんだ 96Sn-2.5Ag-1Bi-0.5Cu に置き換えることによって鉛を削減する「グリーン」製品計画を発表しました。世界中の多くの大企業は、すでに SnAgCu 半共晶はんだペーストをベースとした鉛フリーアセンブリに転換しています。これらの合金では、ピークリフロー温度を 240 ～ 260°C に上げる必要があります。部品サプライヤーは、主に日本企業が完全な鉛フリー製品を市場に導入する最初の企業として、2001 年 XNUMX 月までにこの仕様を満たすことが義務付けられます。
この文書では、2 つの構成要素技術である MnOXNUMX と導電性ポリマー電極を備えた表面実装タンタル コンデンサに関連したこれらの問題に焦点を当て、これらのデバイスがこの仕様を満たす準備ができているかどうかを検証するプログラムの概要を説明します。
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多くの家庭用電化製品の鉛含有量を削減するための法整備が世界中で進められています。これは、製品が廃棄される際の環境負荷を低減する取り組みとして行われています。
電子アセンブリに含まれる鉛を含むはんだは世界の鉛消費量のわずか 0.49% しか占めていないという事実にもかかわらず、法律の傾向としては、鉛含有量の削減だけでなく、そのような製品からの鉛の完全な排除も要求されることになるでしょう。
電子回路アセンブリ内の鉛の主な発生源は 3 つあります。回路カード上のはんだ付け可能なトレース、コンポーネント自体のはんだ付け可能な仕上げ、および 2 つの接続に使用されるはんだ合金 (リフロー用のはんだペーストまたはウェーブ用の液体はんだ)。
一般的なコンポーネントでは、PCB (プリント基板) プロセスで使用されるはんだ合金の量と比較して、その終端仕上げに含まれる鉛の量は無視できます。それにもかかわらず、はんだ付けプロセスで鉛フリーはんだ合金に変更するには、使用されている鉛を減らしたはんだ付けシステムまたは鉛フリーはんだ付けシステムで正しいはんだ付け/濡れ特性を達成するために、コンポーネントが互換性のある終端仕上げを備えている必要があります。コンポーネントのタイプに応じて、これ自体は単純な変更である場合もあれば、複雑な変更である場合もあります。しかし、部品に正しい終端特性を提供するための技術要件に関係なく、主な懸念事項は、多くの鉛削減または鉛フリーはんだ付けシステムに関連する高温プロファイルとコンポーネントの適合性です。多くの場合、ほとんどの鉛フリーはんだシステムのより高い液相線温度の結果として生じる、より攻撃的なリフローまたはウェーブはんだ付け条件に「耐える」ために、内部設計または新しい材料開発に関連する現在の技術の修正が必要になります。
代替の鉛フリーはんだシステムについて論じた多くの論文が書かれており、はんだ接合特性の点で、Sn (Cu、Ag、Bi など) およびその他のはんだは、少なくとも従来の鉛を含むはんだに匹敵するという共通認識が生まれつつあります。合金。このうち、これまでに最も多く使用されているのは Sn / Cu です。このオプションは事実上の標準になるのでしょうか?他の代替案を追求しない主な理由としては、コスト、現在の鉛含有システムとの互換性の制限、および金属特性の問題 (金属間合金の形成) が挙げられます。コンポーネントの観点からより重要なのは、はんだ付けに必要なピーク温度がより高いことです。理想的な世界では、すべての PCB メーカーがリード プロセスを同じ鉛フリー システムに変更し、すべてのコンポーネントに互換性のある終端と、より高い熱ストレスのリフローに耐える機能が提供されるでしょう。しかし、最初に行動を起こすのは誰でしょうか…?この疑問は最近答えられました。一部の日本企業は、はんだ付け媒体として錫鉛を鉛フリーはんだ 96Sn-2.5Ag-1Bi-0.5Cu に置き換えることによって鉛を削減する「グリーン」製品計画を発表しました。世界中の多くの大企業は、すでに SnAgCu 半共晶はんだペーストをベースとした鉛フリーアセンブリに転換しています。これらの合金では、ピークリフロー温度を 240 ～ 260°C に上げる必要があります。部品サプライヤーは、主に日本企業が完全な鉛フリー製品を市場に導入する最初の企業として、2001 年 XNUMX 月までにこの仕様を満たすことが義務付けられます。
この文書では、2 つの構成要素技術である MnOXNUMX と導電性ポリマー電極を備えた表面実装タンタル コンデンサに関連したこれらの問題に焦点を当て、これらのデバイスがこの仕様を満たす準備ができているかどうかを検証するプログラムの概要を説明します。
