Поиск по сайту:

 


По базе:  

микроэлектроника, микросхема, микроконтроллер, память, msp430, MSP430, Atmel, Maxim, LCD, hd44780, t6963, sed1335, SED1335, mega128, avr, mega128  
  Главная страница > Статьи

реклама

 
радиационно стойкие ПЗУ Миландр

Продажа силового и бронированного кабеля и провода в Москве

Кабель в Краснодаре

Мероприятия:

День высокотехнологичных решений Arrow: SiC - технологии в преобразовании энергии



Семинар по решениям Analog Devices в области аналоговой электроники

XIII Международная специализированная выставка
Передовые Технологии Автоматизации. ПТА-Урал 2017 текст еще



Особенности применения электронных компонентов без содержания свинца (Pb-free) (Часть 1.)

Почему и зачем они появились?

Начало всему положила директива 2002/95/ЕС Евросоюза, ограничивающая использование опасных химических соединений в промышленной электронной продукции. [1] Согласно данной директиве, известной ныне под аббревиатурой RoHS (Restriction of Hazardous Substances – запрет вредных веществ), с 1 июля 2006 года запрещено использование в новой электронной технике целого ряда опасных для здоровья и окружающей среды материалов. Директивы аналогичного содержания приняли Китай, Япония и некоторые штаты США (в том числе колыбель Кремниевой долины - Калифорния). В число таких материалов входят ртуть, кадмий, шестивалентный хром, но основным материалом, из-за которого и разгорелся весь сыр-бор, явился свинец, который входит в состав традиционных оловянно-свинцовых припоев, используемых, в том числе, в качестве покрытия выводов электронных компонентов. В данной статье мы не будем оценивать эффективность такого решения (по данным Американского Геологического Общества менее 1% используемого в промышленности свинца расходуется на цели электронной промышленности [2], более того – многие Pb-free припои намного токсичнее впавшего в немилость оловянно-свинцового собрата) и его экономические последствия, рассмотрим лишь технические аспекты, с которыми предстоит столкнуться разработчикам и производителям электронной техники. Развитием экологического направления в электронной индустрии является стандарт (де-факто) Green. Вдобавок к требованиям RoHS он запрещает использование галогенов (бром, хлор и т.д.), что на практике приводит к использованию других материалов корпусов интегральных микросхем и других вспомогательных веществ (клеи и т.д.). Несмотря на то, что официальный стандарт Green на данный момент отсутствует, ведущие производители выработали общие критерии, которым собираются придерживаться.

Кого это коснётся?

Практически всех разработчиков и производителей электронной техники! В первую очередь, конечно, следует задуматься тем из них, кто экспортирует продукцию в вышеперечисленные страны. У них осталось меньше года для того, чтобы полностью «вывести» свинец из состава изделий. Однако, не следует думать, что всех остальных данная проблема никак не коснётся. Такие крупные фирмы-производители интегральных микросхем, как Texas Instruments, AMD, Fairchild Semiconductor, Philips и многие другие планируют полностью перейти на бессвинцовые технологии в самое ближайшее время. Компоненты, выполненные по традиционной технологии, будут доступны только под заказ. Об этом же сообщают производители дискретных полупроводников (ON Semiconductors, Vishay). Не отстают и производители пассивных компонентов – один из крупнейших мировых производителей Samsung Electro-Mechanic на данный момент практически полностью перешёл на новые технологии. В связи с этим, использование компонентов, не содержащих свинца во всей выпускаемой продукции – это вопрос ближайшего времени для всех производителей электроники.

Что взамен свинца?

На данный момент среди производителей электронных компонентов нет единодушия в этом вопросе. В качестве альтернативы покрытиям выводов, содержащим свинец, наиболее часто используется чистое олово (Sn), сплавы олова и висмута (Sn-Bi) (в настоящее время используется всё реже) и многослойное покрытие золотом, палладием и никелем (Au-Pd-Ni). В качестве материала для изготовления выводов микросхем в корпусе Ball Grid Array (BGA) наиболее часто используется сплав олова, серебра и меди (Sn-Ag-Cu). Этот же материал наряду со сплавом олова и меди (Sn-Cu) является наиболее популярным бессвинцовым припоем. Строго говоря, данные материалы были известны и ранее, но по популярности серьёзно проигрывали традиционному сплаву олово-свинец (Pb-Sn). Например, ламинат Au-Pd-Ni впервые был использован фирмой Texas Instruments в 1989 году и с тех пор ими выпущено несколько миллионов компонентов с таким покрытием. Кроме этого, претерпевают изменения и покрытия самих печатных плат, для которых всё чаще используются золото (обычно с промежуточным слоем никеля), чистое олово и серебро и даже органические материалы. Такое разнообразие материалов, нередко усугубляемое необходимостью использования на одной печатной плате как компонентов, произведенных по традиционной технологии, так и бессвинцовых элементов, вызывает большое количество вопросов по корректной технологии пайки и выбору припоев у разработчиков и производителей электроники. Учитывая всё больший рост в процентном соотношении компонентов без содержания свинца (в том числе и на отечественном рынке), в данной статье мы постараемся осветить хотя бы часть этих вопросов.

Как распознать Pb-free компонент?

Как и в вопросе выбора материалов на замену оловянно-свинцовому припою, здесь среди производителей нет однозначности. В Tаблице 1 приведены примеры новых обозначений, используемых основными производителями интегральных микросхем.

Tаблица 1. Примеры новых обозначений, используемых ведущими производителями интегральных микросхем

Фирма-производитель Тип микросхем Используемый материал выводов Pb-free Обозначение Pb-free компонентов Пример обозначения
Старое Новое
Texas Instruments В корпусе BGA Сплав SnAgCu Буква «Z» в обозначении корпуса OPA2347YEDR OPA2347YZDR
В других корпусах Au-Pd-Ni Добавление индексов «G4», «E4» (и др. определяемых стандартом JEDEC1 ) в обозначении MSP430F149IPM MSP430F149IPMG4
Atmel Коммерческого температурного диапазона Чистое олово или Au-Pd-Ni Индексы L(покрытие оловом), G(покрытие NiPdAu), X(Green) взамен индекса С в обозначении    
Индустриального температурного диапазона Индексы J(покрытие оловом), H(покрытие NiPdAu), U(Green) взамен индекса I в обозначении ATMEGA64L-8MI ATMEGA64L-8MU
AT91M42800A-33CI AT91M42800A-33CJ
Повышенной стойкости Индексы N(покрытие оловом), P(покрытие NiPdAu), Q(Green) взамен индекса E в обозначении    
Автомобильного температурного диапазона 125°С Индексы K(покрытие оловом), R(покрытие NiPdAu), Z(Green) взамен индекса A в обозначении    
Автомобильного температурного диапазона (кроме 125°С) Индекс T(Green) в обозначении      
Все Добавление индексов Y или W TDA4470-MFL TDA4470-MFLY
National Semiconductor Все Чистое олово, Сплав SnAgCu для корпусов BGA Добавление индекса NOPB в конце обозначения LM324AM LM324AM NOPB
Toshiba Semiconductor Микросхемы памяти   Буква «G» в обозначении корпуса TC58128AFT TC51WHM516AXBN
TC58128ATG TC51WHM516AXGN
Дискретные полупроводники4 Чистое олово, чистое золото, Au-Pd-Ni, сплав SnAgCu, cплав SnAg Добавление индекса «F» в конце обозначения для изделий без свинца или индекса «Q» для изделий с бессвинцовым покрытием    
Другие интегральные микросхемы4   Добавление индекса «G» в конце обозначения для изделий без свинца или индекса «Q» для изделий с бессвинцовым покрытием    
Analog Devices Все4 Чистое олово, Сплав SnAgCu для корпусов BGA Добавление индекса «Z» в конце обозначения ADM1024ARU-REEL ADM1024ARUZ-REEL
AD648KR AD648KRZ
AD7528KP-REEL7 AD7528KPZ-REEL7
ADP3522ACP-1.8-RL7 ADP3522ACPZ-1.8-RL7

 

Примечание:
  1. В соответствии со стандартом JEDEC [3] приняты следующие аббревиатуры в наименованиях компонентов:
      e1 – выводы покрыты сплавом олова, серебра и меди (SnAgCu) (Кроме перечисленных в категории e2)
      e2 – выводы покрыты сплавами олова (Sn), не содержащими висмут (Bi) и цинк (Zn) кроме сплава SnAgCu
      e3 – выводы покрыты оловом (Sn)
      e4 – выводы покрыты драгоценными металлами (серебром (Ag), золотом (Au), палладием и никелем (NiPd), палладием, никелем и золотом (NiPdAu)) (не содержат олова (Sn))
      e5 – выводы покрыты сплавами олова и цинка (SnZn, SnZnx) (не содержит висмута (Bi))
      e6 – содержит висмут (Bi)
      e7 – выводы покрыты низкотемпературным припоем (температура плавления менее 150°C) содержащими индий (не содержат висмута (Bi))
  2. Кроме этого, знаком «+» обозначается первый вывод микросхем
  3. Изменения касаются кода заказа (order code)
  4. Изменения не касаются микросхем, изначально выпускаемых как Lead-free

Кроме перечисленных выше изменений в наименованиях, большинство фирм-производителей помещают утверждённый стандартом JEDEC [3] символ на упаковку (Рис.1)


Рис.1 Маркировка упаковки компонентов, не содержащих свинца

Встречаются также нестандартные маркировки, но все он содержат надпись Pb-free или Lead-free, означающую отсутствие свинца.
Оглавление Следующая страница -->





 
Впервые? | Реклама на сайте | О проекте | Карта портала
тел. редакции: +7 (495) 514 4110. e-mail:info@eust.ru
©1998-2016 ООО Рынок Микроэлектроники