Annons
Annons
Annons
Lars-Gunnar Klang Krönikor | 16 januari 2006

Ris och RoHS, debatten fortsätter…om ni orkar

Debatten kring RoHS har hettat till den senaste tiden och flera av debattörerna efterfrågar mer saklighet. Tyvärr är det ganska många insändare som är anonyma.
Det vore ledsamt om detta beror på att insändarna är rädda för att bli "sågade vid fotknölarna", men det vore ännu mer ledsamt om det berodde på en form av prestige, en rädsla att framstå som okunnig. Jag kan förstå att man i vissa sammanhang vill vara anonym och den möjligheten ska givetvis finnas, men tyngden hos kommentaren ökar givetvis om man undertecknar med eget namn. Våga fråga, våga ifrågasätta och våga diskutera.

Det krävs en viss kunskap för att kunna skilja på information och desinformation. Besitter man kunskap och vill förmedla information har man också ett ansvar att underbygga sina påståenden med fakta för att mottagaren ska kunna avgöra vad som är sändarens egna åsikter och vad som är fakta. När jag läste Lasse Wallins krönika 9/1 var det mycket jag ställde mig frågande till. Ett uppenbart fel gäller referensen till IPC/JEDEC J-STD-020C ("Moisture/Reflow sensitivity classification for nonhermetic solid state surface mount devices"). Den behandlar inte (keramiska) chipkondensatorer, utan komponenter av typen QFP och BGA.

Ett par frågetecken för LOW att räta ut:

Mönsterkort med ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) skiljer sig från övriga metalliseringar genom att man där löder på nickel medan man med de andra; kemiskt silver, kemiskt tenn, OSP och HASL, löder på koppar, det vill säga att det är tenn från lodet som reagerar med koppar på mönsterkortet och bildar intermetalliska koppar/tenn-föreningar. LOW är IPCs europarepresentant och jag blev förvånad när han i en enda mening förringar den stora kartläggning av IPC "Solder Products Value Council" med orden: "IPC stora SAC undersökning är gjord på Kem Ag så den ger inte mycket vägledning då denna ytbehandling är sällsynt i Sverige" .

Fråga till LOW: kan du ge lite mer kött på benen varför du tycker IPC-undersökningen inte ger mycket vägledning?

LOW brukar ofta hävda att han välkomnar en debatt och därför blir jag betänksam när han avslutar sin krönika med kommentaren: "och då gäller det att få råd av andra doktorer med en helt annan bakgrund än dagens produktionsexperter (undertecknad själv inräknad). Som "Chip" saknar jag dem i debatten." Jag vet inte hur detta ska tolkas? Har jag, liksom andra, som gett sig in i debatt med LOW fel bakgrund? Vilka debattörer vill LOW se istället? Eller ska LOW förmedla andra experters kunskap genom att, som i krönikan, referera till: "Via mina internationella chip källor får jag veta att…"? Jag hoppas innerligt att jag tolkat Lasse Wallin fel…
Fråga till LOW: kan du förklara vad du menar?

Synpunkter på lödprofilen
Det finns två viktiga argument till varför temperaturen i lödfogen ska vara minst 235°C, det vill säga överstiga tennets smältpunkt. Det ena är för att vätningen på de ytor där tennet smälter blir bättre. Det andra är för att eliminera risken för whiskers på samma ytor. En åtgärd som iNEMI Tin Whisker User Group betraktar som säker är omsmältning. Har man (gamla) komponenter som inte klarar den temperaturen så tvingas man givetvis tulla på kraven alternativt byta till en komponent som tål en högre temperatur.

När det gäller keramiska chip-kondensatorer så är inte SAC305-processens maxtemperatur något problem utan det som är kritiskt är hastigheten på temperaturhöjningen (<3°C/s) och temperatursänkningen (<4°C/s). En av de mest problematiska komponenterna för tillfället är ytmonterade elektrolytkondensatorer som har ett mycket begränsat temperatur/tid-fönster. Därför gäller det att noga studera databladet och diskutera med leverantören/tillverkaren innan man väljer fabrikat.

Synpunkter på gamla komponenter i lager
Innan man kan använda gamla komponenter i en SAC305-process så krävs svar på tre frågor:
1.är komponenten RoHS-kompatibel?
2.klarar komponenten en SAC305-process, det vill säga minst 235°C?
3.vilken metallisering är det på termineringarna?
Ett nej på fråga 1 innebär att produkten inte blir RoHS-kompatibel. Risken att någon skulle upptäcka detta är förstås minimal men det viktiga är att någon måste ta ansvar för att använda komponenten ifråga. Svaren på fråga 2 och 3 är desto viktigare eftersom dessa direkt kan påverka tillförlitligheten hos den färdiga produkten.
Påverkas komponenten negativt av omsmältningstemperaturen så inverkar det på tillförlitligheten hos produkten.

Vid omsmältning är metalliseringen viktig utifrån flera aspekter. Innehåller termineringen bly kan det ge sämre tillförlitlighet vid temperaturcykling. Det kan också leda till att lodet väter upp på komponentbenet med för lite lod i fogen som följd. Termineringen kan vara blyfri men ändå orsaka problem om den snabbt löses upp i det blyfria lodet, exempelvis kondensatorer med silver/palladium-metallisering. Resultatet kan bli en fog med undermålig tillförlitlighet.

Allmän fråga om mönsterkort med kemiskt tenn och blyfri process
En fråga som jag har ställt till mig själv och till flera andra men ännu inte fått något riktigt bra svar på är följande. Vad händer med mönsterkort med kemiskt tenn och dubbelsidig omsmältning? Om man använder en temperatur på minst 235°C i lödfogarna vid den första omsmältningen kommer tennet på undersidan med stor sannolikhet också att smälta. Då finns det två scenarier: den första är att tennmängden är tillräckligt stor för att förtenna lödöarna. Det andra att tennmängden är så liten så att allt tenn förbrukas och bildar koppartenn-intermetall. I det första fallet så skulle resultatet kunna bli som en varmförtenning varför lödbarheten och hållbarheten teoretiskt skulle kunna bli bättre vid blyfri lödning än vid blyad! För att förbättra "varmförtenningen" skulle man kanske till och med flussa undersidan innan lödningen av första sidan? Om däremot det andra scenariot inträffar så skulle lödbarheten och hållbarheten försämras katastrofalt. Allmän fråga: Är det någon som har någon erfarenhet av detta?

Slutsats
Det mesta av produktens kvalitet avgörs i konstruktionsstadiet oavsett om man diskuterar komponenter, mönsterkort eller lödprocess. Långtidstillförlitligheten är ett av de stora osäkerhetsmomenten när det gäller RoHS eftersom vi, av naturliga skäl, saknar långtidsdata för blyfria produkter. De enda som kan sia om tillförlitligheten på 15-20 års sikt är spågummor med kristallkula. Vi kan endast våga oss på mer eller mindre kvalificerade gissningar. Under tiden måste vi förlita oss på att vi hela tiden tillämpar den senaste kunskapen för konstruktion och produktion.

Lars-Gunnar Klang

PS. Jag ser fram mot kommentarer och frågor kring krönikan liksom att läsa om "chipets" fortsatta öden och äventyr i LOWs krönika nästa vecka. Klicka här för att delta i debatten.
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2018-11-15 17:25 V11.9.0-2