Печатные платы для очень низких температур

У нас есть требование, чтобы печатные платы использовались при температурах до -200°C. Существуют ли определенные типы припоев, предназначенные для очень низких температур? Что бы вы порекомендовали для обработки поверхности печатных плат?

Стоит взглянуть на припои на основе индия. Чистый индий используется для уплотнений в криогенных приложениях и определенно годитсяи в вашем случае. Он плавится при 156,4°С. В этом диапазоне также можно использовать припои с высоким содержанием индия.

Что касается финишной поверхности, вам, конечно же, не нужно покрытие на основе припоя, но вы должны быть уверены, что выбранное покрытие хорошо работает с индиевыми припоями. У производителя припоя могут быть особые рекомендации.

Также следует внимательно посмотреть на материал самой платы, на ламината, которые вы выбираете. Сама печатная плата становится чрезвычайно хрупкой при низких температурах. Альтернативный ламинат, возможно, перфторированный материал, может работать в этом отношении лучше, чем эпоксидная смола.

Fritz Byle, Process Engineer, Astronautics

Зависит от приложения. Если изделие будет просто находиться при таких низких температурах и не подвергаться никаким изменениям температуры или механическим нагрузкам, то большинство, если не все существующие материалы, должны подойти.

Ключевым исключением является чистое олово, которое при таких температурах может подвергнуться изменениям из-за «оловянной чумы». Что потенциально повлияет на лужение и бессвинцовый припой. Припои SnPb или с высоким содержанием Pb должны хорошо подходить, а также покрытия HASL, серебром и ENIG.

Dr. Craig D. Hillman, CEO & Managing Partner, DfR Solutions

Я думаю, что при таких низких температурах основной проблемой будет паяные соединения.

Что касается покрытия, то я бы рекомендовал держаться подальше от ENIG. Из-за хрупкости никеля. В зависимости от тепловых циклов, используемых при сборке, я бы порекомендовал применять обычный припой.

Для бессвинцовых сборок я бы порекомендовал иммерсионное олово или серебро или использование бессвинцового припоя Nihon Superior SN100 HAL.

Paul Reid, Program Coordinator, PWB Interconnect Solutions

Припой 100 In (плавится при 157°C) исторически использовался для космических применений и для криогенной герметизации, где температуры близки к абсолютному нулю. Так что это будет то, что надо. 100 In может производиться в виде паяльной пасты с флюсом, характерным для In.

Для обработки поверхности печатных плат предпочтительнее использовать ENIG. Учитывая требования к конечной надежности и потенциальное соединение проводов, может потребоваться толстая металлизация Au (1-3 микрона).

В отличие от припоев на основе Sn, проблема охрупчивания Au при 100 In отсутствует даже для толстого Au, поскольку скорость растворения Au в In в 13 раз меньше, чем у Au в Sn.

Karthik Vijay, Technical Manager — Europe, Indium Corp.

Подробнее в Обсуждении. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: