Дендриты — металлические «усики» между дорожками, которые со временем могут дать короткое замыкание.
Для их роста всегда нужны три вещи:
1. Влага или остатки флюса которые "напитались" водой
2. Ионы – растворённые соли/активаторы из флюса
3. Постоянное напряжение между выводами.
Без воды дендрит не растёт, даже если флюс очень активный.
Чтобы исключить этот дефект проводят ECM тест: SIR пластину с флюсом проводят через термопрофиль и подают туда напряжение с ограничением тока. Далее ее кладут в климатическую камеру с 85% влажности и 85 нагрев.
Механизм появления дендрита:
1. Гигроскопичные остатки флюса впитывают воду из воздуха - образуется электролит
2. На аноде (+) начинает растворяться металл:
• Cu → Cu²⁺ + 2e⁻
Металл отдаёт электроны, и в растворе возле анода накапливаются катионы Cu²⁺/Sn²⁺.
3. Если вокруг есть подвижные кислоты/галогениды, они ускоряют растворение этих ионов в остатке флюса
4. Далее ионы металлов "плывут" по "влажному пути" к катоду (-):
• Cu²⁺, Sn²⁺ двигаются в сторону «минуса» (катода).
• Анионы (Cl⁻, RCOO⁻) — наоборот, в сторону «плюса»
5. На катоде (-) ионы превращаются обратно в металл, ионы получают свои электроны:
• Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰
• Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn⁰
И начинают осаждаться в виде металла. Далее на этот выступ летят следующие ионы по проводящей дорожке и формируется усик с ответвлениями. Далее он дорастает до анода и происходит КЗ.
Надеюсь я объяснил максимально просто. На деле всё еще проще, чем кажется. Добиться роста дендритов в нормальной электронике довольно трудно.
Если флюс проходит SIR-тест и тест на коррозию, то с очень высокой вероятностью он пройдёт и ECM-тест.
Почему так?
• Современные безгалогенные флюсы крайне неохотно образуют проводящие дорожки
• Карбоновые кислоты, особенно с длинной цепочкой, — тяжёлые молекулы и они впринципе плохо растворяются в воде
• Чего не скажешь о флюсах с галогенидами, которые отлично впитывают влагу и формируют проводящие пути. Если в остатке будут гигроскопичные компоненты то дендриты вполне вероятны.
Поэтому в Sigma NC-560 мы принципиально ушли от гигроскопичных компонентов
— Без галогенидов
— Используемый растворитель не растворяется в воде
— Основной активатор подобран с длинной цепью и как следствие плохой растворимостью в воде (4 грамма на литр).
— При пайке растворитель испаряется, а немногочисленные ионы имеют большой размер и запечатываются в канифольной матрице.
В результате NC-560 максимально безопасен по дендритам и утечкам для ответственных применений. При необходимости легко смывается.
Факты для этой статьи взял отсюда