Bezołowiowa pasta lutownicza do systemów elektronicznych
W celu pomyślnego konkurowania z produktami pochodzącymi z Ameryki oraz Azji, Europa powinna opracować przyjazną środowisku technologię połączeń o wysokim zagęszczeniu elementów. Opracowanie lutów bezołowiowych w ramach projektu IMECAT umożliwi producentom europejskim na dalsze prowadzenie działań biznesowych na lokalnych i zagranicznych rynkach po wprowadzeniu zakazu stosowania lutu z zawartością ołowiu. Prace nad projektem IMECAT przyniosły opracowanie bezołowiowej pasty lutowniczej znajdującej zastosowanie w poprawnej ekologicznie technologii montażu systemów elektronicznych. W skład konsorcjum weszło dziewięciu partnerów z pięciu różnych państw członkowskich, w tym firma W.C. Heraeus GmbH & Co. KG, ze swoją ekspertyzą w dziedzinie opracowań elektronicznych oraz komercjalizacji materiałów do technologii połączeń. Zespół pracowników z firmy Heraeus opracował standardową pastę lutowniczą zawierającą proszek lutowniczy „typu 3” ze stopem cyny/srebra/miedzi, zawieszony w medium topnika. Przebadano rozmaite czynniki obejmujące jakość lutowania, nadruk pasty lutowniczej oraz odporność na korozję. Jakość procesu lutowania została podwyższona poprzez zastosowanie działania zwilżającego oraz przez testowanie koalescencji lutu, realizowane zarówno w normalnym otoczeniu, jak też w atmosferze azotu. Koalescencja proszku lutowniczego może powodować zwarcia, co ma wpływ na niezawodność urządzeń, zwłaszcza gdy stają się one coraz bardziej zminiaturyzowane. Przebadano także rozmaite czynniki wpływające na sam proces drukowania, a więc obejmujące zdolność do tworzenia miniaturowych rastrów, trwałość matrycy, a także charakterystyki osiadania na zimno i na gorąco. Osiadanie łączy się z opadaniem nałożonego lutowia z powodu działania grawitacji, co jest szczególnie niepożądane, ponieważ powoduje rozpływ materiału poza obszar gdzie został on początkowo nałożony. Pod koniec etapu testowania, opracowana pasta porównana została z dwoma innymi produktami wprowadzonymi już do otwartego handlu. Pasta ta jest obecnie standardowym produktem, także dostępnym w otwartym handlu. Pracownicy naukowi z firmy Heraus opracowali też pastę bezołowiową do procesu bumping (płytek), z wykorzystaniem proszku lutowniczego „typu 6”, zawierającego najmniejsze otrzymane dotąd cząsteczki, oraz uznanego, według specyfikacji norm krajowych i międzynarodowych, za najdrobniejszy dostępny na rynku. Grupa pracowników przetestowała cztery różne stopy bezołowiowe, z których najodpowiedniejszy okazał się SnAg4Cu0,5, stanowiąc bazę do standaryzacji nowatorskiego produktu dostępnego dla wytwórców oraz zainteresowanych odbiorców.
