As falhas nas juntas de solda em PCBs banhados a ouro ENIG ocorrem principalmente em torno da zona de pico de reFluxo. A causa raiz é a incompatibilidade cinética na reação interfacial entre a pasta de solda e a camada de níquel/ouro. Quando a atividade do ácido orgânico na pasta de solda é muito alta e a temperatura máxima excede 235°C, a camada de ouro acelerará a difusão na junta de solda para formar a fase frágil AuSn4. Se a camada de níquel tiver microporos ou um teor excessivamente alto de fósforo, inibe ainda mais a formação uniforme de Ni3Sn4. In Neste caso, mesmo que a impressão da pasta de solda esteja completa e a precisão de posicionamento atenda ao padrão, defeitos típicos, como juntas de solda escuras e baixa resistência ao empuxo, ainda aparecerão.
Nossos testes reais descobriram que ao usar pasta de solda com baixo teor de halogênio à base de resina (JIS Z 3284 Classe ROL0) com placas ENIG, se a espessura do ouro for controlada em 0,05~0,1μm e a espessura do níquel for ≥3,0μm, o ângulo de molhamento pode ser mantido de forma estável dentro de 25°. No entanto, uma vez que a espessura do ouro exceda 0,15 μm, mesmo usando pasta de solda considerada compatível com ENIG, o descascamento óbvio do anel de ouro ainda aparecerá na borda da junta de solda após o refluxo. Isso mostra que a compatibilidade da pasta de solda não é uma questão de seleção simples, mas requer verificação simultânea do equilíbrio dinâmico entre os parâmetros reais de revestimento do fabricante do PCB e a espessura do filme de óxido no pó metálico da pasta de solda.
A pressão e a velocidade do rodo devem ser ajustadas na ligação. Quando a viscosidade da pasta de solda é 750±50Pa·s e a velocidade de impressão é definida para 45mm/s, a pressão do rodo deve ser mantida entre 5,2~5,8kgf. Caso contrário, é provável que o rastro da pasta de solda permaneça na borda da placa ENIG. Este rastro é rompido pela tensão superficial durante o refluxo para formar microvazios, especialmente na extremidade da solda dos componentes 0201, onde a probabilidade de ocorrência chega a 67%. Depois de mudar para pasta de solda ENIG com índice tixotrópico acima de 3,8, a taxa de fuga sob os mesmos parâmetros cai abaixo de 9%.
As aberturas do estêncil devem ser tratadas com chanfro trapezoidal. Quando estênceis eletroformados cônicos convencionais são usados para impressão em placas ENIG, o excesso de pasta de solda tende a se acumular na borda da abertura da almofada. Este excesso de material espirra sob o violento impacto de volatilização do fluxo no estágio inicial do refluxo, causando pontes entre as almofadas adjacentes. Certa vez, usamos a mesma pasta de solda em placas OSP com zero defeitos, mas em placas ENIG, ocorreram curtos-circuitos nos pinos do dispositivo QFP em três lotes consecutivos. Foi finalmente confirmado que o estêncil não foi nanopolido, resultando em liberação insuficiente de pasta de solda.
A velocidade da corrente do forno de refluxo deve corresponder estritamente à faixa de temperatura ativa da pasta de solda. Para um determinado lote de pasta de solda ENIG com uma Tg de 132°C e uma temperatura de pico ativa de 178°C, se a velocidade da corrente for muito rápida e o tempo de residência na zona de imersão for inferior a 65 segundos, o fluxo residual excederá o padrão, a superfície da junta de solda ficará branca e a taxa de julgamento perdido nos testes de TIC aumentará. Por outro lado, se a velocidade da corrente for muito lenta e a zona de pico exceder 52 segundos, a dissolução do ouro aumenta 23%. O teste XRF mostra que o conteúdo de Au na junta de solda atinge 0,81% em peso, excedendo em muito o limite superior de 0,5% em peso especificado no IPC-J-STD-004B.
