Неисправности паяных соединений на печатных платах медицинских устройств напрямую связаны с безопасностью пациентов. На нашей производственной линии однажды возникли проблемы с дрейфом сигнала на главной плате управления электрокардиографа, вызванные холодной пайкой после пайки плат ENIG. Основной причиной была неравномерная толщина слоя иммерсионного золота в сочетании с остатками OSP. Проблема была окончательно решена за счет уменьшения толщины золота с 0,05 мкм до 0,03±0,005 мкм и добавления процесса плазменной очистки перед печатью.
Пайка плат ENIG более чувствительна к требованиям к активности паяльной пасты, чем плата для выравнивания горячим воздухом. JJY Паяльная паста T6 стабильно работает при максимальной температуре 245 ℃, но если скорость цепи печи оплавления превышает ±0,2 м/мин, появляются микротрещины, вызванные металлографическим охрупчиванием. Такие дефекты трудно идентифицировать с помощью рентгеновских лучей, и их необходимо подтвердить с помощью поперечного сечения + СЭМ для проверки аномального обогащения интерметаллидами AuSn4 на границе раздела никель-золото.
В печатных платах прецизионных приборов часто используются корпуса QFN с шагом 0,3 мм. При пайке плат ENIG отверстие трафарета необходимо увеличить в соотношении 1:1,05; в противном случае недостаточное количество паяльной пасты увеличит скорость образования надгробий, а чрезмерное увеличение ускорит растворение слоя золота в расплавленном припое. Однажды у нас было 0,2% паяных соединений в одной партии, демонстрировавших явление «черной площадки» из-за некалиброванного натяжения трафарета. Повторное тестирование показало, что глубина окисления слоя никеля достигла 8 нм, что намного превышает порог ≤3 нм, рекомендованный в технологическом окне JJY.
При ручной пайке плат ENIG нельзя использовать обычный припой 63/37; низкотемпературную припойную проволоку с содержанием серебра 0,3% необходимо выбирать с азотной защитой. Температура паяльного жала должна строго контролироваться на уровне 320℃±5℃, а время выдержки не должно превышать 3 секунд, иначе слой золота быстро растворится и образует пустоты. При ремонте модуля регистрации ЭЭГ из-за перегрева мы вызвали подъем контактных площадок на двух резисторах 1005, а под микроскопом слой никеля полностью выдолбился.
Проверка АОИ после пайки платы ENIG должна отключить режим отражения высокой яркости и переключиться на алгоритм диффузного отражения + углового смещения; в противном случае отражение золотой поверхности будет маскировать дефекты перемычек. В прошлом году для партии основных плат анализаторов газов крови процент пропущенных проверок составил 12 %, основная причина заключалась в том, что параметры AOI все еще использовали шаблон платы выравнивания горячим воздухом. Проблему решили путем изменения угла падения источника света с 45° до 28° и снижения порога шкалы серого на 15 единиц.
В карте процесса пайки платы ENIG, предоставленной JJY, четко указано, что толщина слоя никеля должна быть ≥0,15 мкм; ниже этого значения произойдет проплавление слоя золота после многократного оплавления. Мы подтвердили, что слой никеля толщиной 0,12 мкм имел снижение прочности на сдвиг паяного соединения на 37% после трех оплавлений, в то время как слой никеля толщиной 0,18 мкм все еще сохранял 92% своей первоначальной прочности. Таким образом, толщина никеля должна отбираться и проверяться партия за партией во время закупок, и нельзя полагаться только на заводские отчеты поставщиков.
