In При SMT-пайке печатных плат с толстым слоем золота явление усадки кромки паяного соединения и неполное смачивание припоем края площадки по существу вызвано недостаточной смачиваемостью паяльной пасты. Прямым триггером является то, что когда толщина поверхностного слоя золота ENIG превышает 0,15 мкм, это ускоряет расход активных компонентов на основе органических кислот в паяльной пасте; в то же время чрезмерно толстый слой золота препятствует нормальному зародышеобразованию интерметаллида Ni3Sn4. Практическое решение требует использования оптического прибора для измерения угла контакта для фактического измерения угла смачивания припоем на поверхности контактной площадки при пиковой температуре оплавления 245°C. Если угол превышает 55°, это расценивается как нарушение смачивания. Профилактические меры включают в себя установление четкого требования к контролю толщины золота ≤0,075 мкм для производителей печатных плат на этапе входного контроля материалов, а также приоритезацию проверки продуктов паяльной пасты средней и высокой температуры, содержащих сильные восстанавливающие активаторы на основе аминов, при выборе паяльной пасты.
После печати паяльная паста на толстых золотых контактных площадках печатной платы демонстрирует явные сферические скопления и зубчатые прерывистые края, что указывает на серьезное несоответствие межфазной энергии между паяльной пастой и подложкой. In Помимо чрезмерной толщины слоя золота, это также усугубляется остатками OSP или высокой пористостью слоя химического никеля, что приводит к образованию локальных барьеров смачивания. Практическое решение должно использовать чистый стенд класса 100 со стереомикроскопом с 50-кратным увеличением для сканирования области за областью морфологии печати и одновременного использования XRF для подтверждения одноточечного распределения толщины золота. Если локальное колебание толщины золота превышает ±0,02 мкм, партию печатных плат необходимо немедленно вывести из эксплуатации. Профилактические меры включают увеличение соответствующего отверстия для площадок печатной платы с толстым золотом на 5% во время проектирования апертуры трафарета, чтобы компенсировать задержку смачивания, а также выполнение трех проверочных прогонов оплавления на стандартной испытательной плате с одной и той же паяльной пастой перед каждой сменой продукта.
После оплавления на поверхности паяного соединения появляются регулярные усадочные полости, центральные углубления или скопление припоя в одном углу площадки, что является типичным проявлением затрудненного прогрессирования смачивания припоем. Основная причина заключается в том, что флюс уже полностью разложился на этапе предварительного нагрева и не может поддерживать достаточный градиент поверхностного натяжения выше ликвидуса. Практическое решение требует снижения скорости нагрева второй зоны печи оплавления с 1,2°С/с до 0,8°С/с, одновременного увеличения температуры зоны выдержки со 150°С до 165°С и увеличения продолжительности на 30 секунд для полного высвобождения остаточной активности флюса. Превентивные меры включают запрет на совместное производство печатных плат с толстым золотом и обычных плат FR-4; Параметры профиля оплавления необходимо задавать самостоятельно, а для фактического измерения стабильности температурной кривой печи каждые 4 часа необходимо использовать термопары.
Проверка AOI показывает, что микросоединения холодной пайки обычно присутствуют в четырех углах площадок устройства QFN. При увеличенном наблюдении видно, что припой покрывает только 30% внутренней площади площадки. Это явление асимметричного смачивания возникает из-за анизотропной теплопроводности печатных плат с толстым слоем золота, вызывающей отставание температуры на краях контактных площадок, что усугубляется неполным удалением оксидной пленки оловянного порошка в паяльной пасте. Практическое решение требует добавления процесса предварительного обжига при 120°C в течение 60 секунд под защитой азота перед размещением и изменения соответствующего отверстия трафарета с квадратного на скошенное, чтобы уменьшить сопротивление потоку припоя. Профилактические меры включают в себя требование к поставщикам предоставлять отчет об испытаниях скорости смачивания в среде азота при покупке паяльной пасты; данные должны включать значения изменения диаметра разброса с интервалом 5°C в диапазоне 230°C~245°C.
Первая проверка изделия обнаружила, что паяные соединения резистора 0201 имеют тусклый блеск, размытые контуры и значение испытания на осевое усилие ниже 8 гс, что указывает на недостаточную интерметаллическую реакцию в процессе смачивания паяльной пасты. Основная причина заключается в том, что слой никеля печатных плат с толстым слоем золота имеет чрезмерные дефекты решетки из-за недостаточной термической обработки после гальваники, что не может поддерживать стабильный рост IMC. Практическое решение должно подвергнуть текущую партию печатных плат вторичному старению при температуре 180°C в течение 120 минут, а затем использовать EDS, чтобы определить, достигает ли атомное соотношение Ni/Sn поперечного сечения паяного соединения 1,2:1. Профилактические меры включают включение параметров процесса отжига слоя никеля в обязательные элементы аудита при аттестации поставщика; любой производитель, не имеющий оборудования для непрерывного отжига с защитой от азота, будет отклонен для допуска.
