Неисправности паяных соединений на позолоченных печатных платах ENIG чаще всего происходят в зоне пика оплавления. Основной причиной является кинетическое несоответствие межфазной реакции между паяльной пастой и слоем никеля/золота. Когда активность органических кислот в паяльной пасте слишком высока и пиковая температура превышает 235°C, слой золота ускоряет диффузию в паяное соединение, образуя хрупкую фазу AuSn4. Если слой никеля имеет микропоры или слишком высокое содержание фосфора, это дополнительно препятствует равномерному образованию Ni3Sn4. In В этом случае, даже если печать паяльной пасты заполнена и точность размещения соответствует стандарту, типичные дефекты, такие как темные паяные соединения и низкая сила нажима, все равно будут появляться.
Наши фактические испытания показали, что при использовании паяльной пасты с низким содержанием галогенов на основе канифоли (JIS Z 3284, класс ROL0) с платами ENIG, если толщина золота контролируется на уровне 0,05～0,1 мкм, а толщина никеля составляет ≥3,0 мкм, угол смачивания может стабильно удерживаться в пределах 25°. Однако, как только толщина золота превысит 0,15 мкм, даже при использовании паяльной пасты, заявленной как совместимой с ENIG, после оплавления на кромке паяного соединения все равно будет наблюдаться очевидное отслоение золотого кольца. Это показывает, что совместимость паяльной пасты не является простым вопросом выбора, а требует одновременной проверки динамического баланса между фактическими параметрами покрытия производителя печатной платы и толщиной оксидной пленки на металлическом порошке паяльной пасты.
Давление и скорость швабры должны быть отрегулированы в навесном механизме. Когда вязкость паяльной пасты составляет 750±50Па·с и скорость печати установлена на 45 мм/с, давление ракеля должно поддерживаться в пределах 5,2～5,8 кгс. В противном случае следы паяльной пасты, скорее всего, останутся на краю площадки платы ENIG. Этот след разрывается под действием поверхностного натяжения во время оплавления, образуя микропоры, особенно на концах припоя компонентов 0201, где вероятность возникновения достигает 67%. После перехода на паяльную пасту ENIG с индексом тиксотропности выше 3,8 процент отставания при тех же параметрах падает ниже 9%.
Отверстия трафарета необходимо обработать трапециевидными фасками. Когда для печати на платах ENIG используются обычные конические гальванопластиковые трафареты, излишки паяльной пасты имеют тенденцию скапливаться на краях отверстия контактной площадки. Этот избыток материала разбрызгивается под воздействием сильного испарения флюса на ранней стадии оплавления, вызывая образование мостов между соседними площадками. Когда-то мы использовали одну и ту же паяльную пасту на платах OSP с нулевыми дефектами, но на платах ENIG короткие замыкания выводов устройства QFP происходили в трех последовательных партиях. В конце концов было подтверждено, что трафарет не был нанополированным, что привело к недостаточному высвобождению паяльной пасты.
Скорость цепи печи оплавления должна строго соответствовать диапазону активных температур паяльной пасты. Для определенной партии паяльной пасты ENIG с Tg 132°C и активной пиковой температурой 178°C, если скорость цепи слишком высока и время пребывания в зоне выдержки составляет менее 65 секунд, остаточный флюс превысит стандарт, поверхность паяного соединения станет белой, а процент пропущенных оценок при ICT-тестировании увеличится. И наоборот, если скорость цепи слишком низкая и пиковая зона превышает 52 секунды, растворение золота увеличивается на 23%. РФА-тестирование показывает, что содержание Au в паяном соединении достигает 0,81% по массе, что намного превышает верхний предел в 0,5% по массе, указанный в IPC-J-STD-004B.
