Пайка позолоченных печатных плат — это не просто нанесение паяльной пасты и прохождение ее через печь оплавления; это требует одновременного рассмотрения структурных характеристик позолоченных площадок печатных плат, обработанных ENIG, где толщина слоя золота обычно составляет 0,05–0,1 мкм, а толщина слоя никеля – 3–5 мкм. Если активность флюса в паяльной пасте слишком слабая, он не сможет полностью смочить золотую поверхность; если активность слишком сильна, это ускорит растворение золота в расплавленном припое, что приведет к частому охрупчиванию паяных соединений и явлениям черной контактной площадки.
На производственной линии мы проверили, что бессвинцовая паяльная паста SN96.5AG3.0CU0.5, поставляемая JiaJinYuan, в сочетании со специальным не требующим очистки флюсом на основе канифоли, в условиях оплавления с максимальной температурой 235°C и временем выше ликвидуса 65 секунд стабильно контролирует угол смачивания на контактных площадках толщиной 0,075 мкм с точностью до 22°, а рентгеновский контроль показывает, что уровень внутренних пустот в паяных соединениях составляет менее 1,8%, что снижает уровень пустот примерно на 40% по сравнению с обычной паяльной пастой при тех же параметрах.
Перед пайкой SMT необходимо убедиться, что срок хранения печатной платы не превышает шести месяцев, а влажность окружающей среды поддерживается на уровне от 30% до 60% относительной влажности; в противном случае утолщение оксидной пленки на поверхности слоя никеля существенно ослабит паяемость слоя золота. В печи для оплавления азотом, используемой для пайки позолоченных печатных плат JiaJinYuan, измеренное содержание кислорода стабильно поддерживается в диапазоне 85–95 частей на миллион в течение длительного времени, что улучшает качество поверхности паяных соединений, одновременно снижая риск аномального утолщения медно-никелевого интерфейса IMC.
Отверстия трафарета должны быть спроектированы в соотношении 1:1 в соответствии с размерами контактной площадки с дополнительной компенсацией площади 5 %; давление ракеля устанавливают в диапазоне 2,8–3,2 кгс, а скорость печати контролируют примерно на уровне 35 мм/с. Это обеспечивает полное высвобождение паяльной пасты без локального износа золотого слоя за счет экструзии. Однажды мы обнаружили, что после непрерывной печати 32 печатных плат из определенной партии золотой слой на краю контактной площадки 33-й платы отслаивался; первопричиной было то, что угол ракеля отклонился от стандартного значения на 0,5 градуса и не был вовремя откалиброван.
Проверка AOI не может только проверить, соответствует ли площадь покрытия паяльной пастой стандарту; необходимо также обратить внимание на наличие микротрещин или усадочных углублений на краях паяльной пасты. Такие дефекты с высокой вероятностью перерастут в растрескивание паяных соединений или эффект «голова в подушке» после оплавления. Решение JiaJinYuan для пайки позолоченных печатных плат требует установки порога распознавания AOI на уровне отклонения объема паяльной пасты ± 8% и отклонения высоты ± 12 мкм в сочетании с частотой выборки SPI, равной одной плате на каждые десять плат, чтобы эффективно перехватывать риски на ранней стадии.
При ремонте и доработке категорически запрещается использовать обычный паяльник для непосредственного нагрева позолоченных площадок; необходимо использовать термофен с азотным соплом, температуру установить на уровне 320°C, время одноточечной продувки не должно превышать 8 секунд. В противном случае слой никеля подвергнется искажению решетки из-за местного перегрева, что приведет к плохому смачиванию или выступам паяного соединения во время последующей вторичной пайки. Статистически установлено, что частота отказов колодок, переработанных более трех раз, достигает 67%, из них 82% связано с термическим повреждением слоя никеля, а не с расходом слоя золота.
