Проблемы окисления контактных площадок печатных плат на производственных линиях обычно проявляются в виде соединений холодной пайки, паяных перемычек, надгробий и тусклых паяных соединений. Основная причина заключается в образовании оксидных пленок Cu?O или CuO на голой поверхности меди; как только толщина превышает 5 нм, она значительно замедляет растекание и смачивание сплавов олова и свинца или сплавов SAC305. Поскольку активаторы органических кислот в обычной паяльной пасте не могут эффективно проникнуть в этот плотный слой при комнатной температуре, перед печатью необходимо провести целенаправленную предварительную обработку окисленных площадок. В противном случае, независимо от того, насколько высока степень активности паяльной пасты (например, J-STD-004B, класс L3) или насколько точна пиковая температура оплавления (235℃±3℃), сохранить прочность паяного соединения будет сложно.
На этапе подготовки необходимо подтвердить, превышает ли время хранения печатной платы предел воздействия. Для подложек FR-4 при относительной влажности 40 % и температуре 25 ℃ окно паяемости голых медных площадок обычно составляет 72 часа. Если запасы превышают этот период, требуется хранение в азотной среде или возврат на завод для доработки OSP. Для оказания неотложной помощи на месте подготовьте разбавленный раствор соляной кислоты (объемное соотношение) с концентрацией 8% ± 0,5%, нейлоновые щетки 150 меш, безворсовые ткани, ионизирующие воздуходувки и печь с постоянной температурой (настроенная на 120 ℃ ± 2 ℃). Все инструменты необходимо заранее протереть IPA и высушить на воздухе, чтобы избежать попадания остатков силиконового масла или галогенов, которые в противном случае могут вызвать коррозию и утечку после оплавления.
In с точки зрения контроля основных параметров время травления строго ограничено 8–12 секундами. Слишком короткое время не приводит к удалению слоя CuO, а чрезмерное время вызывает перетравливание поверхности меди и приводит к дефектам микроотверстий. Давление чистки контролируется в диапазоне от 1,8 Н до 2,2 Н, что соответствует деформации сжатия головки щетки примерно 0,35 мм. Во время работы чистите в одном направлении с постоянной скоростью и углом наклона 30°; Возвратно-поступательное трение строго запрещено, чтобы не поцарапать края паяльной маски. После травления немедленно промойте 3 раза деионизированной водой с проводимостью ниже 2 мкСм/см, затем высушите в течение 15 минут при циркуляции горячего воздуха при температуре 60 ℃ и перенесите в духовку при температуре 120 ℃ на 30 минут для сохранения тепла для удаления микроскопической влаги. Пропуск этого шага приведет к образованию пустот внутри паяных соединений во время оплавления.
На этапе печати операции синхронно отрегулируйте натяжение трафарета до 45 Н/см2 ± 3 Н/см2 и установите угол ракеля на 58 ° ± 2 °, чтобы увеличить силу отрыва. При использовании паяльной пасты серии REL-600 фиксируйте температуру и влажность окружающей среды на уровне 22 ℃ ± 1 ℃ и относительную влажность 55% ± 5%, поскольку производные себациновой кислоты в этой паяльной пасте гидролизуются и преждевременно выходят из строя, когда влажность превышает стандарт. После печати размещение компонентов должно быть завершено в течение 30 минут; в противном случае испарение флюса приведет к повторной пассивации окисленных площадок. Давление установки установлено на уровне 0,12 МПа±0,01 МПа, чтобы обеспечить первоначальный механический контакт между выводами компонента и контактными площадками, обеспечивая эффективный путь передачи напряжения для последующего оплавления.
Если во время устранения аномалий в паяных соединениях наблюдается кольцевая усадка припоя с обнаженной медью в центре, это указывает на неполное травление. Проверьте, не находится ли концентрация соляной кислоты ниже 7,5% или время чистки менее 10 секунд. Если шарики припоя скапливаются в четырех углах площадки и высота паяного соединения мала, это вызвано тем, что температура сушки не достигает 120 ℃ или время выдержки составляет менее 25 минут. В этот момент остаточные гидроксильные группы на поверхности площадки препятствуют растеканию припоя. Если возникают всплески паяного соединения партии и испытание на осевое усилие ниже 50 гс, проверьте, превышает ли крутизна нагрева в третьей зоне печи оплавления 2,8 ℃/с. Чрезмерно высокий параметр приведет к сдуванию флюса с границы раздела до полного разложения оксидного слоя.
В качестве практических советов рекомендуется использовать РФА для определения содержания кислорода на поверхности меди после травления первого куска каждой партии. Показатель выше 0,8 мас.% расценивается как неудачная очистка. Для ежедневного тестирования сложите 10 печатных плат одной и той же модели, закрепите их в креплении из нержавеющей стали, смоделируйте старение в печи при температуре 120 ℃ в течение 24 часов, а затем проведите выборочную проверку, чтобы обратно оценить фактический срок службы паяемых печатных плат. Кроме того, при проектировании отверстий трафарета добавьте воронкообразную фаску толщиной 10 мкм на легко окисляемые участки (например, периферийные площадки BGA), чтобы улучшить скорость высвобождения паяльной пасты и компенсировать частичные потери на смачивание. Наконец, перед каждой сменой обязательно проверяйте активность травильного раствора с помощью медного зеркального образца. Когда на поверхности зеркала вместо пестрого белого тумана видна однородная радужная пленка, это указывает на то, что концентрация соляной кислоты все еще находится в пределах эффективного диапазона.
