Данная проблема часто встречается на платах с иммерсионным оловом в качестве финишного покрытия медных проводников.
После того, как печатная плата, будь то FR4 или алюминий, прошла через конвекционную печь, на тех контактных площадках, где не была нанесена дополнительно паяльная паста и где, соответственно, нет компонента, исчезает иммерсионное покрытие. То есть площадка становится медно-оловянного цвета. А из-за того, что проявилась медь и она успела погреться в печи на открытом воздухе, она окислилась и такая площадка ужасно плохо поддаётся ручной пайке. После автоматического монтажа очень часто есть необходимость что то на платы допаивать.
Откуда может рождаться данная проблема?
Поглощение медью иммерсионного олова очень сильно похоже на проблему с появлением черных точек на иммерсионном золоте. Только в случае с иммерсионным золотом чаще всего это проблема нарушения техпроцесса осаждения золота, где никель, который находится между медью и золотом, успевает чуть деградировать и золото на него осаждается некачественно, образуя открытые места, через которые виден никель. Соответственно если на никеле нет золота, то он окисляется и практически не паяется. В общем то задача иммерсионного золочения сводится к защите от окиси никелевого подслоя. Во время пайки золото растворяется в припое и соединяется с никелем, образуя паяное соединение.
С иммерсионным оловом похожая история и есть следующие проблемы:
- Первая ключевая проблема - нарушение технологии производства платы. Между медью полигонов и иммерсионным оловом должно наноситься органическое соединение, задача которого предотвратить диффузию олова в медь. Это делается на предприятии, которое производит печатную плату. Соответственно тонкий оловянный слой уже на этапе его нанесения уже частично поглотился медью.
- Вторая проблема - для монтажа компонентов на такую печатную плату изготавливается трафарет, в котором часто не оставляют аппертур для неиспользованных площадок. И что у нас получается? Паяльная паста на пустую площадку не нанесена. Проникновение олова в медь уже началось, но пока этого не видно. После печи оплавления остатки иммерсионного олова ещё больше проникают в медь, оголяя её и запуская процесс окисления, после которого такая контактная площадка очень плохо паяется. Решить проблему можно достаточно просто - сделать аппертуры в трафарете для всех площадок на печатной плате. Таким образом мы добавляем на площадки олова и это позволит не оголять медные полигоны и паяться площадка будет хорошо.
- Третья проблема - температура конвекционной печи. Тут всё просто, чем выше температура в печи, тем выше способность к диффузии между оловом и медью и уже не имеет особого значения имеющийся защитный органический слой. При высоких температурах начинается взаимное поглощение. Поэтому минимизировать риск можно просто - необходимо производить оплавление в печи в диапазоне температур 235-245 градусов. Это конечно идеальное решение. Но ни в коем случае не выходить выше 255 градусов, так как диффузия олова и меди сильно ускоряется.
- Четвертая проблема и тоже достаточно серьезная - срок хранения плат с иммерсионным оловом. Вы удивитесь, но чем выше температура в помещении, где хранятся эти печатные платы и чем тоньше на них слой иммерсионного олова, тем быстрее происходит диффузия металлов без внешнего воздействия. То есть через полгода вы можете взять плату в руки и не обнаружить олова вообще и там будет проступать медь. А через год может произойти полное размешивание между медью и оловом и такая контактная площадка паяется очень плохо. Проще будет заказать новые платы. Поэтому важное условие - чем быстрее вы пустите плату в монтаж после производства, тем лучше будет паяное соединение и тем легче будут паяться контактные площадки на ней. Экономить на толщине оловянного покрытия точно не стоит. Ну и хранить печатные платы и компоненты нужно в шкафах сухого хранения.
Обязательно посмотрите моё новое видео на эту тему!
Вроде бы всё) Не совершайте ошибок и делайте всё правильно)
