🟧 Плохая или сниженная паяемость — это проблема, на которую производства печатных плат часто отвечают очень просто: "ищите проблему в процессе монтажа и хранения".
Изготовителя платы в такой ситуации отчасти можно понять.
- Во-первых, мало кто из заказчиков предоставляет всю необходимую информацию для проведения анализа, хотя в случае с вопросами паяемости любых покрытий это критически важно.
- Во-вторых, об условиях хранения, сроках годности материалов для пайки и ошибках при выборе параметров монтажа производству плат доподлинно ничего не известно.
🟧 Наш опыт в решении подобных проблем говорит о том, что причины снижения паяемости со стороны процесса изготовления платы, в случае с HASL, вполне конкретны. Они сводятся к трем основным пунктам.
❗️1. Наличие интерметаллических соединений
Простыми словами — критически высокое содержание меди в припое, покрывающем плату. В результате этого на поверхности контактных площадок образуется устойчивая оксидная пленка.
Откуда берется медь? Дело в том, что покрытие наносится методом погружения плат в ванну расплавленным припоем. Во время этого процесса при серийном производстве с каждой платы при погружении смывается небольшое количество меди (и других загрязнений). Эта медь остается в ванне и накапливается. Если на производстве не производят контроль концентрации Cu, либо сознательно экономят на своевременном обслуживании - рано или поздно получатся платы, которые будут плохо паяться.
✅ Во время регулярных аудитов мы проверяем наличие регламента по контролю чистоты ванны с припоем и его соблюдение.
❗️2. Толщина слоя припоя
Медь может появиться на поверхности облуженных площадок и создать проблемы не только из-за ее изначального наличия в припое. С течением времени медь мигрирует к поверхности площадок сквозь слой олова. Скоростью данного процесса обусловлен гарантийный срок на паяемость HASL — 12 месяцев. На этот процесс никак не влияют условия хранения плат - они могут быть идеальными. При очень тонком слое олова, менее 1 мкм, медь образует на поверхности интерметаллические соединения и оксидную пленку уже через 3-6 месяцев после изготовления плат. Ситуация усугубляется тем, что IPC не регламентирует толщину лужения. Плохо паяться в таком случае будут далеко не все площадки, а скорее всего лишь некоторые - те, на которых толщина оказалась наименьшей.
✅ В ГРАН мы регламентируем толщину лужения для всех производств в диапазоне 1-40 мкм. Этот параметр всегда проверяется на выходном контроле и заносится в сертификат качества.
❗️3. Загрязнения поверхности контактных площадок
Здесь возможны различные сценарии, но на данном вопросе мы не будем заострять внимание, поскольку загрязнения обычно различимы в микроскоп и определить их наличие проще всего по сравнению с двумя описанными выше отклонениями.
Также, возможна и совокупность описанных выше факторов, где вес каждого фактора может быть разным.
✅ В случае необходимости проведения анализа, проверить толщину покрытия можно с помощью метода XRF (X-ray fluorescence analysis), либо изготовив микрошлиф, а химический состав, который покажет наличие меди, окисления и загрязнений - методом EDS-спектроскопии (Energy-dispersive X-ray spectroscopy).
