16 подписчиков
💬 Каковы вероятные причины плохой паяемости плат с горячим лужением (HASL) со стороны изготовителя плат?
При возникновении проблем с качеством печатных плат изготовители электроники обращаются к поставщику, чтобы выяснить причину дефектов и избежать их повторения. Снижение паяемости — это проблема, на которую поставщик после проведения некоего анализа чаще всего отвечает "ищите проблему в процессе монтажа или хранения". Ситуация осложняется ещё и тем, что всегда можно сослаться на условия хранения плат на стороне заказчика, о которых поставщику плат доподлинно ничего не известно. Позицию поставщика можно понять — далеко не все заказчики следят за условиями хранения.
Итак, рассмотрим горячее лужение и основные причины, из-за которых по вине изготовителя плат может снижаться паяемость вплоть до неудовлетворительной.
⚠️ Наличие интерметаллических соединений.
Простыми словами — критически высокое содержание меди в припое. В результате этого на поверхности контактных площадок образуется устойчивая оксидная пленка.
Откуда берется медь? Все дело в том, что покрытие наносится методом погружения плат в ванну расплавленным припоем. Во время процесса при серийном производстве с каждой платы при погружении смывается небольшое количество меди. 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. При сознательной экономии изготовитель будет склонен списывать снижение паяемости на условия хранения.
⚠️ 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. 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 будут далеко не все площадки, а скорее всего лишь некоторые - те, на которых толщина оказалась наименьшей.
Спецификация ГРАН оговаривает толщину лужения в рамках 1-40 мкм и этот параметр проверяется на выходном контроле.
⚠️ Загрязнения на поверхности площадок
Здесь возможны различные сценарии, не будем заострять на них внимание — загрязнения различимы в микроскоп и распознать их проще всего.
Также, возможна и совокупность описанных выше факторов, где вес каждого фактора может быть разным.
✅ Проверить толщину покрытия можно с помощью XRF-анализа (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). Проводить анализ следует до попыток монтажа проверяемой платы.
2 минуты
24 июля 2024