Анализ на повредата при запояване на печатни платки: от местоположението на дефекта до първопричината за напукване

При производството на печатни платки (PCBA), лошата спояемост на подложките е основната причина за дефекти при запояване, които обикновено се проявяват като неомокряне, полуомокряне, свиване на калай, лошо проникване на калай, мехурчета от отвори, виртуално запояване, студено запояванеи др. Анализът на повреди не е просто подмяна на материали, а стандартизиран процес на наблюдение на място → подготовка на пробата → откриване на инструмента → определяне на механизма → проверка на процеса, за да се локализира точно първопричината за дефектите и да се избегне повторна поява.

Стъпка 1: Събиране на дефекти на място и предварителна оценка

1. Без намокряне: спойката изобщо не се разнася, металът на контактната площадка е оголен и няма адхезия → Има голяма вероятност контактната площадка да е силно окислена, замърсена с органични вещества и покритието да се повреди напълно;

2. Полумокрящ: припоят първо се разпространява и след това се прибира, частично е оголен → локални дефекти в покритието, леко окисление и недостатъчна активност на флюса;

3. СвиванеПрипоят се свива в сферична форма и само точки са прикрепени към → повърхностната енергия е изключително ниска, силно замърсяване и OSP филмът е напълно унищожен.

4. Слабо проникване на калай: стената на отвора не е омокрена → замърсяване на стената на отвора, изтичане на покритие, недостатъчно предварително нагряване и твърде кратко време за запояване чрез потапяне;

5. Балончета с пинхол: кухини в спойката → платката абсорбира влага, водни пари от флюса и разлагане на оксидния слой на подложката;

6. Черните дискове са съпроводени с неомокряне: ENIG подложките са почернели → типична корозионна повреда от никеловия слой.

Стъпка 2: Стандартизирана проверка за повторно тестване на спояемостта

Стъпка 3: Задълбочено тестване на лабораторни инструменти

1. Металографски микроскоп / SEM сканиращ електронен микроскоп Наблюдавайте микроскопската морфология на подложката: дебелина на оксидния слой, дупки в покритието, лющене, черен никел, нишки, органични остатъци и морфология на IMC слоя. SEM може да бъде увеличен до хиляди пъти, за да се идентифицират ясно наномащабни дефекти, като корозирали дупки в никеловия слой на черните дискове на ENIG, пукнатини от счупване на OSP филм.

    
    
2. EDS енергийна спектроскопия Открива елементарния състав на повърхността на подложката: ако има високо съдържание на O (кислород), това показва силно окисление; високо съдържание на C (въглерод), което доказва органично замърсяване; високо съдържание на S (сяра)/Cl (хлор), което доказва корозия от сулфидни/хлоридни йони; подложките ENIG имат твърде ниско съдържание на Au и ненормално съдържание на Ni, което доказва, че покритието е неефективно.

    
    
3. XRF измервател на дебелината на покритието Неразрушително измерване на дебелината на покритието: дебелината на OSP филма от 0,2~0,5μm е квалифицирана, никеловият слой ENIG е 3~5μm, златният слой е 0,05~0,15μm, а дебелината на потапящия се калаено-сребърен слой е в съответствие със стандарта. Недостатъчната или силно неравномерна дебелина води директно до влошаване на заваряемостта.

    
    
4. Тест за чистота на повърхността (тест за йонно замърсяване) открива йонни остатъци по повърхността на контактната площадка: хлоридни йони, натриеви йони, калиеви йони и др., надвишаващи стандарта, което ще повреди омокрящата се повърхност, ще причини корозия и отхвърляне на запояване. Индустриалните стандарти изискват йонно замърсяване < 1,56 μg/cm² (еквивалент на NaCl).

    
    
5. Тестер за баланс на омокряне Количествен анализ на силата на омокряне - крива на времето: В сравнение с квалифицираните проби, дефектните проби обикновено показват отрицателна сила на омокряне, твърде дълго време на омокряне, 90% от F5

    
    

Стъпка 4: Извеждане на механизма на повредата и локализиране на първопричината

Типичен случай на повреда 1: OSP плоскостта не омокря голяма площ

Типичен случай на повреда 2: ENIG подложка полумокра + черен диск

Типичен случай на повреда 3: Вулканизацията на потопена сребърна плоча отказва заваряване

Типичен случай на повреда 4: Лошо проникване на калай в пръскащата плоча

Типичен случай на повреда 5: Намаляване на количеството калай в партидата

Стъпка 5: Проверка на процеса и внедряване на план за подобрение

1. Подобряване на дефектите на покритиетоПараметрите на OSP покритието са регулирани, за да се осигури равномерна дебелина на филма; Оптимизиране на ENIG никел-златния процес за елиминиране на черните дискове; засилване на контрола на галванопластиката, за да се избегне изтичане и лющене;

2. Подобряване на контрола на замърсяването: подобрете процеса на почистване, за да намалите йонните остатъци; Изпълнявайте антистатична и безпрахова работа и не докосвайте подложката с голи ръце; оптимизирайте процеса на маска за запояване, за да предотвратите преливане на мастило;

3. Подобряване на съхранението и транспорта: стриктно вакуумно опаковане, увеличаване на влагосъдържателя и картата за влажност; Извършване на FIFO управление и контрол на циклите на съхранение; Подобряване на температурата и влажността на съхранение, за да се избегне замърсяване със сулфидни/хлоридни йони;

4. Подобрения в съпоставянето на процеситеоптимизирана температура/време/предварително нагряване на заваряване, съответстваща на видовете обработка на повърхността; Изберете адаптирания флюс, за да подобрите активността и съвместимостта;

5. Контрол и надграждане: увеличаване на дела на фабричните проби за проверка на заваряемостта, увеличаване на тестовете за стареене на ключови продукти; създаване на система за повторна проверка на входящите материали и задължително тестване на просрочени листове.