De belangrijkste factoren die de soldeerbaarheid van PCB-pads beïnvloeden, zijn volledig opgehelderd: de onderliggende logica, van materialen tot de omgeving.

De soldeerbaarheid van PCB-pads is geen vaststaand kenmerk, maar een dynamische prestatie die wordt beïnvloed door vijf dimensies: oppervlaktebehandelingsproces, fabricageproces, opslagomgeving, soldeeromstandigheden en materiaalafstemmingDe soldeerbaarheid van dezelfde batch printplaten kan sterk variëren als gevolg van verschillende opslagomstandigheden en soldeerparameters. De dempingssnelheid en het anti-interferentievermogen van de soldeerbaarheid verschillen aanzienlijk bij verschillende oppervlaktebehandelingsprocessen. Dit artikel gaat dieper in op de onderliggende logica, ontleedt systematisch de belangrijkste factoren die de soldeerbaarheid beïnvloeden, helpt professionals de oorzaken van slechte soldeerbaarheid nauwkeurig te lokaliseren en optimale controle vanaf de bron te realiseren.

1. Oppervlaktebehandelingsproces: de kern van de bepaling van de lasbaarheid

1. OSP (Organic Solder Protection Film) Voordelen: lage kosten, uitstekende bevochtigbaarheid, geschikt voor loodvrije processen, hoge vlakheid van de pads; Nadelen: De beschermlaag is extreem dun (0,2~0,5 μm), slechte temperatuurbestendigheid, gevoelig voor krassen, gevoelig voor vocht en een korte houdbaarheid (maximaal 3 maanden in een droge omgeving bij kamertemperatuur). Onvoldoende laagdikte, ongelijkmatige coating en overmatig bakken leiden tot het loslaten van de beschermlaag en snelle oxidatie van de pads; Handzweet en zure/alkalische vervuiling beschadigen de OSP-laag direct en veroorzaken afkeuring bij het solderen.

    
    
2. ENIG (Chemisch Nikkel Goud) Voordelen: lange houdbaarheid (≥ 12 maanden), hoge vlakheid, geschikt voor hoogfrequente en snelle printplaten, sterke vervuilingsbestendigheid; Nadelen: hoge kosten, gevoelig voor zwarte nikkelafzetting (corrosie van de nikkellaag), broosheid van de goudlaag. Een nikkellaag met een dikte van < 3 μm oxideert gemakkelijk, een goudlaag van < 0,05 μm kan de nikkellaag niet volledig bedekken en een dikte van < 0,15 μm kan gemakkelijk leiden tot broosheid van de IMC-laag en lasfouten veroorzaken.

    
    
3. Voordelen van immersie AgVoordelen: goede bevochtigbaarheid, goede warmteafvoer, geschikt voor hoogfrequente platen, lagere kosten dan ENIG; Nadelen: slechte anti-vulcanisatie-eigenschappen, gemakkelijk vorming van zilversulfide in een vochtige omgeving, wat resulteert in een sterke afname van de lasbaarheid; de zilverlaag is te dun en oxideert gemakkelijk, en te dik en laat gemakkelijk los.

    
    
4. Immersion Sn Voordelen: Uitstekende bevochtigbaarheid, geschikt voor doorsteeksoldeerwerk, redelijke kosten; Nadelen: De tinlaag is gevoelig voor tinwhiskers, oxideert gemakkelijk bij hoge temperaturen en vochtigheid, en de houdbaarheid is ongeveer 6 maanden.

    
    
5. Voordelen van tinspuiten (HASL): Volgroeid proces, lage kosten, stabiele soldeerbaarheid en beschadigingsbestendigheid; Nadelen: slechte padvlakheid, niet geschikt voor patches met hoge dichtheid; het tinoppervlak oxideert gemakkelijk na langdurige blootstelling en de bevochtigbaarheid van loodvrij tin is iets slechter dan die van loodhoudend tin.

    
    

2. Vervuiling en defecten in het productieproces: de directe oorzaak van slechte lasbaarheid

1. Organische vervuiling Vingerafdrukvet, snijvloeistof, lossingsmiddel, soldeermaskerinktresten, ontwikkelaarresten, antistatische middelenresten, enz. vormen een hydrofobe film op het oppervlak van de pad, waardoor de bevochtiging van het soldeer wordt belemmerd. Met name slecht aangebrachte soldeermaskergaten en inktoverloop zullen de rand van de pad bedekken, wat resulteert in plaatselijke onvoldoende bevochtiging.

    
    
2. Oxidatiedefecten Als het koperen oppervlak na het etsen te lang aan de elementen wordt blootgesteld, het koper-/galvaniseerproces abnormaal verloopt en de baktemperatuur te hoog is, leidt dit tot oxidatie van de koper-, nikkel- en tinoppervlakken, waardoor een dichte oxidelaag ontstaat die het soldeer niet kan doordringen.

    
    
3. Coatingdefecten Gaatjes, putjes, afbladdering, lekkage van de coating en een ongelijke dikte van de laag leiden tot plaatselijke onbescherming en snelle oxidatie; ENIG-zwarte schijven, ingesleten tinwhiskers en tinspuitkorrels/slakken kunnen de soldeerbaarheid belemmeren.

    
    
4. Mechanische schade Krassen en stoten tijdens de productie, het snijden en het transport beschadigen de beschermlaag en coating van het oppervlak, leggen de metalen basis bloot en veroorzaken oxidatie en verminderen de lasweerstand.

    
    

3. Opslag- en transportomgeving: de belangrijkste oorzaak van verminderde lasbaarheid

1. Temperatuur en luchtvochtigheid beïnvloeden Een temperatuur van 30 °C en een luchtvochtigheid van 60% versnellen de oxidatie van het metaal en de afbraak van de beschermlaag: OSP-platen zullen binnen een maand defect raken bij hoge temperaturen en luchtvochtigheid, de tinlaag zal na twee weken duidelijk oxideren en de zilverlaag is gevoelig voor vulkanisatiecorrosie. De standaard opslagomstandigheden zijn: temperatuur 15-25 °C, luchtvochtigheid < 50% RH, vacuümverpakking.

    
    
2. Opslagtijd OSP-platen ≤ 3 maanden, ondergedompelde zilver/tin-platen ≤ 6 maanden, ENIG/tin-gespoten platen ≤ 12 maanden; platen die te lang zijn opgeslagen, moeten opnieuw worden getest op soldeerbaarheid en mogen pas in gebruik worden genomen na het behalen van de kwalificatie.

    
    
3. Milieuverontreinigende stoffen Sulfiden, chloride-ionen, zure en alkalische gassen in de lucht zullen het oppervlak van de pads aantasten: zwarte zilversulfide ontstaat wanneer ondergedompelde zilverplaten in contact komen met sulfide, en ENIG-platen worden gemakkelijk aangetast door chloride-ionen die de nikkellaag corroderen, wat allemaal zal leiden tot volledig verlies van lasbaarheid.

    
    
4. Onjuiste verpakking Het ontbreken van vacuümverpakking, een defect droogmiddel en een antistatische zak leiden tot directe blootstelling van de pads, waardoor oxidatie en vervuiling worden versneld.

    
    

4. Parameters van het lasproces: de belangrijkste variabele voor de lasbaarheid ter plaatse.

1. Soldeertemperatuur Te lage temperatuur: het soldeer smelt onvoldoende, de bevochtigbaarheid is slecht en er kan gemakkelijk sprake zijn van koud solderen en slechte tinpenetratie; Te hoge temperatuur: versnelt de oxidatie van de pad, vernietigt de OSP-film, leidt tot een te dikke en broze IMC-laag, en de temperatuur van loodvrij soldeer (> 260 °C) beschadigt de pad gemakkelijk.

    
    
2. Dompelsolderen / reflow-tijd De tijd is te kort: onvoldoende bevochtiging, slechte tinpenetratie; te lang: de beplating lost te veel op, de pads corroderen en de flux faalt.

    
    
3. Flux-afstemming Onvoldoende fluxactiviteit: de oxidelaag kan niet worden verwijderd, wat resulteert in onvoldoende bevochtiging; Overmatige activiteit: gecorrodeerde pads, restverontreiniging door ionen; Als het type flux niet overeenkomt met de oppervlaktebehandeling, zal het bevochtigingseffect sterk verminderd zijn.

    
    
4. Voorverwarmingsomstandigheden Onvoldoende voorverwarming: de waterdamp van de plaat verdampt en veroorzaakt bubbels, waardoor de flux niet wordt geactiveerd; Oververhitting: falen van de OSP-film, oxidatie van de pad.

    
    

5. Materiaalcompatibiliteit: De compatibiliteit van de legering met de coating.