Technologie eliminace ponorné stříbrné vrstvy DPS

1. Aktuální stav

Každý to ví, protože plošných spojů nelze po montáži přepracovat, ztráta nákladů způsobená sešrotováním kvůli mikrodutinkám je nejvyšší. Ačkoli osm výrobců PWB zaznamenalo závadu v důsledku vrácení zákazníka, tyto závady upozorňuje především montážník. Problém s pájitelností výrobce PWB vůbec nehlásil. Pouze tři montážníci mylně předpokládali problém „smrštění cínem“ na tlusté desce s vysokým poměrem stran (HAR) s velkými chladiči/povrchy (s odkazem na problém pájení vlnou). Pájka je vyplněna pouze do poloviny hloubky otvoru) kvůli ponorné vrstvě stříbra. Poté, co výrobce originálního zařízení (OEM) provedl podrobnější výzkum a ověření tohoto problému, je tento problém zcela způsoben problémem pájitelnosti způsobeným návrhem desky plošných spojů a nemá nic společného s procesem ponorného stříbra nebo jiným konečným metody povrchové úpravy.

ipcb

2. Analýza hlavních příčin

Through the analysis of the root cause of the defects, the defect rate can be minimized through a combination of process improvement and parameter optimization. The Javanni effect usually appears under the cracks between the solder mask and the copper surface. During the silver immersion process, because the cracks are very small, the silver ions supply here is limited by the silver immersion liquid, but the copper here can be corroded into copper ions, and then an immersion silver reaction occurs on the copper surface outside the cracks. . Because ion conversion is the source of the immersion silver reaction, the degree of attack on the copper surface under the crack is directly related to the thickness of the immersion silver. 2Ag++1Cu=2Ag+1Cu++ (+ is a metal ion that loses an electron) cracks can be formed for any of the following reasons: side corrosion/excessive development or poor bonding of the solder mask to the copper surface; uneven copper electroplating layer (hole Thin copper area); There are obvious deep scratches on the base copper under the solder mask.

Koroze je způsobena reakcí síry nebo kyslíku ve vzduchu s povrchem kovu. Reakce stříbra a síry vytvoří na povrchu žlutý film sulfidu stříbrného (Ag2S). Pokud je obsah síry vysoký, film sulfidu stříbrného nakonec zčerná. Existuje několik způsobů, jak může být stříbro kontaminováno sírou, vzduchem (jak je uvedeno výše) nebo jinými zdroji znečištění, jako je obalový papír PWB. Reakce stříbra a kyslíku je další proces, obvykle kyslík a měď pod vrstvou stříbra reagují za vzniku tmavě hnědého oxidu měďného. Tento druh defektu je obvykle způsoben tím, že imerzní stříbro je velmi rychlé a vytváří imerzní stříbrnou vrstvu s nízkou hustotou, díky které se měď ve spodní části stříbrné vrstvy snadno dostane do kontaktu se vzduchem, takže měď bude reagovat s kyslíkem. ve vzduchu. Volná krystalická struktura má větší mezery mezi zrny, takže k dosažení odolnosti proti oxidaci je potřeba silnější ponorná vrstva stříbra. To znamená, že při výrobě musí být nanesena silnější vrstva stříbra, což zvyšuje výrobní náklady a také zvyšuje pravděpodobnost problémů s pájitelností, jako jsou mikrodutiny a špatné pájení.

Expozice mědi obvykle souvisí s chemickým procesem před ponořením do stříbra. Tato vada se objevuje po procesu imerzního stříbra především proto, že zbytkový film, který nebyl zcela odstraněn předchozím procesem, brání ukládání stříbrné vrstvy. Nejběžnější je zbytkový film způsobený procesem pájecí masky, který je způsoben nečistým vývojem ve vývojce, což je tzv. „zbytkový film“. Tento zbytkový film brání reakci stříbra ponořením. Proces mechanického zpracování je také jedním z důvodů expozice mědi. Povrchová struktura desky plošných spojů ovlivní rovnoměrnost kontaktu mezi deskou a roztokem. Nedostatečná nebo nadměrná cirkulace roztoku také vytvoří nerovnoměrnou stříbrnou ponornou vrstvu.

Iontové znečištění Iontové látky přítomné na povrchu obvodové desky budou narušovat elektrický výkon obvodové desky. Tyto ionty pocházejí hlavně ze samotné stříbrné imerzní kapaliny (stříbrná imerzní vrstva zůstává pod pájecí maskou). Různé imerzní roztoky stříbra mají různý obsah iontů. Čím vyšší je obsah iontů, tím vyšší je hodnota znečištění ionty za stejných podmínek praní. Pórovitost imerzní stříbrné vrstvy je také jedním z důležitých faktorů, které ovlivňují znečištění ionty. Vrstva stříbra s vysokou pórovitostí pravděpodobně zadržuje ionty v roztoku, což ztěžuje mytí vodou, což nakonec povede k odpovídajícímu zvýšení hodnoty znečištění ionty. Efekt následného mytí také přímo ovlivní znečištění ionty. Nedostatečné mytí nebo nekvalifikovaná voda způsobí, že znečištění ionty překročí normu.

Mikrodutiny mají obvykle průměr menší než 1 mil. Dutiny umístěné na kovovém rozhraní mezi pájkou a pájeným povrchem se nazývají mikrodutiny, protože jsou to vlastně „rovinné dutiny“ na pájecím povrchu, takže jsou značně zmenšeny. Svařovací síla. Povrch OSP, ENIG a imerzního stříbra bude mít mikrodutiny. Příčina jejich vzniku není jasná, ale bylo potvrzeno několik ovlivňujících faktorů. Přestože se všechny mikrodutiny v ponorné stříbrné vrstvě vyskytují na povrchu silného stříbra (tloušťka přesahující 15μm), ne všechny silné stříbrné vrstvy budou mít mikrodutiny. Když je měděná povrchová struktura na dně ponorné stříbrné vrstvy velmi drsná, je pravděpodobnější, že se vyskytnou mikrodutiny. Zdá se, že výskyt mikrodutin také souvisí s typem a složením organické hmoty společně uložené ve vrstvě stříbra. V reakci na výše uvedený jev provedli výrobci originálních zařízení (OEM), poskytovatelé služeb výroby zařízení (EMS), výrobci PWB a dodavatelé chemikálií několik studií svařování za simulovaných podmínek, ale žádná z nich nemůže mikrodutiny zcela odstranit.