Os principais fatores que afetam a soldabilidade das ilhas de solda em placas de circuito impresso foram totalmente esclarecidos: a lógica subjacente, dos materiais ao ambiente.

A soldabilidade das ilhas de solda na placa de circuito impresso não é um atributo fixo, mas sim um desempenho dinâmico afetado por cinco dimensões: Processo de tratamento de superfície, processo de fabricação, ambiente de armazenamento, condições de soldagem e compatibilidade de materiais.A soldabilidade de um mesmo lote de placas de circuito impresso (PCBs) pode variar bastante devido a diferentes ambientes de armazenamento e parâmetros de soldagem. A velocidade de atenuação e a capacidade anti-interferência da soldabilidade são significativamente diferentes em diferentes processos de tratamento de superfície. Este artigo aprofunda-se na lógica subjacente, desmonta sistematicamente os principais fatores que influenciam a soldabilidade, ajuda os profissionais a localizar com precisão as causas raiz da baixa soldabilidade e a obter um controle ideal desde a origem.

1. Processo de tratamento de superfície: a base fundamental para determinar a soldabilidade.

1. OSP (Filme de Proteção de Solda Orgânico) Vantagens: baixo custo, excelente molhabilidade, adequado para processos sem chumbo, alta planicidade das áreas de contato; Desvantagens: a película protetora é extremamente fina (0,2~0,5 μm), baixa resistência à temperatura, suscetível a arranhões e umidade, e curto período de armazenamento (3 meses ≤ em ambiente seco à temperatura ambiente). Espessura insuficiente da película, revestimento irregular e cura excessiva podem levar à falha da película protetora e à rápida oxidação das áreas de contato; suor das mãos e contaminação por ácidos e álcalis podem danificar diretamente a película OSP e causar rejeição da soldagem.

    
    
2. ENIG (Níquel-Ouro Químico) Vantagens: longa vida útil de armazenamento (≥ 12 meses), alta planicidade, adequado para placas de alta frequência e alta velocidade, forte resistência à contaminação; Desvantagens: alto custo, facilidade de oxidação do níquel (corrosão da camada de níquel), defeitos de fragilidade do ouro. A espessura da camada de níquel < 3 μm é facilmente oxidada, a camada de ouro < 0,05 μm não cobre completamente a camada de níquel e espessuras inferiores a 0,15 μm podem facilmente levar à fragilidade da camada IMC e causar falha na soldagem.

    
    
3. Vantagens da imersão em prataVantagens: boa molhabilidade, boa dissipação de calor, adequado para chapas de alta frequência, custo inferior ao do ENIG; Desvantagens: baixa resistência à vulcanização, fácil geração de sulfeto de prata em ambientes úmidos, resultando em queda acentuada na soldabilidade; a camada de prata muito fina oxida facilmente, enquanto que, se muito espessa, desprende-se com facilidade.

    
    
4. Imersão Sn Vantagens: Excelente molhabilidade, adequado para soldagem de componentes through-hole, custo moderado; Desvantagens: A camada de estanho tende a formar filamentos, oxida-se facilmente em altas temperaturas e umidade, e o período de armazenamento é de aproximadamente 6 meses.

    
    
5. Vantagens da pintura por aspersão de estanho (HASL): Desvantagens: processo consolidado, baixo custo, soldabilidade estável e resistência a danos; desvantagens: baixa planicidade da área de contato, não adequado para aplicações de alta densidade; a superfície estanhada oxida facilmente após exposição prolongada, e a molhabilidade da pulverização de estanho sem chumbo é ligeiramente inferior à do chumbo.

    
    

2. Poluição e defeitos no processo de fabricação: a causa direta da baixa soldabilidade.

1. Poluição orgânica Resíduos de impressões digitais, fluido de corte, desmoldante, tinta da máscara de solda, revelador e antiestático, entre outros, formam uma película hidrofóbica na superfície da ilha de solda, dificultando a molhagem da solda. Em particular, falhas na máscara de solda e excesso de tinta podem cobrir a borda da ilha, resultando em falta de molhagem localizada.

    
    
2. Defeitos de oxidação Após a corrosão, a superfície de cobre fica exposta por muito tempo, o processo de galvanoplastia/cobre é anormal e a temperatura de cozimento é muito alta, o que leva à oxidação das superfícies de cobre, níquel e estanho, formando uma camada de óxido densa que a solda não consegue penetrar.

    
    
3. defeitos de revestimento Pequenos furos, marcas, descascamento, vazamento de revestimento e espessura irregular do revestimento levarão à falta de proteção local e oxidação rápida; discos pretos ENIG, filamentos de estanho imersos e grânulos/escória de pulverização de estanho podem causar baixa soldabilidade.

    
    
4. Danos mecânicos Arranhões e impactos durante a produção, corte e transporte danificam a película protetora e o revestimento da superfície, expõem a base metálica e causam oxidação e resistência à soldagem.

    
    

3. Ambiente de armazenamento e transporte: o principal fator que afeta a soldabilidade.

1. A temperatura e a umidade afetam Temperaturas acima de 30°C e umidade relativa abaixo de 60% aceleram a oxidação do metal e a decomposição da película protetora: placas OSP falham em 1 mês sob alta temperatura e umidade, placas com revestimento de estanho oxidam visivelmente após 2 semanas e placas de prata são propensas à corrosão por vulcanização. As condições padrão de armazenamento são: temperatura entre 15°C e 25°C, umidade relativa inferior a 50% e embalagem a vácuo.

    
    
2. Tempo de armazenamento Placas OSP ≤ 3 meses, placas de prata/estanho imersas ≤ 6 meses, placas ENIG/estanhadas por aspersão ≤ 12 meses; o armazenamento prolongado deve ser refeito para teste de soldabilidade e só poderá ser lançado após aprovação na qualificação.

    
    
3. Poluentes ambientais Sulfetos, íons cloreto, gases ácidos e alcalinos presentes no ar corroem a superfície das placas: o sulfeto de prata preto é gerado pela imersão de placas de prata em contato com sulfeto, e as placas ENIG são facilmente corroídas por íons cloreto, que corroem a camada de níquel, levando à perda completa da soldabilidade.

    
    
4. Embalagem inadequada A ausência de embalagem a vácuo, a falha do dessecante e a falta de saco antiestático levarão à exposição direta das almofadas, acelerando a oxidação e a contaminação.

    
    

4. Parâmetros do processo de soldagem: a variável chave para a soldabilidade no local.

1. Temperatura de soldagem Temperatura muito baixa: a solda não derrete o suficiente, a molhabilidade é baixa e ocorre facilmente soldagem fria e má penetração do estanho; Temperatura excessiva: acelera a oxidação da área de contato, destrói a película OSP, leva a uma camada IMC muito espessa e quebradiça, e a temperatura da solda sem chumbo acima de 260°C danifica facilmente a área de contato.

    
    
2. Soldagem por imersão / tempo de refluxo Tempo muito curto: molhagem insuficiente, má penetração do estanho; Tempo muito longo: o revestimento é dissolvido em excesso, as almofadas são corroídas e o fluxo falha.

    
    
3. Correspondência de fluxo Atividade de fluxo insuficiente: a camada de óxido não pode ser removida, resultando em não molhabilidade; Atividade excessiva: almofadas corroídas, poluição iônica residual; Se o tipo de fluxo não corresponder ao tratamento da superfície, o efeito de molhabilidade será bastante reduzido.

    
    
4. Condições de pré-aquecimento Pré-aquecimento insuficiente: o vapor de água da placa volatiliza-se, causando bolhas, e o fluxo não é ativado; Superaquecimento: falha da película OSP, oxidação do pad.

    
    

5. Compatibilidade do material: A compatibilidade da liga com o revestimento.