Leiterplattentechnisch - Eliminieren Sie PCB Immersion Silber Layer Methode

1. Aktueller Status

Eliminiert die schwere Silberschicht der Leiterplatte, da die Leiterplatte nach Abschluss der Montage nicht nachbearbeitet werden kann, so dass der Kostenverlust, der durch den Schrott aufgrund der Mikrokavität verursacht wird, der höchste ist. Obwohl acht der PWB-Hersteller den Fehler aufgrund von Kundenrücksendungen bemerkten, werden solche Mängel hauptsächlich vom Monteur gemeldet.

Das Problem der Lötbarkeit wurde vom PWB-Hersteller überhaupt nicht gemeldet. Nur drei Monteure gingen fälschlicherweise davon aus, dass das Problem der "Zinnschrumpfung" auf der dicken Platte mit hohem Seitenverhältnis (HAR) mit großen Kühlkörpern/Oberflächen auftrat (bezogen auf das Wellenlötproblem). Das Pfostenlöt wird aufgrund der Immersionssilberschicht nur bis zur halben Tiefe des Lochs gefüllt. Der Erstausrüster (OEM) hat dieses Problem eingehender untersucht und bestätigt, dass dieses Problem vollständig auf das Lötbarkeitsproblem zurückzuführen ist, das durch das Leiterplattendesign verursacht wird und nichts mit dem Immersionssilber-Prozess oder anderen abschließenden Oberflächenbehandlungsmethoden zu tun hat.

2. Analyse der Grundursache für die Beseitigung der sinkenden Silberschicht der Leiterplatte

Durch die Analyse der Ursachen von Fehlern können diese Fehler durch eine Kombination aus Prozessverbesserung und Parameteroptimierung minimiert werden. Der Javanni-Effekt tritt normalerweise unter den Rissen zwischen der Lötmaske und der Kupferoberfläche auf. Während des Silbereintauchungsprozesses, da die Risse sehr klein sind, ist die Silberionenzufuhr aus der Silbereintauchungsflüssigkeit begrenzt, aber das Kupfer hier kann in Kupferionen korrodiert werden, und dann tritt die Immersionssilberreaktion auf der Kupferoberfläche außerhalb der Risse auf.

Da Ionenkonversion die Quelle der Immersionssilberreaktion ist, hängt der Angriffsgrad auf die Kupferoberfläche unter dem Riss direkt mit der Dicke des Immersionssilbers zusammen. 2Ag++1Cu=2Ag+1Cu++ (+ ist ein Metallion, das ein Elektron verliert) Risse entstehen aus einem der folgenden Gründe: Unterschnitt/übermäßige Entwicklung oder schlechte Bindung der Lötmaske an die Kupferoberfläche; ungleichmäßige Kupfergalvanikschicht (Loch Dünne Kupferfläche); Es gibt offensichtliche tiefe Kratzer auf dem Basiskupfer unter der Lötmaske.

Korrosion wird durch die Reaktion von Schwefel oder Sauerstoff in der Luft mit der Metalloberfläche verursacht. Die Reaktion von Silber und Schwefel bildet einen gelben Silbersulfid (Ag2S)-Film auf der Oberfläche. Wenn der Schwefelgehalt hoch ist, wird der Silberschwefelfilm schließlich schwarz. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Silber durch Schwefel, Luft (wie oben erwähnt) oder andere Verschmutzungsquellen wie PWB-Verpackungspapier kontaminiert zu werden. Die Reaktion von Silber und Sauerstoff ist ein weiterer Prozess, normalerweise reagieren Sauerstoff und Kupfer unter der Silberschicht, um dunkelbraunes Kupferoxid zu produzieren.

Dieser Defekt ist normalerweise auf die sehr schnelle Geschwindigkeit von Immersionssilber zurückzuführen, die eine Immersionssilberschicht niedriger Dichte bildet, wodurch das Kupfer im unteren Teil der Silberschicht leicht mit der Luft in Kontakt kommt, so dass das Kupfer mit Sauerstoff in der Luft reagiert. Die lose Kristallstruktur hat größere Lücken zwischen den Körnern, so dass eine dickere Immersionssilberschicht benötigt wird, um Oxidationsbeständigkeit zu erreichen. Dies bedeutet, dass während der Produktion eine dickere Silberschicht abgeschieden wird, was die Produktionskosten erhöht und auch die Wahrscheinlichkeit von Lötproblemen, wie Mikrovoids und schlechtes Löten erhöht.

Die Exposition von Kupfer hängt normalerweise mit dem chemischen Prozess vor dem Eintauchen in Silber zusammen. Dieser Defekt tritt nach dem Immersionssilberprozess auf, hauptsächlich weil der Restfilm, der durch das vorherige Verfahren nicht vollständig entfernt wird, die Ablagerung der Silberschicht behindert. Am häufigsten ist der Restfilm, der durch den Lötmaskenprozess verursacht wird. Sie wird durch eine unreine Entwicklung im Entwickler verursacht, das ist der sogenannte "Restfilm", der die Immersionssilberreaktion behindert. Der mechanische Behandlungsprozess ist auch einer der Gründe für die Exposition von Kupfer. Die Oberflächenstruktur der Leiterplatte beeinflusst die Gleichmäßigkeit des Kontakts zwischen der Leiterplatte und der Lösung. Unzureichende oder übermäßige Lösungszirkulation bildet auch eine ungleichmäßige Silbertauchschicht.

Ionenverschmutzung der Leiterplatte Das Vorhandensein ionischer Substanzen auf der Oberfläche der Leiterplatte beeinträchtigt die elektrische Leistung der Leiterplatte. Diese Ionen kommen hauptsächlich aus der Silbertauchflüssigkeit selbst (die Silbertauchschicht bleibt erhalten oder unter der Lötmaske). Verschiedene Immersionssilberlösungen haben einen unterschiedlichen Ionengehalt. Je höher der Ionengehalt, desto höher der Ionenverschmutzungswert bei gleichen Waschbedingungen.

Die Porosität der Immersionssilberschicht ist auch einer der wichtigen Faktoren, die die Ionenverschmutzung beeinflussen. Eine Silberschicht mit hoher Porosität hält wahrscheinlich Ionen in der Lösung zurück, was es schwieriger macht, mit Wasser zu waschen, was schließlich zu einer entsprechenden Erhöhung des Werts der Ionenverschmutzung führt. Der Nachwascheffekt wirkt sich auch direkt auf die Ionenverschmutzung aus. Unzureichendes Waschen oder unqualifiziertes Wasser führt dazu, dass die Ionenverschmutzung den Standard übersteigt.

Mikrovoids sind normalerweise kleiner als 1mil im Durchmesser. Die Hohlräume, die sich auf der metallischen Grenzflächenverbindung zwischen dem Lot und der Lötfläche befinden, werden Mikrovoids genannt, da sie eigentlich "ebene Hohlräume" auf der Lötfläche sind, so dass sie stark reduziert werden. Schweißfestigkeit. OSP-, ENIG- und Immersionssilber-Oberflächen haben Mikrovoids. Die Ursache ihrer Entstehung ist noch nicht klar, aber mehrere Einflussfaktoren wurden bestätigt. Obwohl alle Mikrovoids in der Immersionssilberschicht auf der Oberfläche von dickem Silber auftreten (Dicke über 15μm), haben nicht alle dicken Silberschichten Mikrovoids. Wenn die Kupferoberflächenstruktur an der Unterseite der Immersionssilberschicht sehr rau ist, treten eher Mikrovoids auf.

Das Auftreten von Mikrovoids scheint auch mit der Art und Zusammensetzung der organischen Substanz in der Silberschicht zu zusammenhängen. Als Reaktion auf das oben genannte Phänomen haben Erstausrüster (OEM), Ausrüstungshersteller (EMS), PWB-Hersteller und chemische Lieferanten mehrere Schweißstudien unter simulierten Bedingungen durchgeführt, aber keine von ihnen kann Mikrovoids vollständig beseitigen.