ГОСТ Р 56427-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Пайка электронных модулей радиоэлектронных средств. Автоматизированный смешанный и поверхностный монтаж с применением бессвинцовой и традиционной технологии. Требования к технологии сборки и монтажа

7 Требования к печатным платам

 

7.1 Требования к финишным покрытиям контактных площадок печатных плат

7.1.1 Требования к печатным платам с покрытием горячим лужением оловянно-свинцовым припоем (HASL Sn-Pb)

7.1.1.1 Горячее лужение оловянно-свинцовым припоем обладает наилучшей паяемостью и может сохранять свои свойства 6 мес без герметичной упаковки и 12 мес при условии герметичной упаковки. ПП, хранившиеся более 12 мес перед использованием, следует проверять на паяемость.

Примечание - При истечении срока хранения ПП перед запуском в производство следует проверять на паяемость.

 

7.1.1.2 Горячее лужение оловянно-свинцовым припоем следует применять для пайки плат 4-го класса по ГОСТ Р 53429 и ниже.

7.1.2 Требование к печатным платам с покрытием иммерсионным золотом по подслою химического никеля (ENIG, химический никель - золото)

7.1.2.1 Покрытие из химического никеля/иммерсионного золота (ENIG) представляет собой тонкую (приблизительно от 0,05 до 0,2 мкм) золотую пленку, наносимую поверх подслоя никеля (приблизительно от 4 до 5 мкм). Золото хорошо растворяется в припое, не подвержено быстрому потускнению и окислению. Срок хранения ПП с финишным покрытием контактных площадок химический никель - золото составляет 12 мес без герметичной упаковки, но ПП, хранившиеся более 18 мес, перед использованием следует проверять на паяемость.

7.1.2.2 ENIG покрытие рекомендовано как для микросварки алюминиевой (или золотой) проволокой компонентов (кристаллы, диоды и т.д.), так и для пайки. Рекомендовано к использованию при реализации вышеуказанных процессов на одном электронном модуле или ПУ.

7.1.2.3 ПП следует поставлять с паспортом контроля контактных площадок ПП ENIG. При отсутствии паспорта по контролю контактных площадок ПП ENIG перед пайкой должен быть проведен контроль качества покрытия ENIG контактных площадок ПП, так как при нарушении технологического процесса нанесения покрытия ENIG имеется риск "отравления" фосфором поверхности контактных площадок ПП в визуально выраженном почернении (так называемого Black-Pad). Дефект вызывает отсутствие качественного паяного соединения, наблюдается отрыв компонентов от контактных площадок после процесса пайки и характерное почернение контактных площадок.

7.1.2.4 При использовании ПП с финишным покрытием контактных площадок ENIG целесообразно обеспечить минимальное содержание золота в оловянно-свинцовом припое, накопление которого более 4% по массе приводит к охрупчиванию паяного соединения и соответственно к снижению усталостной долговечности паяного соединения, а также слишком большое количество золота придает получающемуся паяному соединению тусклый, зернистый вид.

7.1.3 Требование к печатным платам с покрытием иммерсионным оловом (IMSN)

7.1.3.1 Иммерсионное олово - это тонкое покрытие из чистого олова, как правило, толщиной от 0,6 до 1,5 мкм, защищающее лежащую под ним медь от окисления и обеспечивающее высоко паяемую поверхность. Покрытие контактных площадок ПП иммерсионным оловом (IMSN) чувствительно к условиям хранения. С оловянными покрытиями связано два важных явления: оловянные усы [длинные (до 150 мкм) тонкие кристаллические нити разнообразной формы, растущие в различных направлениях из материала покрытия] и оловянная чума. Срок хранения ПП с финишным покрытием контактных площадок иммерсионным оловом (IMSN) составляет 6 мес без герметичной упаковки, а при условии герметичности упаковки - 12 мес.

7.1.3.2 Покрытие контактных площадок ПП иммерсионным оловом (IMSN) допускается применять для пайки ответственной аппаратуры классов B и C, при условии применения оловянно-свинцовых припоев.

7.1.3.3 Покрытие контактных площадок ПП иммерсионным оловом (IMSN) не рекомендуется применять для пайки аппаратуры с применением бессвинцовых припоев, кроме аппаратуры класса A, из-за высокой вероятности возникновения оловянных усов.

7.1.3.4 Покрытие контактных площадок ПП иммерсионным оловом рекомендуется применять для выполнения соединений разъемов с платой методом запрессовки.

7.1.4 Требование к печатным платам с покрытием иммерсионным серебром (IMAG)

7.1.4.1 Толщина покрытия контактных площадок ПП иммерсионным серебром (IMAG) должна составлять от 0,05 до 0,2 мкм. В процессе пайки слой серебра полностью растворяется в паяном соединении, образуя однородный сплав Sn/Pb/Ag непосредственно на медной поверхности, что дает хорошую надежность соединения.

7.1.4.2 Покрытие контактных площадок ПП иммерсионным серебром (IMAG) наиболее чувствительно к условиям хранения и упаковки. Упаковочные материалы, которые содержат серу, разрушают это покрытие за очень короткий период времени. Поглотители влаги (в большинстве содержащие серу, однако доступны и без серы), резиновые ленты и прокладочная бумага с высоким значением pH и содержанием серы никогда не должны быть частью упаковки ПП. Никогда не следует вынимать ПП из упаковки до сушки перед монтажом ЭМ и ПУ. Если ПП осталась без упаковки, следует положить ее в пакет и плотно закрыть, чтобы не допустить попадания воздуха. Воздействие воздуха приведет к потускнению поверхности (формирование сульфатов), которое ухудшит паяемость - это может произойти всего за 1 мес. При условии герметичной упаковки срок сохранения паяемости составляет 6 мес.

7.1.4.3 Перед пайкой должен быть проведен контроль качества покрытия IMAG контактных площадок ПП, так как при нарушении технологического процесса нанесения покрытия IMAG могут образоваться дефекты (микропустоты) и характерное почернение контактных площадок.

7.1.5 Требование к печатным платам с покрытием химическим оловом

7.1.5.1 Допустимый срок хранения ПП с финишным покрытием контактных площадок химическим оловом составляет 6 мес без герметичной упаковки и 12 мес для герметично упакованных ПП.

7.1.5.2 Финишное покрытие контактных площадок с химическим оловом должно обладать планарностью поверхности с толщиной от 1,5 до 3 мкм. Покрытия контактных площадок с химическим оловом обеспечивают более хорошее растекание припоя при пайке ЭКБ на волне припоя, чем гальванически осажденное олово, и на таких тонких покрытиях не было замечено случаев образования нитевидных кристаллов (оловянных усов) при длительном хранении. Финишное покрытие контактных площадок химическим оловом может быть использовано как для изготовления соединений опрессовкой, так и для токопроводящих клеевых соединений. Покрытие химическим оловом является наиболее предпочтительным для гибких ПП.

7.1.6 Требование к печатным платам с органическим защитным покрытием (OSP)

7.1.6.1 Органическое покрытие контактных площадок ПП должно применяться только при изготовлении изделий класса A или B без повышенных требований к надежности. Толщина покрытия, как правило, составляет от 0,2 до 0,6 мкм. Плоскостность поверхности, обеспечиваемая данным покрытием, крайне высока. Оно также прекрасно подходит для контактных площадок ПП, расположенных с малым шагом.

7.1.6.2 При неправильном нанесении отпечатков припойной пасты, когда ПП требует очистки от ошибочных отпечатков или мазков припойной пасты, большинство органических растворителей, используемых для удаления пасты, могут удалять, уменьшать толщину или реагировать с OSP-покрытием, уменьшая его эффективность в плане предотвращения окисления меди. Чтобы гарантировать защитные свойства покрытия после очистки, необходимо проявлять осторожность и обеспечить совместимость растворителя и OSP-покрытия.

7.1.6.3 OSP-покрытие для окружающей среды является более безопасным, чем HASL. Не следует допускать непосредственного контакта поверхностей плат при их транспортировании, так как они могут подвергаться абразивному износу при трении друг о друга. Следует проложить между ними бумагу либо осуществлять транспортирование в специальной таре, исключающей соприкосновение плат.

7.1.6.4 OSP-покрытие по своей природе является неметаллическим и, следственно, непроводящим, поэтому не предназначено для проведения внутрисхемного электрического тестирования.

7.1.6.5 OSP-покрытие наилучшим образом используется там, где не требуется внутрисхемный контроль, например в потребительских товарах (изделий класса A).

7.1.6.6 Платы, изготовленные с применением покрытия OSP, могут не подходить для применения в высокочастотных изделиях, так как не будет непосредственного контакта металлического экрана с металлом проводника, покрытым OSP.

7.1.6.7 Допустимый срок хранения ПП с финишным покрытием контактных площадок OSP составляет 3 мес без герметичной упаковки и 6 мес при условии герметичной упаковки.

7.1.7 Требование к печатным платам с покрытием иммерсионным золотом поверх подслоя химического никеля и палладия (ENEPIG)

7.1.7.1 Покрытие из иммерсионного золота поверх подслоя химического никеля и палладия представляет собой тонкую (0,03 - 0,05 мкм) золотую пленку, наносимую поверх подслоя палладия (0,05 - 0,1 мкм) и никеля (3,0 - 5,0 мкм). Плоскостность поверхности, обеспечиваемая данным покрытием, крайне высока.

7.1.7.2 Допустимый срок хранения ПП с финишным покрытием контактных площадок ENEPIG составляет 12 мес без герметичной упаковки, но ПП, хранившиеся более 18 мес, перед использованием следует проверять на паяемость.

7.1.7.3 Покрытие ENEPIG рекомендовано для микросварки золотой проволокой компонентов (кристаллы, диоды и т.д.), а также к использованию при реализации вышеуказанных процессов на одном электронном модуле или ПУ.