لماذا يتغير لون قناع اللحام الأبيض بعد عملية إعادة اللحام؟

قد تبدو طبقة اللحام البيضاء على لوحة الدوائر المطبوعة المطلية بالذهب (ENIG) طبيعية قبل الشحن، لكنها تكتسب لونًا ورديًا أو محمرًا بعد عملية إعادة اللحام السطحي (SMT). أحد الأسباب المحتملة هو بقايا عملية غمر الذهب المتبقية على سطح طبقة اللحام وتفاعلها مع الصبغة البيضاء أثناء التسخين اللاحق.

في شركة SQPCB، واجهنا حالة أسفرت عن خسائر إجمالية تقارب 40,000 دولار أمريكي . وقد أبرز التحقيق أهمية التنظيف بعد عملية طلاء ENIG والتحقق من المظهر الحراري.

تشرح هذه المقالة ما حدث، والخلفية التقنية، وضوابط العملية التي يمكن أن تساعد في منع حدوث مشاكل مماثلة.

تغير لون قناع اللحام الأبيض بعد إعادة اللحام

لوحات عادية غير مطلية، ومجموعات لوحات الدوائر المطبوعة متغيرة اللون

اجتازت المجالس المتأثرة عمليات الفحص الروتينية الصادرة لدينا:

• كان مظهر قناع اللحام الأبيض طبيعياً.
• لم يُظهر الفحص البصري أي تغير واضح في اللون.
• اجتاز الاختبار الكهربائي بنجاح.

بعد عملية إعادة لحام المكونات بتقنية SMT في منشأة العميل، ظهرت على طبقة قناع اللحام البيضاء درجات متفاوتة من تغير اللون إلى الأحمر. وبما أن المكونات كانت قد جُمعت بالفعل، فقد زادت تكلفة حل المشكلة بشكل ملحوظ.

ظهر تغير طفيف في اللون أثناء تجميع النموذج الأولي. ولأنه كان طفيفاً، لم يحظَ بالاهتمام الكافي. خلال الإنتاج الكمي، ظهرت المشكلة بدرجات متفاوتة في جميع الدفعة تقريباً.

كان الدرس واضحاً: يجب التحقيق في أي خلل صغير في النموذج الأولي قبل توسيع نطاق الإنتاج.

لماذا كان إنيغ دليلاً مهماً؟

ضمن العينات التي قارناها، تشترك الألواح المتضررة في خاصيتين:

قناع لحام أبيض وتشطيب سطحي من الذهب والنيكل.

لم تُظهر التشطيبات السطحية الأخرى في تلك المقارنة نفس المشكلة. وقد وجّه هذا بحثنا نحو معالجة الذهب بالغمر والشطف اللاحق.

لا يعني ذلك أن قناع اللحام الأبيض وطلاء ENIG غير متوافقين بطبيعتهما. فاختيار المواد المناسبة واتباع عمليات تصنيع مضبوطة يمكن أن ينتج لوحات دوائر مطبوعة مرضية. يكمن القلق في مزيج تركيبة قناع اللحام، وتركيبة الطلاء الكيميائي، والتلوث المتبقي، وظروف التجميع.

تعرف على المزيد حول تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة بتقنية ENIG من شركة SQPCB.

كيف يمكن أن تؤثر بقايا طلاء ENIG على قناع اللحام الأبيض؟

تحتوي أقنعة اللحام البيضاء عادةً على ثاني أكسيد التيتانيوم كصبغة بيضاء.

ربطت الأبحاث المنشورة لشركة تكنيك بين تغير لون الذهب إلى الأحمر أو الوردي بعد عملية إعادة اللحام بتقنية SMT والتفاعلات بين المكونات الكيميائية للذهب المستخدم في عملية اللحام وثاني أكسيد التيتانيوم في قناع اللحام. www.technic.com

أفادت شركتا تايو وأوميكور أيضاً بوجود علاقة بين نظافة الشطف بعد عملية طلاء الذهب وتغير اللون. فقد بقيت العينات التي خضعت لظروف شطف أنظف بيضاء اللون، بينما تحولت العينات التي خضعت لظروف شطف أكثر تلوثاً إلى اللون الأرجواني خلال الاختبارات الحرارية اللاحقة. archive.constantcontact.com

تُظهر هذه النتائج سبب ضرورة توسيع نطاق التحقيق ليشمل ما هو أبعد من فرن إعادة التدفق. فالحرارة قد تكشف عن مشكلة ظهرت في وقت سابق أثناء تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة.

مع ذلك، لا يكفي اللون وحده لتحديد الملوث أو التفاعل بدقة. تتطلب العملية الفعلية إجراء تحقيق ومقارنة مضبوطة.

ما توصلت إليه هيئة مراقبة التلوث في ولاية كوينزلاند خلال التحقيق

في هذا المشروع، تم تشغيل حمام الذهب بالغمر عند درجة حرارة تقارب 65 ± 5 درجة مئوية . كانت هذه هي ظروف التشغيل لتلك العملية تحديدًا، وليست شرطًا عالميًا لدرجة حرارة طلاء الذهب بالنحاس.

على الرغم من أن خزانات الشطف التالية لم يتم تسخينها، إلا أن الحرارة المنقولة من العملية السابقة أبقت الماء دافئًا نسبيًا.

كانت عملية الشطف الأولى بعد غمر الذهب عبارة عن شطف استخلاص ثابت لأن المحلول المتبقي كان يحتوي على قيمة استخلاص الذهب. ومع مرور الوقت، تراكمت الملوثات في الخزان.

ركز تحقيقنا على ما يلي:

• مخلفات العمليات المتراكمة.
• التلوث العضوي واحتمالية نمو الميكروبات.
• فعالية الشطف اللاحق.
• بقايا متبقية على سطح قناع اللحام.

كان تفسيرنا العملي هو أن التلوث ساهم في عدم إزالة البقايا بشكل كامل، مما سمح بتطور تغير اللون أثناء التسخين.

أكدت التجارب التصحيحية فعالية التنظيف كعامل رئيسي، لكنها لم تحدد بشكل مستقل كل تفاصيل الآلية الميكروبية أو الكيميائية.

إعادة التنظيف بالماء الساخن: إجراء تصحيحي خاص بكل حالة

في هذه الحالة، تم إعادة تنظيف عينات الألواح العارية المتضررة باستخدام الماء الساخن بدرجة حرارة 90-100 درجة مئوية ، وخضعت للتحقق الحراري اللاحق.

لم تُظهر العينات المُعاد تنظيفها نفس التغير اللوني خلال الاختبارات اللاحقة. وقد وفر هذا توجيهًا تصحيحيًا عمليًا، وأكد أن بقايا السطح تُعدّ عاملًا مهمًا في هذه المشكلة.

لا ينبغي اعتماد نطاق درجة الحرارة هذا كمواصفة تنظيف عامة. فالمعالجة المناسبة تعتمد على قناع اللحام، والرقائق، وبنية اللوحة، ومستوى التلوث، ومتطلبات التجفيف.

تتطلب تجميعات لوحات الدوائر المطبوعة المجهزة تقييمًا منفصلاً لأن المكونات ومواد التجميع قد لا تتحمل نفس المعاملة.

يجب التحقق من نجاح عملية إعادة العمل بعد التسخين، بدلاً من الحكم عليها فقط من خلال المظهر مباشرة بعد التنظيف.

لماذا بلغت الخسارة الإجمالية ما يقارب 40,000 دولار أمريكي؟

تجاوز الأثر المالي تكلفة الألواح الخام بكثير.

وشملت استجابتنا إنتاج بدائل، وإعادة اللوحات المتضررة من الولايات المتحدة، وإعادة العمل، والتفاوض على خصومات على المنتجات المجمعة المتضررة، وترتيبات التعويض من خلال الطلبات اللاحقة.

وشملت التكاليف الإجمالية ما يلي:

• الشحن العالمي.
• تحليل الأعطال وإعادة العمل.
• ألواح خردة.
• خسائر العملاء في لوحات الدوائر المطبوعة.
• إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة البديلة.

كلما تأخر اكتشاف مشكلة التصنيع، زادت القيمة المتراكمة التي يمكن أن تؤثر عليها.

كيفية تقليل خطر تغير لون قناع اللحام الأبيض

1. التحكم في شطف ما بعد طلاء ENIG

تجمع عملية الشطف الاسترجاعي بقايا المواد الكيميائية القيّمة؛ وهي لا تحل محل التنظيف الفعال في المراحل اللاحقة.

حدد الضوابط المناسبة لجودة المياه، وصيانة الخزانات، وتجديد المحلول، وأداء الشطف بالتشاور مع مورد العملية.

2. التحقق من توافق المواد والعملية

قم بتقييم قناع اللحام الأبيض المختار باستخدام التركيب الكيميائي الفعلي لـ ENIG وظروف المعالجة.

ينبغي مراعاة البياض الأولي إلى جانب ثبات اللون بعد تشطيب السطح والتعرض الحراري.

3. تضمين فحوصات المظهر الحراري

لا يمكن للاختبارات الكهربائية الروتينية اكتشاف تغير اللون الذي يظهر فقط بعد التسخين.

استخدم عينات تمثيلية وملفًا حراريًا مناسبًا للتحقق من المظهر قبل وبعد التعرض للحرارة. عند الاقتضاء، أدرج نوع التدفق المستخدم من قبل العميل وعدد دورات إعادة التدفق المتوقعة.

ينطبق هذا الاعتبار على كل من اللوحات البسيطة ولوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات.

4. التحقق من تغير لون النموذج الأولي

إن ظهور مسحة وردية خفيفة أثناء تجميع النموذج الأولي يستدعي الانتباه قبل الإنتاج بكميات كبيرة.

قم بتسجيل الظروف، واحتفظ بعينات للمقارنة، وتحقق من الإجراءات التصحيحية قبل إصدار دفعات أخرى.

5. الحفاظ على التحقق في ظل جداول التسليم الضيقة

بالنسبة لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة بسرعة ، يجب أن تظل فحوصات المواد والعمليات ذات الصلة جزءًا من تخطيط الإنتاج.

إن اكتشاف أي خلل مبكراً يمكن أن يمنع حدوث خسائر أكبر في التجميع واضطرابات في التسليم.

ما الذي يجب فحصه عندما يتحول قناع اللحام الأبيض إلى اللون الأحمر

عند فحص تغير اللون بعد عملية إعادة اللحام بتقنية SMT، راجع المعلومات التالية معًا:

تعتبر بقايا ما بعد ENIG اتجاهًا مهمًا للتحقيق، ولكن لا ينبغي افتراض أنها تفسر كل حالة.

في شركة SQPCB، عززت هذه التجربة متطلباً عملياً: يجب تقييم لوحات ENIG ذات قناع اللحام الأبيض من حيث مظهرها بعد المعالجة الحرارية ذات الصلة، وكذلك قبل الشحن.

كتب بواسطة 

— توني نيو | مصنّع لوحات الدوائر المطبوعة | ٢٥ عامًا من الخبرة في هذا المجال

تبادل الأفكار العملية حول تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة، والتواصل مع نظرائهم في الصناعة، وبناء شراكات دائمة مع العملاء في جميع أنحاء العالم.

.