Срок годности печатной платы

Недавно к нам поступила партия печатных плат для монтажа. На первый взгляд всё выглядело отлично. Платы были аккуратно изготовлены, не имели механических повреждений, дорожки и металлизация выглядели безупречно. Но после проверки выяснилось, что с момента изготовления прошло почти пять лет. У заказчика возник вполне логичный вопрос:

«Разве печатные платы вообще имеют срок годности?»

Короткий ответ — да.

И зависит он не столько от самой платы, сколько от её финишного покрытия.

Почему печатная плата стареет?

Многие считают, что если медные дорожки закрыты защитным покрытием, то хранить плату можно практически бесконечно.

На самом деле во время пайки мы работаем именно с поверхностью контактных площадок. Именно она должна хорошо смачиваться припоем, не иметь следов окисления и обеспечивать надёжное паяное соединение.

Со временем свойства покрытия постепенно изменяются. Причём разные покрытия стареют совершенно по-разному.

Важно понимать, что рекомендуемый срок хранения — это не "срок годности" в бытовом понимании. Это период, в течение которого производитель покрытия гарантирует сохранение его характеристик при соблюдении условий хранения. После его окончания плата не становится автоматически непригодной для монтажа, но риск ухудшения паяемости начинает постепенно возрастать.

Самые распространённые покрытия и сроки их хранения

Покрытие	Стандарт IPC	Рекомендуемый срок хранения*	Особенности
OSP	IPC-4555	3–6 месяцев	Самое чувствительное покрытие. После вскрытия упаковки желательно как можно быстрее запускать в монтаж.
Иммерсионное олово (Immersion Tin, ImSn)	IPC-4554	6 месяцев	Хорошая паяемость, но чувствительно к условиям хранения.
Иммерсионное серебро (Immersion Silver, ImAg)	IPC-4553	6–12 месяцев	Отличная плоскостность, но поверхность чувствительна к загрязнениям и соединениям серы.
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)	IPC-4552	12 месяцев	Наиболее распространённое покрытие для современной SMT-сборки. Хорошо сохраняет паяемость при правильном хранении.
ENEPIG	IPC-4556	12 месяцев и более	Высоконадёжное покрытие для сложных изделий. Отличается высокой стабильностью, но имеет более высокую стоимость.
HASL (горячее лужение)	Требования по паяемости — IPC J-STD-003	12 месяцев и более	Одно из самых устойчивых покрытий к длительному хранению, но уступает ENIG по плоскостности поверхности.

* При хранении в заводской вакуумной упаковке, с влагопоглотителем, при температуре 18–30 °C и относительной влажности воздуха не выше 70%.

Почему ENIG считается одним из лучших покрытий?

Сегодня именно ENIG чаще всего применяется в современной электронике.

Причина проста:

идеально ровная поверхность;
отличная совместимость с автоматическим SMT-монтажом;
хорошая защита меди за счёт никелевого слоя;
высокая стабильность размеров контактных площадок;
совместимость с BGA, QFN и другими корпусами с малым шагом выводов.

Однако даже для такого покрытия производители рекомендуют использовать платы в течение 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий хранения.

Что произойдёт, если использовать старую плату?

Иногда — ничего. Именно это делает ситуацию коварной. Можно успешно смонтировать одну партию, а следующая партия из тех же запасов уже начнёт давать проблемы.

На практике возможны:

ухудшение смачиваемости припоем;
увеличение количества непропаев;
необходимость применения более активного флюса;
повторная пайка отдельных компонентов;
снижение надёжности паяных соединений;
увеличение процента брака.

Особенно критично это становится при монтаже компонентов с малым шагом выводов, BGA и QFN.

Пять лет — это всегда плохо?

Не обязательно. Именно здесь многие ошибаются.

Плата, изготовленная пять лет назад, вовсе не обязана оказаться непригодной для монтажа. Если всё это время она находилась в герметичной вакуумной упаковке, вместе с влагопоглотителем и хранилась в подходящих условиях, её паяемость может оказаться вполне удовлетворительной. Но заранее гарантировать это невозможно.

Поэтому перед запуском производства технолог оценивает:

тип покрытия;
дату изготовления;
состояние вакуумной упаковки;
наличие влагопоглотителя;
условия хранения (если они известны);
внешний вид контактных площадок;
наличие потемнений, загрязнений или следов окисления.

При необходимости проводится пробная пайка или дополнительная оценка смачиваемости.

Что мы делаем перед запуском таких плат

Если возраст платы вызывает вопросы, мы обязательно обсуждаем это с заказчиком.

В зависимости от ситуации возможны разные решения:

визуальный контроль поверхности;
пробная пайка;
оценка качества смачивания;
предупреждение заказчика о возможных рисках;
рекомендация изготовить новую партию печатных плат.

Наша задача — не просто установить компоненты, а заранее исключить факторы, которые могут повлиять на качество готового изделия.

Как избежать подобных ситуаций

Несколько простых рекомендаций позволяют существенно снизить риск проблем:

использовать платы в пределах рекомендуемого срока хранения;
не вскрывать вакуумную упаковку заранее;
хранить платы в сухом помещении при стабильной температуре;
не смешивать новые и старые ревизии;
если проект был отложен на несколько лет — перед запуском провести оценку состояния плат.

История с пятилетними печатными платами закончилась благополучно. Но она ещё раз показала, что даже такой, казалось бы, простой материал, как печатная плата, имеет свой жизненный цикл.

В контрактном производстве качество зависит не только от документации, оборудования или электронных компонентов. Не менее важно состояние самих материалов, из которых собирается изделие.

PCB Качество