Leiterplattentechnisch - Funktion und Auswahlprinzip der PCB-Oberflächenbeschichtung

Aufgrund seiner ausgezeichneten elektrischen Leitfähigkeit und physikalischen Eigenschaften wird Kupfer von PCB (Printed Circuit Board) als leitendes Material ausgewählt. Wenn die Kupferoberfläche jedoch der Luft ausgesetzt wird, neigt sie dazu, oxidiert zu werden, und eine feste und dünne Oxidschicht wird auf der Oberfläche gebildet, was hauptsächlich zu Defekten in den Lötstellen führt, was die Zuverlässigkeit des Produkts verringert und die Haltbarkeit verkürzt. Daher ist es sehr notwendig, Schutzmaßnahmen zu ergreifen, um eine Oxidation der Kupferoberfläche zu verhindern. Dies ist der ursprüngliche Grund für das Aussehen der Oberflächenbeschichtung, die hitzebeständig und lötbar sein sollte. Bisher hat sich die PCB-Oberflächenbeschichtung schnell entwickelt und eine große Anzahl von Klassifizierungen wurden generiert. Wie man den richtigen Typ wählt, ist immer noch sehr wichtig. Daher wird dieser Artikel die PCB-Oberflächenbeschichtungsfunktion diskutieren,

Was ist PCB-Oberflächenbeschichtung?

• Die Bedeutung der PCB-Oberflächenbeschichtung

Um zu verhindern, dass die Kupferoberfläche des Pads auf der Leiterplatte vor der Lötbarkeit oxidiert und kontaminiert wird, ist es wichtig, eine Oberflächenbeschichtung (auch Oberflächenbehandlung genannt) auf das Kupfer aufzutragen, um es zu schützen.

Kupfer hat die zweitbeste elektrische Leitfähigkeit und physikalische Eigenschaften (das Beste ist Silber) sowie seine reichliche Lagerung und niedrige Kosten, so dass Kupfer als leitendes Material für Leiterplatten ausgewählt wurde. Als aktives Metall wird Kupfer jedoch leicht oxidiert, und eine Oxidschicht (Kupferoxid oder Kupferoxid) ist anfällig, auf der Oberfläche zu erscheinen, was zu Lötstellendefekten führt, die Produktzuverlässigkeit verringert und die Haltbarkeit verkürzt.

Laut statistischen Daten stammen 70% der Defekte auf der Leiterplatte aus den folgenden Gründen von Lötstellen:

Grund #1: Verschmutzung und Oxidation der Pads auf der Leiterplatte verursachen unvollständige Löt- und Kaltlötstellen.

Grund #2: Da die Diffusion zwischen Silber und Kupfer dazu neigt, eine Diffusionsschicht zu erzeugen und die intermetallische Verbindung (IMC) dazu neigt, zwischen Zinn und Kupfer zu produzieren, ist die Grenzfläche lose und zerbrechlich.

Daher sollte die zu lötende Kupferoberfläche eine Schutzschicht mit Lötbarkeit oder Isolationsfunktion realisieren, damit Defekte reduziert oder vermieden werden können.

•Anforderungen an die Oberflächenbeschichtung von Leiterplatten

Die Oberflächenbeschichtung auf dem PCB-Pad sollte die folgenden Anforderungen erfüllen:

eins. Hitzebeständigkeit

Bei der hohen Temperatur während des Lötprozesses sollte die Oberflächenbeschaffenheit auch in der Lage sein, zu verhindern, dass die PCB-Pad-Oberfläche oxidiert wird und das Lot direkt mit dem Kupfer in Berührung kommt.

Die Hitzebeständigkeit der organischen Oberflächenbeschichtung bezieht sich auf die Leistung des Schmelzpunktes und der thermischen Zersetzungstemperatur. Der Schmelzpunkt der Oberflächenbeschichtung sollte nahe oder niedriger als der Schmelzpunkt von Zinn sein, und seine thermische Zersetzungstemperatur sollte viel höher sein als der Schmelzpunkt und die Löttemperatur des Lots. Infolgedessen tritt beim Schweißen keine Oxidation auf der Kupferoberfläche auf.

Kann abdecken

Grundsätzlich kann die PCB-Oberflächenbehandlung die Oberfläche des Kupferpads vollständig abdecken, ohne vor und während des Lötprozesses oxidiert oder verunreinigt zu werden. Es wird nicht driften, zersetzen oder auf der Oberfläche der Lötstellen schwimmen. Um sicherzustellen, dass das geschmolzene Lot vollständig mit dem Pad gelötet werden kann, sollte die Oberflächenspannung der geschmolzenen Oberflächenbeschichtung klein sein und die Zersetzungstemperatur hoch sein, damit eine hohe Lötbarkeit vor und während des Lötens sichergestellt werden kann.

Rückstand

Der Rückstand bezieht sich hier auf die Rückstände, die nach dem Löten auf der Oberfläche des Pads oder der Lötstelle verbleiben. Rückstände sind generell gefährlich und sollten beseitigt werden, weshalb Reinigungsmaßnahmen meist nach dem Löten durchgeführt werden.

Korrosiv

Korrosion bezieht sich hier auf die Korrosion der Oberfläche der Leiterplatte, die durch das Restlöt nach dem Löten verursacht wird, wie z. B. das PCB-Substratmaterial oder die Metallschicht.