Tecnología de PCB - Proceso de producción de la superficie de la placa de circuito PCB

El tratamiento general de la superficie de la placa de circuito impreso incluye pulverización de estaño, OSP e Inmersión en oro. La "superficie" aquí se refiere a los puntos de conexión en el PCB que proporcionan conexiones eléctricas entre componentes electrónicos u otros sistemas y circuitos del pcb, como almohadillas o puntos de conexión para conexiones de contacto. El cobre desnudo en sí tiene una buena soldabilidad, pero es fácil oxidarse y contaminarse cuando está expuesto al aire. Por eso los PCB deben ser tratados en superficie.

1. pulverización de estaño (hasl)

Donde predominan los dispositivos perforados, la soldadura por pico es el mejor método de soldadura. El uso de la tecnología de tratamiento de superficie de Nivelación de soldadura de aire caliente (hasl, HOT AIR Solder leveling) es suficiente para cumplir con los requisitos del proceso de soldadura de pico. Por supuesto, para aquellos casos que requieren una alta resistencia de Unión (especialmente conexiones de contacto), generalmente se utiliza níquel / oro chapado en electricidad. Hasl es la principal tecnología de tratamiento de superficies utilizada en todo el mundo, pero hay tres motores principales que impulsan a la industria electrónica a considerar tecnologías alternativas a hasl: costos, nuevos requisitos de proceso y requisitos sin plomo.

Desde el punto de vista de los costos, muchos componentes electrónicos, como las comunicaciones móviles y las computadoras personales, se están convirtiendo en bienes de consumo populares. Solo vendiendo a un costo o a un precio más bajo podemos ser invencibles en un entorno competitivo feroz. Después del desarrollo de la tecnología de montaje a smt, las almohadillas de PCB requieren impresión de malla de alambre y proceso de soldadura de retorno durante el proceso de montaje. En el caso de las sma, el proceso de tratamiento de superficie de los PCB todavía utilizaba inicialmente la tecnología hasl, pero a medida que los dispositivos SMT continúan reduciéndose, las aberturas de almohadillas y plantillas también se reducen, y las deficiencias de la tecnología hasl se exponen gradualmente. Las almohadillas procesadas por la tecnología hasl no son lo suficientemente planas como para que la coplanaridad no cumpla con los requisitos del proceso de las almohadillas de espaciamiento fino. Los problemas ambientales generalmente se centran en el impacto potencial del plomo en el medio ambiente.

2. capa protectora de soldabilidad orgánica (osp)

El conservante de soldabilidad orgánica (osp, conservante de solvencia orgánica) es un recubrimiento orgánico utilizado para prevenir la oxidación del cobre antes de la soldadura, es decir, proteger la soldabilidad de las almohadillas de PCB de daños.

Después de procesar la superficie del PCB con osp, se forman compuestos orgánicos delgados en la superficie del cobre para proteger el cobre de la oxidación. El espesor de la OSP benzotriazol suele ser de 100 ° a, mientras que la OSP de mizol es más gruesa, generalmente de 400 ° A. La película OSP es transparente, no es fácil distinguir su existencia a simple vista y es difícil de detectar. Durante el proceso de montaje (soldadura por retorno), el OSP se derrite fácilmente en pasta de soldadura o flujo ácido, al tiempo que expone la superficie activa del cobre, que finalmente forma un compuesto intermetálico SN / cu entre el componente y la almohadilla. Por lo tanto, el OSP tiene muy buenas características cuando se utiliza para procesar superficies de soldadura. El OSP no tiene el problema de la contaminación por plomo, por lo que es amigable con el medio ambiente.

Limitaciones del osp:

1. debido a que el OSP es transparente e incoloro, es difícil comprobar y distinguir si el PCB está recubierto con osp.

2. el OSP en sí está aislado y no conduce electricidad. El OSP del benzotriazol es relativamente delgado y puede que no afecte a las pruebas eléctricas, pero para el OSP de la clase de mizol, la película protectora formada es relativamente gruesa, lo que afectará las pruebas eléctricas. El OSP no se puede utilizar para procesar superficies de contacto eléctrico, como la superficie del teclado de las teclas.

3. durante el proceso de soldadura de osp, se necesita un flujo más fuerte, de lo contrario no se puede eliminar la película protectora, lo que resulta en defectos de soldadura.

4. durante el almacenamiento, la superficie del OSP no debe estar expuesta a sustancias ácidas y la temperatura no debe ser demasiado alta, de lo contrario el OSP se volatilizará.

3. bautismo (enig)

El mecanismo de protección de enig:

La superficie del cobre está recubierta de ni / AU por métodos químicos. El espesor de deposición de la capa interior de ni suele ser de 120 a 240 Angstroms (unos 3 a 6 angstroms), y el espesor de deposición de la capa exterior de au es relativamente delgado, generalmente de 2 a 4 Angstroms (0,05 a 0,1 angstroms). El ni forma una capa de barrera entre la soldadura y el cobre. Durante el proceso de soldadura, la UA externa se derrite rápidamente en la soldadura, y la soldadura y el ni forman compuestos intermetálicos ni / sn. El chapado en oro externo es para evitar que el ni se oxida o pasiva durante el almacenamiento, por lo que el chapado en oro debe ser lo suficientemente denso y el espesor no debe ser demasiado delgado.

Inmersión: en este proceso, el objetivo es depositar una fina y continua capa protectora de oro. El espesor del oro principal no debe ser demasiado grueso, de lo contrario las juntas de soldadura se volverán muy frágiles, lo que afectará seriamente la fiabilidad de la soldadura. Al igual que el níquel, la inmersión tiene una temperatura de funcionamiento más alta y un tiempo más largo. Durante el proceso de inmersión, se produce una reacción de reemplazo en la superficie del níquel, y el oro reemplaza al níquel, pero cuando el reemplazo alcanza un cierto nivel, la reacción de reemplazo se detiene automáticamente. El oro tiene alta resistencia, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas y no es fácil de oxidar, por lo que puede prevenir la oxidación o pasivación del níquel, adecuado para trabajar en aplicaciones de alta resistencia.

La superficie del PCB tratado por enig es muy plana y tiene una buena coplanaridad, que es la única que se utiliza para la superficie de contacto del botón. En segundo lugar, enig tiene una excelente soldabilidad y el oro se derrite rápidamente en la soldadura fundida, exponiendo así el níquel fresco.

Limitaciones de enig:

El proceso de enig es más complejo y si quieres lograr buenos resultados, debes controlar estrictamente los parámetros del proceso. Lo más problemático es que las superficies de PCB tratadas con enig son propensas a la aparición de almohadillas negras durante enig o el proceso de soldadura, lo que tendrá un impacto catastrófico en la fiabilidad de las juntas de soldadura. El mecanismo de producción del disco negro es muy complejo. Ocurre en la interfaz entre el níquel y el oro y se manifiesta directamente como una oxidación excesiva del níquel. el exceso de oro hace que las juntas de soldadura sean frágiles y afecta la fiabilidad.