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Processus de fabrication vert pour les cartes de circuit imprimé (1) soudage sans plomb des plaques multicouches
Introduction la soudure au plomb a toujours été un utilisateur de soudure de carte de circuit imprimé. Au cours des dernières décennies, cette technologie a été largement utilisée dans d'innombrables produits d'assemblage et d'emballage, et toutes les cartes peuvent également être adaptées à cette technologie de soudage éprouvée. Toutes sortes de normes de qualité et de fiabilité, de méthodes d'essai et de spécifications sont basées sur cette technologie de soudage au plomb. L'interdiction du plomb, dirigée par RoHS (directive de l'UE sur la limitation de l'utilisation de substances dangereuses), a eu un impact considérable sur l'ensemble de la carte en termes de plaques et de processus, l'accent étant mis sur les changements dans la technologie de soudage. L'impact de cette limitation n'est pas seulement la technique de soudage, mais aussi le tube de distribution du matériau de la carte. En d'autres termes, même si le matériau de la carte ne contient pas de plomb, cela ne signifie pas qu'il est compatible avec la technologie sans plomb. La plupart des nouvelles méthodes de soudage privilégient les alliages dits sac305 (étain, argent, cuivre) dont le point de fusion est d'environ 34°c supérieur à celui des soudures eutectiques étain - plomb actuelles. La tâche actuelle est de savoir comment utiliser cette soudure sans plomb pour atteindre les propriétés de soudage des anciens alliages de plomb. Pour atteindre cet objectif, il est souvent nécessaire de remplacer les tôles par des résines capables de résister à des températures élevées et des tôles ayant une bonne résistance à l'humidité. Pour suivre les derniers développements en matière de tôles, de soudage par refusion et de flux, l'industrie doit investir beaucoup de main - d'œuvre et de matériel pour éviter toute lacune lors de la transition. La collecte de connaissances clés et de données de fiabilité permettra aux fournisseurs bien préparés de gagner une position précieuse sur le nouveau marché du soudage. Les produits multicouches PCB Green soudés sans plomb sur la carte ont une forte demande de matériaux à haute Tg et sans halogène. La température de soudage sans plomb provoquera l'expansion de la plaque dans la direction Z, ce qui aura un impact négatif sur la fiabilité des trous métallisés et l'intégrité de la liaison de la couche interne. Cependant, jusqu'à présent, il n'y a pas eu beaucoup d'études sur l'impact de l'augmentation de la température de soudage de l'assemblage sur le processus de laminage interne, et il y a encore des cercles de chômeurs qui étudient plus en profondeur. Dans cet article, une nouvelle gravure des joints de grain (intergrain etch, Ige en abrégé) sur la surface interne du cuivre, combinée à un traitement alternatif (c'est - à - dire un traitement de dépôt d'étain), permet à cette amélioration révolutionnaire d'avoir un effet synergique plus fort sur les structures multicouches. Ces deux traitements mixtes d'érosion des bordures et d'étamage (nom commercial Secure HTG) complètent la finition de la surface intérieure avec de nombreux avantages; Par exemple, une résistance à la déchirure améliorée et une résistance à la chaleur fiable. Le degré de renforcement pour éliminer les cercles roses, éviter les ruptures de coin, faciliter le processus de fabrication horizontale de grandes surfaces de feuilles minces, etc. sera détaillé. (1) Description du nouveau procédé de mélange de la surface interne du cuivre (Secure HTG) le traitement adhésif de la couche interne de dépôt intentionnel d'une couche d'étain métallique sur la surface du cuivre s'est avéré résistant aux tests thermiques intenses du soudage sans plomb. Le processus de ce nouveau processus est le suivant: (1) Traitement de nettoyage avant de micro - graver une surface de cuivre, un processus de nettoyage robuste doit être effectué pour éliminer les résidus de résine de film sec et les empreintes digitales fortement contaminées. (2) le traitement initial de ce site peut protéger la solution de microgravure du site suivant contre les contaminants et peut fournir un potentiel de gravure de surface approprié, améliorant ainsi l'effet de microgravure ultérieur. (3), microgravure améliorée "acide sulfurique / peroxyde d'hydrogène" microgravure liquide peut attaquer les joints de grain du matériau de cuivre pour obtenir la topographie de surface nécessaire pour une forte adhérence. Cette micro - Gravure ultra - profonde permet d'obtenir la rugosité de surface souhaitée et permet une meilleure résistance au collage mécanique ultérieur. Par rapport à la mauvaise résistance au cisaillement des duvets oxydés noirs traditionnels, le matériau en cuivre produit ici une structure présentant une meilleure résistance au cisaillement. (4), après l'achèvement du traitement de renforcement de la microérosion de la surface de cuivre interne, une couche d'étain métallique gris sera déposée immédiatement, puis le processus de pressage MLB résistant au soudage sans plomb sera terminé. (2) plaque d'essai et résultats pour cette plaque d'essai de traitement d'oxydation alternative, six et douze couches ont été choisies. L'ensemble de la carte est composé de différents substrats et est assorti à une feuille de cuivre de 35 μm. Ces plaques de test peuvent être utilisées pour divers tests de fiabilité. Chaque lot de plaques d'essai doit être soumis à un test de résistance à la déchirure comme valeur de référence pour d'autres tests ultérieurs. Après ce test initial de résistance à la déchirure, le même lot d'échantillons sera soumis à plusieurs processus de reflux sans plomb infrarouge. Ensuite, un autre test de résistance à la déchirure est effectué pour comparer une éventuelle dégradation de la résistance de liaison des plaques induite par le reflux. Habituellement, à partir de ce type d'information, on peut voir que l'assemblage sans plomb a un impact négatif sur la carte.
(3) Résultats des tests et discussion après de nombreux tests, le processus de mélange étain - cuivre (Secure HTG) ci - dessus sur la surface intérieure du cuivre s'est avéré très puissant et pratique. Chaque échantillon de Doe est manipulé dans un bain « à l'état d'équilibre» du processus de mélange pour simuler un processus de production standard. Du point de vue des propriétés du pré - reflux, la réaction de noircissement traditionnelle a montré de bons résultats dans les matériaux standard fr4 et sans halogène; Cependant, les résultats du test de contrainte de préchauffage ne sont pas très bons, alors que l'adhérence est plus importante après un tel test de contrainte thermique. Il ne peut donc pas résister à plusieurs opérations de reflux sans plomb. En effet, il a été constaté que la force adhésive avait été réduite de plus de 50%. Dans le même temps, il a également été constaté qu'après l'achèvement du soudage d'essai des plaques multicouches, des méthodes alternatives de noircissement (Ao), de gravure des joints de grain (Ige) et d'ao plus renfort apparaîtront, ainsi qu'un nouveau procédé de mélange de la surface interne du cuivre (securehtg), etc. Perte de force adhésive. Cependant, les pertes du processus de mélange sont inférieures à celles des autres méthodes. Lorsque le processus de mélange est appliqué à des matériaux sans halogène, la force adhésive n'est réduite que de 6%, ce qui est mieux que le noircissement alternatif standard, ainsi que 28% et 54% du noircissement traditionnel.
L'étude a également révélé que le processus de mélange peut passer par le reflux sans plomb dans une variété de matériaux de substrat de carte de circuit imprimé, et même le test de résistance à la chaleur du t260 peut être passé. Pour certains échantillons qui n'ont pas réussi le test t288, il a été constaté que son échec était dû à des problèmes avec le substrat lui - même et n'était pas lié au traitement de la surface en cuivre. En raison des conditions de chaleur extrême et de la défaillance ultérieure du film, le t288 peut ne pas être considéré comme une méthode d'essai fiable. Les excellentes propriétés du procédé de mélange doivent provenir du composé de co - or Interfacial formé entre l'étain et le cuivre, qui a été entièrement transformé en couche composite de co - or Interfacial lors du pressage à haute température. Cependant, une chaleur intense peut provoquer des changements dans la microstructure entre le cuivre et l'étain. La densité de la couche d'étain diminue avec l'augmentation de l'épaisseur du composé de co - or à l'interface, ce qui conduit inévitablement à la formation de micropores indéterminées au voisinage de la limite de grain entre le cuivre et l'étain. Tous les résultats suggèrent que les atomes d'étain migrent dans la couche de cuivre, ce qui entraîne la croissance de composés de co - or interfaciaux, et qu'il existe également une « structure de doigt proéminente» (profilefinger - like structure) entre le cuivre et l'IMC. Cela augmentera considérablement la force de liaison mécanique.
Fabrication de PCB, avant 17t, les caractéristiques de la liaison chimique entre la surface de cuivre et la résine époxy restent difficiles à comprendre. Il y a eu beaucoup de théories pertinentes dans le passé, mais la première chose à savoir est quel type de membrane se forme à la surface du cuivre? Est - ce une oxydation noire précoce? Ou une oxydation noire réductrice ultérieure? Ou une oxydation noire substituée? Généré et stocké sous vide, sinon une partie de l'oxyde de cuivre sera inévitablement hydrolysée dans l'environnement par hygroscopie et formera encore des groupes hydroxyles (hydroxyles) qui continueront à être légèrement acides avec la résine époxy. Il réagira au milieu, Des liaisons chimiques sont alors formées entre elles. La différence de résistance d'adhérence d'une surface à différents endroits d'oxydation est déterminée par la charge de surface, qui est déterminée par un "point isoélectrique de surface" (point électrique ISO de la surface; ieps). La force adhésive offerte par le nouveau procédé d'oxydation mixte sera encore meilleure lorsque vous utilisez des feuilles sans halogène ou fr4 standard. La force adhésive élevée qui apparaît après ce pressage peut encore être maintenue à une valeur supérieure à 41 B / in après des soudures répétées à reflux sans plomb. Par conséquent, le processus de mélange fournira une meilleure stabilité du processus dans la future demande sans plomb.
