Technologie PCB - Processus de production de surface de carte PCB

Le traitement de surface général de la carte PCB comprend la pulvérisation d'étain, OSP et trempage d'or. Par « surface », on entend ici des points de connexion sur le PCB qui assurent une connexion électrique, par example des points de connexion de plots ou de connexions de contact, entre un composant électronique ou un autre système et les circuits du PCB. Le cuivre nu lui - même est bien soudable, mais il s'oxyde facilement lorsqu'il est exposé à l'air et peut être facilement contaminé. C'est pourquoi les PCB doivent être traités en surface.

1. Pulvérisation d'étain (hasl)

Là où les dispositifs de perforation prédominent, le soudage par vagues est la meilleure méthode de soudage. L'utilisation de la technologie de traitement de surface hasl (hot air solder Leveling) est suffisante pour répondre aux exigences du processus de soudage par vagues. Bien sûr, pour les occasions où une résistance élevée à l'engagement est requise (en particulier pour les connexions par contact), il est courant d'utiliser un placage électro - Nickel / or. Hasl est la principale technologie de traitement de surface utilisée dans le monde, mais il existe trois principaux moteurs qui poussent l'industrie électronique à envisager des technologies alternatives à hasl: le coût, les nouvelles exigences de processus et les exigences sans plomb.

Du point de vue des coûts, de nombreux composants électroniques, tels que les communications mobiles et les ordinateurs personnels, deviennent des biens de consommation populaires. Ce n'est qu'en vendant à un coût ou à un prix inférieur que nous pouvons nous imposer dans un environnement concurrentiel féroce. Après le développement de la technologie d'assemblage à SMT, les plots de PCB ont besoin d'un processus de sérigraphie et de soudage par refusion lors de l'assemblage. Dans le cas de la SMa, le processus de traitement de surface des PCB utilisait encore la technologie hasl au départ, mais les inconvénients de la technologie hasl ont été progressivement révélés à mesure que les dispositifs SMT se rétrécissaient et que les ouvertures des plots et des pochoirs devenaient plus petites. Les Plots usinés par la technologie hasl ne sont pas assez plats et la coplanarité ne répond pas aux exigences du processus pour les Plots à pas fin. Les préoccupations environnementales se concentrent généralement sur les effets potentiels du plomb sur l'environnement.

2. Couche de protection de soudabilité organique (OSP)

Le conservateur de soudabilité organique (OSP, Organic Solderability preserver) est un revêtement organique utilisé pour prévenir l'oxydation du cuivre avant le soudage, c'est - à - dire pour protéger la soudabilité des plots de PCB contre les dommages.

Après avoir traité la surface du PCB avec OSP, un composé organique mince est formé sur la surface du cuivre pour protéger le cuivre de l'oxydation. Les OSP benzotriazoles ont généralement une épaisseur de 100 a°, tandis que les OSP Imidazoles ont une épaisseur plus importante, généralement de 400 a°. Le film OSP est transparent, sa présence n'est pas facilement discernable à l'œil nu et est difficile à détecter. Au cours du processus d'assemblage (soudage à reflux), l'OSP est facilement fondu dans une pâte à souder ou un flux acide tout en exposant la surface active du cuivre qui finit par former un composé Intermétallique SN / Cu entre le composant et le plot. OSP a donc de très bonnes caractéristiques lorsqu'il est utilisé pour traiter des surfaces soudées. OSP ne pose aucun problème de contamination au plomb et est donc respectueux de l'environnement.

Limites de l'OSP:

1. Comme l'OSP est transparent et incolore, il est difficile de vérifier et de distinguer si le PCB est recouvert d'OSP.

2. L'OSP lui - même est isolé, il n'est pas conducteur. L'OSP du Benzotriazole est relativement mince et peut ne pas affecter les tests électriques, mais pour l'OSP des Imidazoles, le film protecteur formé est relativement épais, ce qui peut affecter les tests électriques. OSP ne peut pas être utilisé pour traiter des surfaces de contact électrique, telles que les surfaces de clavier pour les touches.

3. Dans le processus de soudage de l'OSP, un flux plus fort est nécessaire, sinon le film de protection ne peut pas être éliminé, ce qui entraîne des défauts de soudage.

4. Pendant le stockage, la surface de l'OSP ne doit pas être exposée à des substances acides et la température ne doit pas être trop élevée, sinon l'OSP se volatilisera.

3. Immersion d'or (enig)

Mécanismes de protection enig:

Placage ni / au sur la surface du cuivre par voie chimique. L'épaisseur de dépôt de la couche interne de ni est typiquement de 120 à 240 angströms (environ 3 à 6 angströms) et celle de la couche externe d'au est relativement faible, typiquement de 2 à 4 angströms (0,05 à 0,1 angströms). Ni forme une couche barrière entre la soudure et le cuivre. Pendant le soudage, l'au de l'extérieur fond rapidement dans la soudure et la soudure et le ni forment des composés intermétalliques ni / SN. Le placage d'or extérieur est destiné à empêcher l'oxydation ou la passivation du ni pendant le stockage, de sorte que le placage d'or doit être suffisamment dense et l'épaisseur ne doit pas être trop mince.

Trempage d'or: dans ce processus, le but est de déposer une couche mince et continue de protection d'or. L'épaisseur de l'or principal ne doit pas être trop épaisse, sinon les points de soudure deviendront très cassants, affectant gravement la fiabilité de la soudure. Comme le nickelage, l'or trempé a une température de fonctionnement plus élevée et une longue durée. Au cours de l'imprégnation, une réaction de déplacement se produit à la surface du nickel et l'or remplace le nickel, mais lorsque le déplacement atteint un certain niveau, la réaction de déplacement s'arrête automatiquement. L'or a une résistance élevée, une résistance à l'usure, une résistance à haute température et n'est pas facile à oxyder, il peut donc empêcher l'oxydation ou la passivation du nickel, ce qui le rend approprié pour travailler dans des applications à haute résistance.

Les surfaces de PCB traitées enig sont très planes et ont une bonne coplanarité, la seule coplanarité utilisée pour les surfaces de contact des boutons - poussoirs. Deuxièmement, enig a une excellente soudabilité et l'or fond rapidement dans la soudure fondue, exposant ainsi le nickel frais.

Limites de l’enig:

Le processus enig est plus complexe et vous devez contrôler strictement les paramètres du processus si vous voulez obtenir de bons résultats. Le plus gênant est que les surfaces de PCB traitées enig sont sujettes à des plots noirs lors de l'enig ou du soudage, ce qui aurait un effet désastreux sur la fiabilité des points de soudure. Le mécanisme de production du disque noir est très complexe. Il se produit à l'interface du nickel et de l'or et se manifeste directement par une oxydation excessive du nickel. Trop d'or peut fragiliser les points de soudure et affecter la fiabilité.