Notizie PCB - Trattamento superficiale del circuito stampato

Il processo di trattamento superficiale del circuito stampato non è cambiato molto, sembra essere una questione relativamente lontana, ma va notato che i cambiamenti lenti a lungo termine porteranno a cambiamenti enormi. Con la crescente domanda di protezione ambientale, il processo di trattamento superficiale del PCB subirà sicuramente enormi cambiamenti in futuro.

In secondo luogo, lo scopo del trattamento superficiale Lo scopo più fondamentale del trattamento superficiale è quello di garantire una buona saldabilità o proprietà elettriche. Poiché il rame naturale tende ad esistere sotto forma di ossidi nell'aria, è improbabile che rimanga come rame originale per molto tempo, quindi sono necessari altri trattamenti per il rame. Anche se nel successivo assemblaggio, un forte flusso può essere utilizzato per rimuovere la maggior parte degli ossidi di rame, il forte flusso stesso non è facile da rimuovere, quindi l'industria generalmente non utilizza un forte flusso.

Ci sono molti processi di trattamento superficiale per la produzione di PCB. Quelli comuni sono livellamento dell'aria calda, rivestimento organico, nichel elettroless / oro ad immersione, argento ad immersione e stagno ad immersione, che saranno introdotti uno per uno sotto.

Il livellamento dell'aria calda, noto anche come livellamento della saldatura ad aria calda, è un processo di rivestimento della saldatura stagno-piombo fuso sulla superficie del PCB e di appiattimento (soffiaggio) con aria compressa riscaldata per formare uno strato che è resistente all'ossidazione del rame e può fornire uno strato di rivestimento con buona saldabilità. Durante il livellamento dell'aria calda, la saldatura e il rame formano un composto intermetallico rame-stagno al giunto. Lo spessore della saldatura per proteggere la superficie di rame è di circa 1-2 mil.

Il PCB dovrebbe essere immerso nella saldatura fusa durante il livellamento dell'aria calda; il coltello ad aria soffia la saldatura liquida prima che la saldatura si solidifichi; Il coltello ad aria può ridurre al minimo il menisco della saldatura sulla superficie di rame e prevenire il ponte della saldatura. Esistono due tipi di livellamento dell'aria calda: verticale e orizzontale. Generalmente, il tipo orizzontale è considerato migliore. Il motivo principale è che il livellamento orizzontale dell'aria calda è più uniforme e può realizzare la produzione automatizzata. Il processo generale di livellamento dell'aria calda dei produttori di PCB è: micro-incisione-preriscaldamento-rivestimento flux-spruzzatura stagno-pulizia.

2. rivestimento organico Il processo di rivestimento organico è diverso da altri processi di trattamento superficiale in quanto agisce da barriera tra rame e aria; Il processo di rivestimento organico è semplice e a basso costo, il che lo rende ampiamente utilizzato nel settore. Le prime molecole di rivestimento organico erano imidazolo e benzotriazolo, che hanno giocato un ruolo nella prevenzione della ruggine, e le molecole più recenti erano principalmente benzimidazolo, che era il rame che lega chimicamente i gruppi funzionali dell'azoto alla scheda PCB.

Nel successivo processo di saldatura, se c'è solo uno strato organico di rivestimento sulla superficie di rame, non funzionerà, ci devono essere molti strati. Questo è il motivo per cui il liquido di rame viene solitamente aggiunto al serbatoio chimico. Dopo aver ricoperto il primo strato, lo strato di rivestimento adsorbe rame; poi le molecole organiche di rivestimento del secondo strato sono combinate con il rame fino a che venti o anche centinaia di molecole organiche di rivestimento si riuniscono sulla superficie del rame, che possono garantire che vengano eseguiti cicli multipli. Saldatura a flusso. I test hanno dimostrato che l'ultimo processo di rivestimento organico può mantenere buone prestazioni durante più processi di saldatura senza piombo. Il flusso generale del processo di rivestimento organico è: sgrassante-microincisione-decapaggio-pulizia dell'acqua pura-rivestimento organico-pulizia. Il controllo del processo è più facile rispetto ad altri processi di trattamento superficiale.

3. Il processo di nichel elettroless/oro di immersione elettroless nichel/oro di immersione non è così semplice come rivestimento organico. L'oro senza nichel / immersione sembra mettere una spessa armatura sul PCB; Le schede multistrato PCB generalmente adottano l'oro ad immersione chimica e OSP è resistente all'ossidazione e il processo di nichel elettroless / immersione oro non è come un rivestimento organico come strato barriera antiruggine, può essere utile nell'uso a lungo termine del PCB e raggiungere buone proprietà elettriche. Pertanto, nichel elettroless / oro ad immersione deve avvolgere una spessa e buona lega elettrica nichel-oro sulla superficie di rame, che può proteggere il PCB per lungo tempo; Inoltre, ha anche una tolleranza ambientale che altri processi di trattamento delle superfici non hanno. sesso.

La ragione della nichelatura è che l'oro e il rame si diffondono a vicenda e lo strato di nichel può impedire la diffusione tra oro e rame; Se non c'è uno strato di nichel, l'oro si diffonderà nel rame entro poche ore. Un altro vantaggio del nichel elettroless / oro ad immersione è la forza del nichel. Solo 5 micron di nichel possono limitare l'espansione nella direzione Z alle alte temperature. Inoltre, l'oro elettroless nichel/immersione può anche impedire la dissoluzione del rame, che avvantaggerà l'assemblaggio senza piombo. Il processo generale di nichelatura elettroless/processo di immersione in oro dei produttori di circuiti stampati è: pulizia acida-micro-incisione-pre-immersione-attivazione-nichelatura elettroless-oro ad immersione chimica. Ci sono principalmente 6 serbatoi chimici, che coinvolgono quasi 100 tipi di prodotti chimici, quindi il controllo di processo è più difficile.

Il processo di immersione in argento è tra rivestimento organico e nichel elettroless / oro ad immersione. Il processo è relativamente semplice e veloce; Non è complicato come nichel elettroless / oro ad immersione, e non mette uno strato spesso sul PCB. Armatura, ma può ancora fornire buone prestazioni elettriche. L'argento è il fratello minore dell'oro. Anche se esposto a calore, umidità e inquinamento, l'argento può ancora mantenere una buona saldabilità, ma perderà la sua lucentezza. L'argento ad immersione non ha la buona forza fisica di nichel elettroless / oro ad immersione perché non c'è nichel sotto lo strato d'argento.

Inoltre, l'argento per immersione ha buone proprietà di conservazione e non ci saranno problemi importanti nell'assemblaggio dopo diversi anni di argento per immersione. L'argento di immersione è una reazione di spostamento, è quasi il rivestimento in argento puro submicron. A volte il processo di immersione dell'argento contiene anche alcune sostanze organiche, principalmente per prevenire la corrosione dell'argento ed eliminare i problemi di migrazione dell'argento; è generalmente difficile misurare questo sottile strato di materia organica e l'analisi mostra che il peso dell'organismo è inferiore all'1%.

Poiché tutte le saldature attuali sono basate su stagno, lo strato di stagno può corrispondere a qualsiasi tipo di saldatura. Da questo punto di vista, il processo di immersione in stagno è estremamente promettente. Tuttavia, i baffi di stagno appaiono nel PCB precedente dopo il processo di immersione dello stagno e la migrazione di baffi di stagno e stagno durante il processo di saldatura causerà problemi di affidabilità, quindi l'uso del processo di immersione dello stagno è limitato. Più tardi, additivi organici sono stati aggiunti alla soluzione di immersione dello stagno per rendere la struttura dello strato di stagno in una struttura granulare, che supera i problemi precedenti e ha anche una buona stabilità termica e saldabilità.

Il processo di immersione dello stagno può formare un composto intermetallico piatto rame-stagno. Questa caratteristica rende lo stagno ad immersione avere la stessa buona saldabilità del livellamento dell'aria calda senza il problema di planarità del mal di testa del livellamento dell'aria calda; Non c'è nichelatura elettroless per stagno ad immersione / Diffusione tra metalli d'oro ad immersione - composti intermetallici rame-stagno possono essere saldamente legati insieme. Il piatto di stagno di immersione non può essere conservato troppo a lungo e il montaggio deve essere effettuato secondo l'ordine di stagno di immersione.

Altri processi di trattamento superficiale Altri processi di trattamento superficiale hanno meno applicazioni. Diamo un'occhiata all'applicazione relativamente più ampia dei processi di nichelatura e placcatura in palladio elettroless. La galvanizzazione di nichel e oro è l'originatore della tecnologia di trattamento superficiale PCB. È apparso da quando è apparso PCB, e si è gradualmente evoluto in altri metodi. Si tratta di placcare uno strato di nichel sul conduttore superficiale PCB prima e poi uno strato di oro. La nichelatura è principalmente per prevenire la diffusione tra oro e rame.

Ci sono due tipi di oro nichelato galvanizzato: placcatura in oro morbido (oro puro, la superficie dell'oro non sembra brillante) e placcatura in oro duro (la superficie è liscia e dura, resistente all'usura, contiene cobalto e altri elementi e la superficie dell'oro sembra più luminosa). L'oro morbido è utilizzato principalmente per il filo d'oro durante l'imballaggio del chip; L'oro duro è utilizzato principalmente per l'interconnessione elettrica in aree non saldate. Considerando il costo, l'industria adotta spesso il metodo di trasferimento delle immagini per eseguire galvanizzazione selettiva per ridurre l'uso di oro.

Attualmente, l'uso dell'oro galvanizzato selettivo nell'industria continua ad aumentare, il che è dovuto principalmente alla difficoltà di controllare il processo di nichel elettroless / immersione oro. In circostanze normali, la saldatura causerà l'oro placcato a diventare fragile, che accorcerà la durata, in modo da evitare la saldatura su oro placcato; ma l'oro elettroless nichel/immersione è molto sottile e consistente, quindi raramente si verifica fragilità. Il processo di placcatura in palladio elettroless è simile a quello della nichelatura elettroless. Il processo principale consiste nel ridurre gli ioni palladio in palladio sulla superficie catalitica attraverso un agente riducente (come l'ipofosfato di sodio diidrogeno). Il nuovo palladio può diventare un catalizzatore per promuovere la reazione, quindi si può ottenere un rivestimento in palladio di qualsiasi spessore. I vantaggi della placcatura di palladio elettroless sono la buona affidabilità della saldatura, la stabilità termica e la levigatezza della superficie.