PCB 기술 - PCB 표면 처리 공정의 특징, 용도 및 발전 추세

PCB 표면 처리 공정의 특징, 용도 및 발전 추세

PCB 공장은 과학 기술의 끊임없는 진보에 따라 현재 PCB 생산 과정에서 관련된 환경 문제가 특히 두드러진다는 점에 주목했다.현재 납과 브롬의 화제가 가장 인기가 있습니다.무연과 무할로겐은 여러 방면에서 PCB의 발전에 영향을 줄 것이다.

현재 PCB 표면처리 공정의 변화가 그리 크지 않아 상대적으로 먼 일인 것 같지만, 장기적으로 완만한 변화가 큰 변화를 초래할 수 있다는 점에 유의해야 한다.환경보호 요구가 부단히 높아짐에 따라 PCB의 표면처리 공정은 미래에 반드시 큰 변화가 발생할 것이다.

표면 처리의 목적

표면 처리의 가장 기본적인 목적은 좋은 용접성이나 전기 성능을 확보하는 것이다.천연 구리는 산화물의 형태로 공기 중에 존재하는 경우가 많기 때문에 원시 구리의 상태를 장기간 유지할 가능성이 거의 없기 때문에 구리에 대한 다른 처리가 필요하다.이후 조립에서 강용제는 대부분의 구리 산화물을 제거하는 데 사용될 수 있지만 강용제 자체는 쉽게 제거되지 않기 때문에 업계는 일반적으로 강용제를 사용하지 않는다.

PCB 표면 처리 공정은 여러 가지가 있는데, 흔히 볼 수 있는 것은 열풍 정평, 유기 코팅, 화학 니켈 도금/침금, 침은 및 침석이며, 아래에 하나하나 소개할 것이다.

1.더운 바람은 평평하게 한다

열공기 정평은 열공기 용접재 정평이라고도 한다.이것은 용융된 주석 납 용접재를 PCB 표면에 코팅하고 가열된 압축 공기로 그것을 눌러 구리 산화에 저항하고 좋은 용접성을 제공하기 위해 평평하게 (불기) 하는 공정이다.성 코팅.뜨거운 공기가 평평하게 정돈되는 과정에서 용접재와 구리는 이음매에서 동-주석 금속 사이의 화합물을 형성한다.구리 표면을 보호하는 용접재의 두께는 약 1~2밀이다.

뜨거운 공기가 평소를 조절할 때 PCB는 용융용접재에 침수되여야 한다.용접재가 굳기 전에 에어칼이 액체 용접재를 불어 넣는다;에어 나이프는 구리 표면의 용접 재료의 휘어진 액면을 최소화하고 용접 재료의 브리지를 방지합니다.두 가지 유형의 뜨거운 공기 수평: 수직과 수평.일반적으로 수평형이 더 좋다고 여겨진다.주요 원인은 수평 열풍이 더 균일하게 되어 자동화 생산을 실현할 수 있기 때문이다.열공기 유평 공정의 일반적인 절차는 미식각 예열 코팅 보조제 분사 주석 세척이다.

2. 유기농 코팅

유기 코팅 공정이 다른 표면 처리 공정과 다른 점은 구리와 공기 사이의 장벽 역할을 한다는 것입니다.유기 코팅은 공정이 간단하고 원가가 낮아 공업에서 광범위하게 응용되었다.초기의 유기코팅분자는 미졸과 벤조삼졸로서 녹을 방지하는 역할을 하였는데 최신의 분자는 주로 벤조미졸로서 질소관능단화학키를 PCB에 합친 구리였다.

이후 용접 과정에서 구리 표면에 유기 코팅이 한 층만 있다면 작동하지 않고 여러 층이 있어야 한다.이것이 구리 액체가 일반적으로 화학 물질 탱크에 추가되는 이유입니다.1층을 코팅한 후 코팅층은 구리를 흡착한다;그런 다음 두 번째 층의 유기 코팅 분자를 구리와 결합하여 20 개 또는 수백 개의 유기 코팅 분자가 구리 표면에 모일 때까지 여러 번 순환할 수 있습니다.흐름 용접.

테스트에 따르면 최신 유기 코팅 공정은 다양한 무연 용접 공정에서 좋은 성능을 유지할 수 있습니다.유기 코팅 공정의 일반적인 절차는 탈지 미식각산 세척 순수한 물 세척 유기 코팅 세척이다.프로세스 제어는 다른 서피스 프로세스보다 쉽습니다.

3. 화학 니켈 도금/침금

화학 니켈 도금 / 침금 공예는 유기 코팅처럼 간단하지 않다.화학 니켈 도금/침금은 PCB에 두꺼운 갑옷을 걸친 것 같습니다.또한 화학 니켈 도금/침금 공법은 유기 코팅처럼 녹 방지 차단층으로 사용되지 않으며 PCB의 장기적인 사용에 작용하고 좋은 전기 성능을 얻을 수 있습니다.

그러므로 화학니켈도금/침금은 구리표면에 두껍고 전도성이 좋은 니켈금합금을 싸서 장기적으로 PCB판을 보호할수 있다.또한 다른 표면 처리 프로세스에서 볼 수 없는 친환경성을 제공합니다.인내심니켈도금의 원인은 금과 구리가 서로 확산되기 때문에 니켈층은 금과 구리 사이의 확산을 막을 수 있다.니켈층이 없다면 금은 몇 시간 안에 구리로 퍼질 것이다.

화학 니켈 도금 / 침금의 또 다른 장점은 니켈의 강도입니다.고온에서는 5마이크로미터의 니켈만이 Z방향의 팽창을 제한할 수 있다.또한 니켈/침금 화학 도금은 구리의 용해를 방지할 수 있으며, 이는 무연 조립에 유리할 것이다.화학 니켈 도금/침금 공예의 일반 공예는 산세척 미식각 예침 활성화 화학 니켈 도금 화학 침금이다.화학공업저장탱크는 주로 6개로 근 100종의 화학품과 관련되기에 과정통제의 난이도가 비교적 크다.

4. 은을 담그다

침은 공예는 유기 코팅과 화학 니켈 도금/침금 사이에 있다.이 과정은 상대적으로 간단하고 빠르다;화학 니켈 도금/침금처럼 복잡하지 않으며 PCB에 갑옷을 두껍게 칠하지 않았지만 여전히 좋은 전기 성능을 제공 할 수 있습니다.은은 황금의 작은 형제이다.은은 고온, 습기 및 오염에 노출되어도 용접성은 양호하지만 광택은 손실됩니다.

침전은은 화학도금 니켈/침전금의 양호한 물리강도를 가지고 있지 않다. 왜냐하면 은층 아래에 니켈이 없기 때문이다.이밖에 침전은은 량호한 저장성능을 갖고있어 몇년간의 침전은을 거친후 조립에 큰 문제가 생기지 않는다.침전은은 일종의 치환반응으로서 거의 마이크로메터급의 순은코팅층이다.때로는 침은공예에도 일부 유기물이 함유되여있는데 주로 은의 부식을 방지하고 은의 이동문제를 제거하기 위해서이다.일반적으로 이 얇은 유기물을 측정하기 어려우며 분석에 따르면 이 유기물의 무게는 1% 미만이다.

5. 침석

현재 모든 용접은 주석 기반이므로 주석 레이어는 모든 유형의 용접과 일치할 수 있습니다.이런 각도에서 볼 때, 침석 공예는 매우 전망이 있다.그러나 이전의 PCB는 침석 공정 후에 주석 수염이 나타났고, 용접 과정에서 주석 수염과 주석의 이동은 신뢰성 문제를 초래할 수 있기 때문에 침석 공정의 사용이 제한되었다.

그 후 침석 용액에 유기 첨가제를 첨가하여 주석층 구조를 입자 모양으로 만들어 이전의 문제를 극복하고 양호한 열 안정성과 용접성을 동시에 갖추었다.침석 작업은 평탄한 구리 주석 금속 간의 화합물을 형성할 수 있다.이러한 특징으로 인해 침도된 주석이 뜨거운 공기의 흐름과 같은 좋은 용접성을 가지게 되고 뜨거운 공기의 흐름 용접이 골치 아픈 평면도 문제가 나타나지 않는다.주석을 담그는 화학 니켈 도금/침전금 금속 사이에 존재하지 않는 확산 구리-주석 금속 간의 화합물은 튼튼하게 결합할 수 있다.침석판은 오래 보관할 수 없으므로 반드시 침석의 순서에 따라 조립해야 한다.

6. 기타 표면처리 공정

다른 서피스 처리 프로세스는 덜 사용됩니다.니켈 도금과 화학 팔라듐 도금 공예의 상대적으로 더 많은 응용을 살펴보자.니켈과 금도금은 PCB 표면처리 기술의 원조다.PCB가 출현한 이래로 그것이 출현하여 점차 다른 방법으로 변화되었다.그것은 먼저 PCB 표면 도체에 니켈을 도금한 다음 다시 금을 도금한다.니켈 도금은 주로 금과 구리 사이의 확산을 방지하기 위한 것이다.니켈 도금은 소프트 도금 (순금, 금 표면이 밝아 보이지 않음) 과 하드 도금 (표면이 매끄럽고 단단하며 마모에 강하며 코발트 등의 요소를 포함하고 있어 금 표면이 더 밝아 보인다) 의 두 가지가 있다.

소프트 골드는 주로 칩 패키징 과정 중의 금선에 사용된다;경질금은 주로 용접이 아닌 영역의 전기 상호 연결에 사용됩니다.비용을 고려하여, 이 업계는 종종 이미지의 전사 방법을 사용하여 선택적으로 도금하여 금의 사용을 줄인다.현재 업계에서 선택적 전기 도금의 사용량이 지속적으로 증가하고 있는데, 이는 주로 화학 니켈 도금/침금 공정이 통제하기 어렵기 때문이다.

정상적인 상황에서 용접은 도금이 바삭바삭해져 사용 수명을 단축시킬 수 있으므로 도금에 용접을 하는 것을 피해야 한다.그러나 화학 니켈 도금/침금은 매우 얇고 일치하기 때문에 바삭함이 거의 발생하지 않습니다.화학 팔라듐 도금 공예는 화학 니켈 도금 공예와 비슷하다.주요 과정은 환원제(예를 들어 차인산이수소나트륨)를 통해 팔라듐 이온을 촉매 표면의 팔라듐으로 환원하는 것이다.새로운 팔라듐은 반응을 촉진하는 촉매제가 될 수 있어 어떤 두께의 팔라듐 코팅도 얻을 수 있다.화학 팔라듐 도금의 장점은 좋은 용접 신뢰성, 열 안정성 및 표면 매끄러움입니다.

서피스 프로세스 선택

표면처리 공정의 선택은 주로 최종 조립 부품의 유형에 달려 있다.표면 처리 프로세스는 PCB의 생산, 조립 및 최종 사용에 영향을 미칩니다.다음은 일반적으로 사용되는 5가지 표면 처리 프로세스의 사용 방법에 대해 구체적으로 설명합니다.

1.더운 바람은 평평하게 한다

열풍 정평은 PCB 표면 처리 공정에서 주도적인 위치를 차지한 적이 있다.1980년대에는 다염소연벤젠의 4분의 3 이상이 열공기 정평 공정을 사용했지만, 지난 10년 동안 이 업계는 열공기 정평 과정의 사용을 줄여왔다.현재 약 25~40% 의 폴리염화페닐이 뜨거운 공기를 사용하는 것으로 추정된다.플랫 프로세스.

열 공기 조절 공정은 더럽고 불쾌하며 위험하기 때문에 결코 인기 있는 공정이 아니지만, 비교적 큰 부품과 간격이 큰 전선에 있어서 열 공기 조절 공정은 매우 좋은 공정이다.고밀도 PCB에서 열풍 조정의 플랫도는 후속 조립에 영향을 줄 수 있습니다.따라서 HDI 보드는 일반적으로 뜨거운 공기 조절 공정을 사용하지 않습니다.기술의 진보에 따라, 이 업계는 현재 조립 간격이 작은 QFP와 BGA에 적용되는 열 공기 조절 공정을 가지고 있지만, 실제 응용은 비교적 적다.

현재 일부 PCB 공장은 열풍 정평 공정 대신 유기 코팅과 화학 니켈 도금/침금 공정을 사용하고 있습니다.기술의 발전도 일부 공장에서 침석과 침은 공예를 사용하게 했다.게다가 최근 몇 년 동안 무연화 추세로 열풍의 평평한 사용은 더욱 제한을 받고 있다.비록 이미 이른바 무연열풍이 평평해졌지만 이는 설비의 호환성과 관련될수 있다.

2. 유기농 코팅

현재 약 25~30% 의 폴리염화페닐이 유기코팅기술을 사용하고있으며 이 비례는 줄곧 상승하고있다 (유기코팅은 현재 이미 열공기정평을 초과했을수도 있다.).유기 코팅 공정은 단면 TV의 PCB 및 고밀도 칩으로 패키지된 PCB와 같은 저기술 PCB 또는 첨단 PCB에 사용할 수 있습니다.BGA의 경우 유기 코팅도 더 많이 활용됩니다.PCB에 표면 연결의 기능 요구 사항이나 저장 기간의 제한이 없다면 유기 코팅은 가장 이상적인 표면 처리 공정이 될 것입니다.

3. 화학 니켈 도금/침금

화학 니켈 도금/침금 공예는 유기 코팅과 다르다.이는 주로 휴대폰 키보드, 라우터 케이스의 가장자리 연결 영역, 칩 프로세서의 유연성과 같은 기능이 요구되고 저장 주기가 긴 보드에 사용됩니다.연결된 전기 접촉 면적.

열풍 정평의 평평도 문제와 유기 코팅 보조제 제거로 인해 화학 니켈 도금/침금은 1990년대에 널리 응용되었다.그 후 검은 원반과 아삭한 니켈 인 합금의 출현으로 화학 니켈 도금/침금 공정의 응용이 감소했지만, 현재 거의 모든 하이테크 PCB 공장에는 화학 니켈 도금/침금 라인이 있습니다.구리-주석 금속 간 화합물을 제거할 때 용접점이 바삭해지는 것을 고려할 때 상대적으로 바삭한 니켈-주석 금속 간 화합물은 많은 문제가 있을 수 있다.

따라서 휴대용 전자 제품 (예: 휴대폰) 은 거의 모두 유기 코팅, 침은 또는 침석으로 형성된 구리 주석 금속 간 화합물 용접점을 사용하며, 화학 니켈 도금/침금은 핵심 영역, 접촉 영역 및 EMI 차폐 영역을 형성하는 데 사용됩니다.현재 약 10~20% 의 폴리염화페닐이 화학니켈도금/침금공법을 사용하고있을것으로 추정된다.

4. 은을 담그다

침도금은 화학 니켈/침도금보다 싸다.만약 PCB가 연결에 대한 기능 요구가 있고 원가를 낮춰야 한다면 침은은 좋은 선택이다;게다가 침은은 평면성과 접촉성이 뛰어나기 때문에 침은 공예를 선택하는 것이 좋다.침은은 통신제품, 자동차와 컴퓨터 주변설비에서 많은 응용이 있으며 침은은 고속신호설계에서도 응용된다.침전은은 다른 표면처리와 비교할 수 없는 양호한 전기학적 성능을 가지고 있기 때문에 고주파 신호에도 사용할 수 있다.

EMS는 조립이 쉽고 검사 가능성이 높기 때문에 침은 공정을 권장합니다.그러나 광택과 용접점의 빈틈을 잃는 것과 같은 결함으로 인해, 침전은의 성장은 느리다 (그러나 감소하지 않았다).현재 약 10~15% 의 폴리염화페닐이 침은공법을 사용하고있을것으로 추정된다.

5. 침석

주석은 지난 10년 동안 표면처리 공정에 도입되었는데, 이 공정의 출현은 생산 자동화 요구의 결과이다.주석 삽입은 통신 후면판에 특별히 적용되는 새로운 요소를 용접점으로 가져오지 않습니다.주석은 판의 저장 기간이 지나면 용접성을 잃기 때문에 침석은 더 좋은 저장 조건이 필요하다.또 침석 공정에 발암물질이 포함돼 침석 공정 사용이 제한된다. 현재 약 5~10%의 폴리염화페닐이 침석 공정을 사용하는 것으로 추정된다.