PCB 기술 - 회로기판의 녹색 제조 공정 (1) 다층판의 무연 용접

회로기판의 녹색 제조 공정 (1) 다층판의 무연 용접

1. 납을 함유한 용접재는 줄곧 회로판 용접의 사용자이다.지난 수십 년 동안 이 기술은 수많은 조립 및 패키징 제품에 널리 사용되었으며 모든 회로 기판도 이러한 성숙한 용접 기술에 적응 할 수 있습니다.다양한 품질 및 신뢰성 기준, 테스트 방법 및 사양은 이러한 납 함유 용접 기술에 기반하고 있습니다. ROHS(유럽연합의 유해물질 사용 제한 지침)를 비롯한 납 함유 금지는 판재와 공정 측면에서 회로 기판 전체에 큰 영향을 미쳤으며, 용접 기술의 변화에 주목했습니다.이런 제한으로 인한 영향은 용접기술뿐만아니라 회로기판재료의 배관도 포함된다.즉, 회로 기판 재료에 납이 함유되어 있지 않더라도 무연 기술과 호환되는 것은 아닙니다.대부분의 새로운 용접 방법은 소위 SAC305 합금 (주석, 은, 동) 을 선호하며, 그 용접점은 현재의 주석 납 공정 용접재보다 약 34 °C 높다.현재의 임무는 어떻게 이런 무연 용접재를 사용하여 낡은 납합금의 용접 성능을 실현하는가이다.이 목표를 달성하기 위해서는 일반적으로 판재를 고온에 견딜 수 있는 수지와 방습성이 좋은 판재로 교체해야 한다. 판재, 환류용접, 용접제의 최신 발전을 따라가기 위해 업계는 과도기 과정에서 어떠한 부족도 발생하지 않도록 많은 인력과 물력을 투입해야 한다.핵심 지식 및 신뢰성 데이터의 수집은 새로운 용접 시장에서 귀중한 위치를 차지할 수 있도록 준비된 공급업체가 될 것입니다.회로 기판의 무연 용접 다층 PCB 녹색 제품은 높은 Tg와 무할로겐 재료에 대한 수요가 높다.무연 용접 온도는 도금 구멍의 신뢰성과 내부 결합의 무결성에 부정적인 영향을 미치는 Z 방향으로 플레이트를 팽창시킵니다.그러나 지금까지 조립 용접 온도 상승이 내부 층압 과정에 미치는 영향에 대해서는 아직 많은 연구가 없으며 여전히 업계에서 더 깊이 연구해야 한다.이 글은 구리 내부 표면에서 진행된 신형 수정계 각식 (Intergrain Etch, 약칭 IGE) 을 대체 처리 (즉, 침석 처리) 와 결합하여 이러한 혁명적인 개선이 다층판 구조에 더욱 강한 시너지 효과를 가지도록 했다.이 두 가지 경계 침식과 침석의 혼합 처리 (상품명 Secure HTg) 는 여러 가지 장점을 가진 내면 처리를 완료했습니다.예를 들어 향상된 파열 강도와 안정적인 내열성분홍색 원 제거, 쐐기 부러짐 방지, 대면적 얇은 판 수평 제조 공정 용이 등의 강화 정도를 상세히 소개할 예정이다.(1) 내부 구리 표면의 새로운 혼합 공정 (Secure HTg) 은 구리 표면에 의도적으로 금속 주석 층을 침적하는 내부 층의 접착 처리가 무연 용접의 강한 열 테스트를 견딜 수 있음을 입증했습니다.이 새로운 프로세스의 프로세스는 다음과 같습니다. (1) 청결 처리는 구리 표면에 미세 식각을 수행하기 전에 건막 부식 방지제의 잔여물과 심각한 오염 지문을 제거하기 위해 강력한 청결 과정을 완료해야합니다.(2) 이 비트를 초기에 처리하면 다음 비트의 미식각 용액이 오염물의 영향을 받지 않도록 보호할 수 있으며, 적합한 표면 식각 전세를 제공하여 후속 미식각 효과를 높일 수 있다.(3), 미식각이 개선된"황산/과산화수소"미식각액은 동재료의 결정계를 공격하여 강한 부착력에 필요한 표면형상을 얻을수 있다.이런 초심미식각은 필요한 표면의 거칠음을 얻을수 있으며 후속적인 기계결합강도를 더욱 좋게 할수 있다.전통적인 검은색 산화솜털의 절단강도가 비교적 낮은데 비해 이곳의 동재료가 산생한 구조는 더욱 좋은 절단강도를 보여준다.(4), 내동 표면의 미세 식각을 강화 처리하면 즉시 회색 금속 주석층이 퇴적된 후 무연 용접에 견디는 MLB 압제 공정이 완료된다.(2) 테스트보드와 결과는 이런 대체 산화처리 테스트보드에 대해 6층판과 12층판을 선택했다.전체 회로 기판은 다양한 기판으로 구성되며 35 μm 동박과 일치합니다.이러한 테스트보드는 다양한 안정성 테스트에 사용될 수 있습니다.각 테스트 보드는 다른 후속 테스트의 참조 값으로 파열 강도 테스트를 수행해야 합니다.이 초기 파열 강도 테스트 후, 같은 샘플은 여러 차례 적외선 무연 회류 공정을 받을 것이다.그 후 또 다른 파열 강도 테스트를 진행하여 회류로 인한 판의 결합 강도의 열화 가능성을 비교한다.일반적으로 이러한 정보에서 볼 수 있듯이 무연 조립은 회로 기판에 부정적인 영향을 미칩니다.

(3) 시험 결과와 상술한 구리 내 표면에 대한 주석-구리 혼합 공정(Secure HTg)이 여러 차례의 시험을 통해 매우 강력하고 실용적이라는 것을 증명했다.각 DOE 시료는 표준 생산 과정을 시뮬레이션하기 위해 혼합 과정의'안정적'목욕에서 작동한다. 사전 환류의 성능을 보면 전통적인 흑화 반응은 표준 FR4와 무할로겐 재료에서 좋은 효과를 나타낸다.그러나 예열 응력 테스트의 결과는 좋지 않으며 이러한 열 응력 테스트 후에는 부착력이 더 중요합니다.따라서 무연 회류 작업을 여러 번 수행할 수 없습니다.실제로 접착 강도가 50% 이상 낮아진 것으로 밝혀졌다.아울러 다층판의 시용접이 완료되면 흑색화 방법(AO), 결정계 식각(IGE), AO 가강화제, 구리 내 표면을 대체하는 새로운 혼합공정(SecureHtg) 등이 나타날 것이라는 사실도 밝혀졌다.접착 강도 손실.그러나 블렌드 프로세스의 손실은 다른 방법보다 작습니다.할로겐이 없는 재료에 혼합 공정을 적용하면 접착 강도가 6% 감소하는 데 그쳐 표준 대체 흑화 및 정통 흑화의 28% 와 54% 보다 좋습니다.

연구는 또 혼합 공정이 다양한 회로기판 기판 재료에서 무연 환류, 심지어 T260의 내열성 테스트도 통과할 수 있다는 것을 발견했다. T288 테스트를 통과하지 못한 일부 샘플의 경우 구리 표면의 처리와 관계없이 기판 자체의 문제 때문에 실패가 발견됐다.극단적인 고온 조건과 그 후의 박막 실효로 인해 T288은 신뢰할 수 있는 테스트 방법으로 여겨지지 않을 수 있다.혼합 공정의 우수한 성능은 주석과 구리 사이에 형성된 계면 공금 화합물에서 비롯되어야 하며, 이 화합물은 고온 압제 과정에서 이미 계면 공금 복합층으로 완전히 전환되었다.그러나 고온은 구리와 주석 사이의 미시적 구조를 변화시킬 수 있다.주석층의 밀도는 계면에 있는 코발트-금 화합물의 두께가 증가함에 따라 낮아지며, 이는 불가피하게 구리와 주석 사이의 결정 경계 부근에 불확실한 미세 구멍을 형성한다.모든 결과는 주석 원자가 구리 층으로 이동하여 인터페이스 공금 화합물의 성장을 초래하고 구리와 IMC 사이에"돌출 된 손가락 구조"(ProfileFinger-like structure) 가 존재한다는 것을 보여줍니다.그것은 기계적 결합력을 크게 증가시킬 것이다.

PCB 제조, 17t 이전에 구리 표면과 에폭시 수지 사이의 화학 결합 특성은 여전히 이해하기 어렵다.과거에는 많은 관련 이론이 있었지만, 가장 먼저 알아야 할 것은 구리 표면에 어떤 막이 형성되었는가?초기 흑색 산화인가요?아니면 그 후의 환원 흑산화인가?아니면 검은색 산화를 대체하는 것일까?진공에서 생성되고 저장되지 않으면 일부 산화동은 불가피하게 흡습으로 인해 환경에서 수해되고 진일보 히드록시 (히드록시) 를 형성하게 되는데 이런 히드록시는 계속 에폭시수지와 미산성을 띠게 된다.그런 다음 서로 간에 화학 키가 형성됩니다. 산화 위치에 따른 표면의 접착 강도의 차이는 표면 전하에 의해 결정되며 표면 전하는"표면 등전점"(표면의 ISO 전점; IEPS)에 의해 결정됩니다.할로겐이 없거나 표준 FR4 조각을 사용할 때 새로운 혼합 산화 공정이 제공하는 접착 강도가 더 좋아집니다.이런 압제 후에 나타나는 높은 접착 강도는 무연 회류 용접을 반복한 후에도 그 강도 값은 여전히 41b/in 이상을 유지할 수 있다.따라서 혼합 공정은 향후 무연 수요에서 더 나은 공정 안정성을 제공 할 것입니다.