Data PCB - Ciri-ciri dan penggunaan teknologi perawatan permukaan papan PCB

Saya.... Introduction
With the continuous improvement of human's requirements for the living environment, masalah persekitaran yang terlibat dalam semasa PPapan CB proses produksi sangat terkenal. Topik lead dan bromine kini panas; bebas lead dan bebas halogen akan mempengaruhi pembangunan PPapan CBs in many ways. Walaupun perubahan dalam proses rawatan permukaan PPapan CBs tidak terlalu besar pada masa ini, ia seolah-olah perkara yang relatif jauh, tetapi perlu dikatakan bahawa perubahan perlahan jangka panjang akan menyebabkan perubahan besar. Dalam keadaan bahawa suara perlindungan persekitaran semakin tinggi, proses rawatan permukaan PPapan CBs pasti akan mengalami perubahan besar di masa depan.

2. The purpose of surface treatment
The basic purpose of surface treatment is to ensure good solderability or electrical properties. Since copper in nature tends to exist in the form of oxides in the air and is unlikely to remain as raw copper for long periods of time, perawatan tembaga tambahan diperlukan. Walaupun dalam kumpulan berikutnya, aliran kuat boleh digunakan untuk membuang kebanyakan oksid tembaga, tetapi aliran kuat sendiri tidak mudah untuk dibuang, jadi industri biasanya tidak menggunakan aliran yang kuat.

3. Five common surface treatment processes
There are many surface treatment processes for Papan PCB. Yang biasa adalah penerbangan udara panas, penyamaran organik, Plating nikel tanpa elektro/emas tenggelam, perak tenggelam dan tin tenggelam, yang akan diperkenalkan satu demi satu di bawah.
1) Hot air leveling
Hot air leveling, juga dikenali sebagai penerbangan tentera udara panas, adalah proses menutupi solder-lead tin cair di permukaan PCB and flattening (blowing) it with heated compressed air to form a Lapisan that resists copper oxidation and provides good reliability. Pelayan yang boleh dileweng. Penjual dan tembaga membentuk komponen intermetal tembaga-tin di persimpangan semasa aras udara panas. Ketebusan askar untuk melindungi permukaan tembaga sekitar 1-2 mils. The PPapan CB Ditenggelamkan ke dalam tongkat cair apabila udara panas ditetapkan; pisau udara meletupkan solder cair sebelum solder kuat; pisau udara boleh meniscus askar di permukaan tembaga dan mencegah askar dari jembatan. Aras udara panas dibahagi kepada dua jenis: jenis menegak dan jenis mengufuk. Secara umum dianggap jenis mengufuk lebih baik, terutama kerana lapisan aras udara panas mengufuk lebih seragam dan boleh sedar produksi automatik. Proses umum proses penerbangan udara panas ialah: pembersihan mikro-etching "preheating" flux coating "tin spraying".

2) Organic coating
The organic coating process is different from other surface treatment processes, ia bertindak sebagai lapisan halangan antara tembaga dan udara; proses penyamaran organik mudah dan rendah, yang membuat ia digunakan secara luas dalam industri. Molekul penutup organik awal adalah imidazol dan benzotriazole yang bermain peran dalam pencegahan rust, dan molekulnya adalah bensimidazol, yang merupakan kumpulan fungsi nitrogen terikat secara kimia kepada tembaga pada PPapan CB. Dalam proses tentera berikutnya, jika hanya satu lapisan penutup organik di permukaan tembaga tidak diterima, mesti ada banyak lapisan. Itulah sebabnya cairan tembaga biasanya ditambah ke tangki kimia. Selepas lapisan penutup, lapisan penutup mengabsorb tembaga; molekul penutup organik lapisan kedua bergabung dengan tembaga sehingga 20 atau ratusan molekul penutup organik dikumpulkan pada permukaan tembaga, yang boleh memastikan penyelamatan reflow berbilang . Ujian menunjukkan bahawa: proses penutup organik boleh menyimpan prestasi yang baik dalam proses tentera bebas plum berbilang. Proses umum proses penyamaran organik adalah: pembersihan air murni, dan kawalan proses lebih mudah daripada proses rawatan permukaan lain.

3) Electroless Nickel/Immersion Gold
The Plating nikel tanpa elektro/proses emas tenggelam tidak sederhana seperti penutup organik. Plating nikel tanpa elektrik/emas tenggelam nampaknya meletakkan baju besi tebal pada PCB; unit description in lists tambahan, Plating nikel tanpa elektronik/proses emas penyelamatan bukanlah seperti penutup organik sebagai penghalang rust. layer, ia boleh berguna dalam penggunaan jangka panjang PPapan CB dan mencapai prestasi elektrik yang baik. Oleh itu, nikel tanpa elektro plating/emas penyelamatan adalah untuk membungkus lapisan tebal legasi nikel-emas dengan sifat elektrik yang baik di permukaan tembaga, yang boleh melindungi PPapan CB untuk waktu yang lama; tambahan, ia juga mempunyai perlindungan persekitaran yang proses perawatan permukaan lain tidak mempunyai. PPenerimaan. Alasan untuk plating nikel adalah bahawa emas dan tembaga bercampur, Dan lapisan nikel mencegah penyebaran antara emas dan tembaga; tanpa lapisan nikel, emas akan menyebar ke dalam tembaga dalam beberapa jam. Satu lagi keuntungan nikel tanpa elektro/emas penyelamatan adalah kekuatan nikel, kerana hanya 5 mikron nikel boleh hadapi pengembangan arah Z pada suhu tinggi. Selain itu, electroless nickel/emas tenggelam juga mencegah pencerahan tembaga, yang akan memberi manfaat kepada pengumpulan bebas lead. The general process of electroless nickel plating / proses emas penyemburan ialah: pembersihan asam, pencetakan mikro, aktivasi, pencetakan nikel tanpa elektron, emas penyemburan kimia, terdapat kebanyakan 6 tangki kimia, melibatkan hampir 100 jenis bahan kimia, jadi kesulitan perbandingan kawalan proses.

4) Immersion silver
The immersion silver process is between organic coating and electroless nickel/emas tenggelam. Proses ini relatif mudah dan cepat; ia tidak sebanyak nikel tanpa elektro/emas tenggelam, dan tidak meletakkan lapisan besi yang tebal PCB, tetapi ia masih menyediakan prestasi elektrik yang baik. Perak adalah saudara emas kecil dan memelihara kebolehan tentera yang baik walaupun ketika terkena panas, basah-basah dan pencemaran, tetapi merendahkan. Perak Immersion tidak mempunyai kekuatan fizikal yang baik nikel tanpa elektro/emas tenggelam kerana tiada nikel di bawah lapisan perak. Selain itu, immersion silver has good storage properties, dan tidak akan ada masalah besar dalam pengumpulan selepas beberapa tahun perak tenggelam. Perak Immersion adalah reaksi pemindahan, ia adalah hampir penutup sub-mikron perak murni. Kadang-kadang proses perak tenggelam juga mengandungi beberapa bahan organik, terutama untuk mencegah kerosakan perak dan menghapuskan masalah migrasi perak; umumnya sukar mengukur lapisan tipis materi organik ini, and the analysis shows that the weight of the organic matter is less than 1%.

5) Immersion Tin
Since all current solders are based on tin, lapisan tin boleh sepadan dengan mana-mana jenis askar. Dari sudut pandangan ini, proses tin tenggelam mempunyai perspektif yang besar untuk pembangunan. Namun, whiskers tin muncul pada sebelumnya PPapan CBs selepas proses tenggelam tin, dan pemindahan wisker dan tin semasa proses tentera akan membawa masalah kepercayaan, jadi pengadopsi proses penyelamatan tin adalah terbatas. Kemudian, aditif organik ditambah ke penyelesaian penyemburan tin, yang boleh membuat struktur lapisan tin mempunyai struktur granular, yang mengatasi masalah sebelumnya, dan juga mempunyai kestabilan panas yang baik dan kemudahan tentera. Proses tin tenggelam boleh membentuk komponen intermetal tembaga-tin rata, yang menjadikan tin tenggelam mempunyai keterbatasan yang sama dengan penerbangan udara panas tanpa sakit kepala penerbangan udara panas; tin tenggelam juga tidak mempunyai penutup nikel tanpa elektro / Masalah penyebaran antara logam emas tenggelam - komponen intermetal tembaga-tin boleh terikat dengan kuat. Papan penyemburan tin tidak boleh disimpan terlalu lama, Dan pengumpulan itu harus dilakukan menurut perintah penyelamatan tin.

6) Other surface treatment processes
There are few applications of other surface treatment processes. Mari kita lihat proses elektroplating emas nikil dan palladium tanpa elektro. Electroplating nickel-gold is the originator of the surface treatment process of PPapan CBs. Ia telah muncul sejak muncul PPapan CBs, dan secara perlahan-lahan berkembang menjadi kaedah lain. Ia adalah untuk pertama coat lapisan nikel pada konduktor pada permukaan PCB dan kemudian mantel dengan lapisan emas. Plating nikel adalah terutama untuk mencegah penyebaran antara emas dan tembaga. Now there are two types of electroplated nickel gold: soft gold plating (pure gold, the gold surface does not look bright) and hard gold plating (the surface is smooth and hard, resisten-wear, mengandungi unsur lain seperti kobalt, and the gold surface looks brighter). Emas lembut terutama digunakan untuk wayar emas dalam pakej cip; emas keras terutama digunakan untuk sambungan elektrik di tempat-tempat yang tidak tentera. Mengingat biaya, industri sering menggunakan pemindahan imej untuk mengurangi penggunaan emas dengan elektroplating selektif. Pada masa ini, penggunaan perlengkapan emas selektif dalam industri terus meningkat, terutama kerana kesulitan mengawal plat nikel tanpa elektronik/proses emas tenggelam. Dalam keadaan normal, welding will cause electroplated gold to become brittle, yang akan mengurangi kehidupan perkhidmatan, Oleh itu, janganlah kamu menyembah emas yang terpancar-ancar; tetapi penutup nikel tanpa elektronik/emas tenggelam sangat tipis dan konsisten, dan pelukan jarang berlaku. . Proses peletakan palladium tanpa elektro sama dengan peletakan nikel tanpa elektro. The main process is to reduce palladium ions to palladium on the catalytic surface by a reducing agent (such as sodium dihydrogen hypophosphite), dan palladium baru boleh menjadi katalis untuk mempromosikan reaksi, supaya penutup palladium yang mana-mana tebal boleh diperoleh. Keuntungan pembuluhan palladium tanpa elektro adalah kepercayaan tentera yang baik, kestabilan panas, dan permukaan.

4. The choice of surface treatment technology
The choice of surface treatment process mainly depends on the type of final assembly components; the surface treatment process will affect the production, pengumpulan dan penggunaan akhir PPapan CB. Berikut akan memperkenalkan secara khusus penggunaan lima proses rawatan permukaan umum.
1) Hot air leveling
Hot air leveling once dominated the PProses rawatan permukaan CB. Pada tahun 1980-an, lebih dari 3/4 PPapan CBs menggunakan proses penerbangan udara panas, tetapi industri telah mengurangi penggunaan proses penerbangan udara panas selama dekad terakhir. Dikira-kira ada kira-kira 25%-40% daripada PPapan CBs. Guna proses aras udara panas. The dirty, bau, dan proses berbahaya penerbangan udara panas tidak pernah menjadi proses kegemaran, but it is an excellent process for larger components and larger pitch wires. In the PPapan CB dengan ketepatan yang lebih tinggi, keseluruhan penerbangan udara panas akan mempengaruhi kumpulan berikutnya; Oleh itu, papan HDI biasanya tidak menggunakan proses penerbangan udara panas. Dengan kemajuan teknologi, industri kini telah mengembangkan proses penerbangan udara panas yang sesuai untuk QFP dan BGA dengan lapangan pemasangan yang lebih kecil, tetapi ada sedikit aplikasi praktik. Pada masa ini, beberapa kilang menggunakan penutup organik dan penutup nikel tanpa elektro/proses emas tenggelam untuk menggantikan proses penerbangan udara panas; pembangunan teknologi juga membuat beberapa kilang mengadopsi proses perak penyemburan dan penyemburan. Berpasang dengan kecenderungan bebas lead dalam tahun-tahun terakhir, the use of hot air leveling is further restricted. Walaupun disebut penerbangan udara panas bebas lead telah muncul, ia mungkin melibatkan masalah persamaan peralatan.

2) Organic coating
It is estimated that about 25%-30% of PPapan CBs kini menggunakan proses penutup organik, and this proportion has been rising (it is likely that organic coating is now in place over hot air leveling). Proses penyamaran organik boleh digunakan pada teknologi rendah PPapan CBs serta teknologi tinggi PPapan CBs, such as single-sided TV PPapan CBs dan papan pakej cip densiti tinggi. Untuk BGA, ada juga banyak aplikasi penutup organik. Jika PPapan CB tidak mempunyai peraturan fungsional sambungan permukaan atau keterangan kesudahan, penutup organik akan menjadi proses rawatan permukaan yang ideal.

3) Electroless Nickel/Immersion Gold
The electroless nickel/proses emas penyelamatan berbeza dari penutup organik. Ia terutama digunakan pada papan dengan keperluan fungsi sambungan permukaan dan jangka panjang kesimpulan, seperti kawasan kunci telefon bimbit, kawasan sambungan pinggir bagi kotak penghala, and chip processor elasticity. Kawasan kenalan elektrik sambungan. Nikel tanpa elektrik/emas penyelamatan digunakan secara luas pada tahun 1990-an kerana masalah keseluruhan penerbangan udara panas dan pembuangan aliran yang meliputi organik; Aplikasi emas tenggelam/proses emas tenggelam telah berkurang, tetapi hampir setiap teknologi tinggi PPapan CB kilang mempunyai nikel tanpa elektro/wayar emas tenggelam. Mempertimbangkan kelemahan kongsi tentera apabila membuang tembaga-tin intermetali, terdapat banyak masalah dengan intermetal nikel-tin yang relatif lemah. Oleh itu, almost all portable electronic products (such as mobile phones) use copper-tin intermetallic compound solder joints formed by organic coating, perak tenggelam atau tin tenggelam, dan menggunakan lapisan nikel tanpa elektronik/emas tenggelam untuk membentuk kawasan kunci, kawasan kenalan dan kawasan perlindungan EMI . Dikira-kira 10%-20% daripada PPapan CBs kini menggunakan nikel tanpa elektro/proses emas tenggelam.

4) Immersion silver
Immersion silver is cheaper than electroless nickel plating/emas tenggelam. Jika PPapan CB mempunyai keperluan fungsi sambungan dan perlu mengurangi kos, perak penyelamatan adalah pilihan yang baik; ditambah kesempatan yang baik dan kenalan perak, Kemudian perak tenggelam harus dipilih lebih banyak perak. Terdapat banyak aplikasi perak dalam produk komunikasi, kenderaan, dan periferi komputer, dan perak tenggelam juga digunakan dalam desain isyarat kelajuan tinggi. Kerana perak tenggelam mempunyai sifat elektrik yang baik tidak sepadan dengan rawatan permukaan lain, it can also be used in high frequency signals. EMS mencadangkan proses perak tenggelam kerana kemudahan pemasangan dan kemampuan pemeriksaan yang lebih baik. Namun, the growth of immersion silver is slow (but not decreased) due to defects such as tarnishing and solder joint voids. Dikira-kira 10%-15% daripada PPapan CBs kini menggunakan proses perak penenang.

5) Immersion Tin
The introduction of tin into the surface treatment process is a matter of nearly ten years, dan kemunculan proses ini adalah hasil keperluan automatasi produksi. Immersion tin does not bring any * elements into the welding place, khususnya sesuai untuk pesawat belakang komunikasi. Tin akan kehilangan kemudahan tentera di luar shelf life papan, jadi tin penyelaman memerlukan keadaan penyimpanan yang lebih baik. Selain itu, penggunaan proses penyemburan tin diharamkan kerana kehadiran karcinogen. Dikira-kira 5%-10% daripada PPapan CBs kini menggunakan proses tin penyelaman.

5. Conclusion
As customer requirements are getting higher and higher, keperluan persekitaran semakin ketat, dan proses rawatan permukaan semakin banyak, ia kelihatan agak mengejutkan dan membingungkan proses rawatan permukaan untuk memilih yang mempunyai prospek pembangunan dan pelbagai. . Di mana Papan PCB proses rawatan permukaan akan berlangsung di masa depan tidak dapat dijangka dengan tepat sekarang.