Data PCB - Teknologi dan kaedah untuk menghapuskan lapisan perak papan PCB

Seperti yang kita semua tahu, kerana papan sirkuit dicetak tidak boleh menjadi industri berat selepas pemasangan, jadi biaya sampah disebabkan oleh kosong mikro. Penyelidikan lanjut mengenai masalah ini membuktikan bahawa masalah ini adalah disebabkan masalah penyelamatan disebabkan oleh desain papan sirkuit, dan tidak ada hubungannya dengan proses tenggelam perak atau kaedah rawatan permukaan terakhir.

1. Root cause analysis
By analyzing the root cause of defects, kadar cacat boleh dikurangkan melalui peningkatan proses dan optimasi parameter. Kesan Gianni biasanya berlaku di bawah retak antara filem penentang askar dan permukaan tembaga. Dalam proses penurunan perak, kerana retaknya sangat kecil, persediaan ion perak untuk penyelesaian penurunan perak adalah terbatas, tetapi tembaga di sini boleh dihancurkan menjadi ion tembaga, dan reaksi penurunan perak berlaku pada permukaan tembaga di luar retak. Since ion conversion is the driving force of silver precipitation reaction, darjah serangan permukaan tembaga di bawah retak secara langsung berkaitan dengan tebal penurunan perak. Kerosakan boleh membentuk untuk sebab-sebab berikut: erosi sisi berlebihan/development or poor bonding of the solder film to the copper surface; Uneven electroplated copper layer (thin copper orifice); There are obvious deep scratches on the substrate copper under the resistance film. Korrosi berlaku apabila sulfur atau oksigen di udara bereaksi dengan permukaan logam. Silver reacts with sulfur to form a $silver sulfide (Ag2S) film on the surface, yang akhirnya menjadi hitam jika kandungan sulfur tinggi. Ada beberapa cara perak boleh dirampas sulfur, either by air (as mentioned earlier) or by other sources such as PWB wrapping paper. Perak bereaksi dengan oksigen dengan cara yang berbeza, biasanya dengan tembaga di bawah lapisan perak untuk membentuk oksid coklat gelap. Kecacatan ini biasanya disebabkan fakta bahawa kadar depositi perak sangat cepat, forming a low density silver deposition layer, yang membuat tembaga di bahagian bawah lapisan perak mudah dihubungi dengan udara, supaya tembaga bereaksi dengan oksigen di udara. Struktur kristal longgar mempunyai ruang antarabangsa yang lebih besar dan oleh itu memerlukan lapisan depositi perak yang lebih tebal untuk mencapai resistensi oksidasi. Ini bermakna memasukkan lapisan perak yang lebih tebal semasa produksi, yang meningkatkan biaya produksi dan meningkatkan kemungkinan masalah penyeludupan seperti microvoids dan penyeludupan yang lemah. Pengeksposisi tembaga biasanya berkaitan dengan proses kimia sebelum penurunan perak. Gagal ini muncul selepas proses depositi perak, terutama kerana filem sisa yang tidak sepenuhnya dibuang sebelum proses menghalangi depositi lapisan perak. Biasanya adalah filem sisa yang dibawa oleh proses penyelesaian perlawanan, ia tidak jelas dalam pembangun disebabkan pembangunan, yang disebut "filem sisa", lapisan filem yang tersisa ini menghalangi reaksi penurunan perak. Proses rawatan mekanik juga merupakan salah satu sebab untuk eksposisi tembaga. Struktur permukaan papan sirkuit akan mempengaruhi keseluruhan hubungan antara papan dan penyelesaian. Tidak cukup atau terlalu banyak sirkulasi penyelesaian juga akan membentuk lapisan depositi perak yang tidak sama. Pencemaran ion kehadiran bahan ionik di permukaan papan sirkuit boleh mengganggu ciri-ciri elektrik papan sirkuit. These ions mainly come from the silver immersion solution itself (remaining in the silver immersion layer or under the solder resist film). Solusi perak terpecah berbeza mempunyai kandungan ion berbeza. Lebih tinggi kandungan ion bagi penyelesaian, semakin tinggi nilai pencemaran ion di bawah keadaan cuci yang sama. Porositi lapisan depositi perak juga merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi pencemaran ion. Lapisan perak dengan porositas tinggi mudah untuk menyimpan ion dalam penyelesaian, yang meningkatkan kesulitan mencuci dan akhirnya menyebabkan peningkatan nilai pencemaran ion yang sama. Kesan selepas cucian juga akan mempengaruhi pencemaran ion secara langsung, cucian tidak cukup atau kualiti air tidak berkualiti akan menyebabkan pencemaran ion melebihi piawai. Mikro kosong biasanya kurang dari 1 mil dalam diameter. Kualiti yang terletak di komponen antaramuka logam antara solder dan permukaan penywelding dipanggil microvoid kerana ia sebenarnya adalah "kumpulan kawitati pesawat" permukaan penywelding, jadi ia mengurangkan kekuatan kesatuan penywelding. Mikro kosong muncul pada OSP, ENIG dan permukaan perak sedimen. Sebab akar mikrokosong tidak jelas, tetapi beberapa faktor pengaruh telah dikenali. Although all microvoids in the ag-precipitate layer occur on thick silver (more than 15μm thick) surfaces, tidak semua mikrokosong berlaku dalam lapisan perak tebal. Microvoids are more likely to occur when the copper surface structure at the bottom of the silver deposition layer is very rough. Kejadian mikrokosong juga seolah-olah berkaitan dengan jenis dan komponen materi organik yang ditempatkan dalam lapisan perak. Sebagai balasan kepada fenomena di atas, unit synonyms for matching user input, EMS, Pembuat PWB, dan penyedia kimia melaksanakan beberapa kajian penyelesaian simulasi, tiada yang dapat menghapuskan mikrokosong sepenuhnya.

2. Preventive measures
In order to avoid or eliminate defects and improve the yield, tindakan preventif perlu mempertimbangkan kontribusi bahan kimia dan peralatan kepada cacat dalam produksi sebenar. Pencegahan kesan Gianni boleh dikesan semula ke proses penapisan tembaga sebelum proses. Untuk lubang nisbah aspek tinggi dan mikro melalui lubang, ketinggian elektroplating seragam membantu menghapuskan bahaya tersembunyi kesan Gianni. Kerosakan berlebihan atau erosi sisi dalam pelepasan filem, proses pencetak dan pelepasan tin boleh berkontribusi kepada pembentukan retak, dan mungkin ada penyelesaian korosion sisa atau penyelesaian lain dalam retakan. Namun, masalah filem tentera masih sebab utama untuk Kejadian Kesan Gianni. Kebanyakan plat cacat dengan kesan Gianni mempunyai erosi sisi atau fenomena pembuangan filem askar, yang terutamanya berasal dari proses pembangunan eksposisi. Oleh itu, jika filem tentera dikembangkan selepas "kaki depan" dan filem tentera sepenuhnya dikuasai, maka masalah kesan Gianni hampir boleh dibuang. Untuk mendapatkan depositi perak yang baik, posisi depositi perak mesti 100% tembaga, penyelesaian dalam setiap tangki mempunyai kapasiti perforasi yang baik, dan penyelesaiannya boleh bertukar secara efektif melalui lubang. Untuk struktur yang sangat baik, seperti plat HDI, ia berguna untuk memasang ultrasonik atau penyuntik dalam penyelesaian awal-rawatan dan sink perak. Untuk pengurusan produksi proses penurunan perak, kesan Gianni boleh diperbaiki dengan mengawal kadar mikroerosi untuk membentuk permukaan licin dan semi-cerah. For original equipment manufacturers (Oems), diperlukan untuk menghindari permukaan tembaga besar atau nisbah aspek tinggi melalui lubang yang disambung ke garis tipis untuk menghapuskan bahaya tersembunyi kesan Gianni. Untuk penyedia kimia, penyelesaian penurunan perak tidak seharusnya sangat agresif, kekal pH yang sesuai, kadar penurunan perak dikawal dan boleh menghasilkan struktur kristal yang diinginkan, perlawanan korosion boleh dicapai dengan tebal perak tipis. Korrosi boleh dikurangkan dengan meningkatkan ketepatan penutup dan berkurang porositas. Guna pakej bebas sulfur, semasa mengunci untuk mengisolasi plat dari kontak udara, juga mencegah kontak sulfur di udara dengan permukaan perak. Simpan papan berkemas dalam persekitaran dengan suhu 30â´ dan kelembaman relatif 40%. Although the shelf life of the silver plate is very long, penyimpanan patut mengikut masuk pertama, prinsip keluar pertama. Sampah terkena boleh dikurangkan atau dibuang dengan optimasi proses pra-sedimentasi. Untuk tujuan ini, permukaan tembaga boleh diperiksa selepas microetching dengan ujian "water break" atau ujian "bright spot". Permukaan tembaga bersih boleh menyimpan filem air selama sekurang-kurangnya 40 saat. Peralatan dikekalkan secara biasa untuk memastikan sirkulasi penyelesaian yang serasi dan stabil, dan parameter operasi pengaturan perak diperoleh melalui optimasi DOE masa, suhu dan agitasi untuk memastikan tebal dan lapisan perak berkualiti tinggi. Ultrasonik atau penyuntik digunakan sesuai dengan yang diperlukan untuk meningkatkan kemampuan basah penyelesaian sink perak ke lubang mikro-melalui, lubang nisbah aspek tinggi dan plat tebal, dan menyediakan penyelesaian yang boleh dilakukan untuk produksi plat HDI. Kaedah mekanikal bantuan ini boleh dilaksanakan pada rawatan awal dan penyelesaian sink perak untuk memastikan dinding lubang benar-benar basah. Pencemaran ion boleh dikurangkan dengan mengurangi konsentrasi ion bagi penyelesaian perak terjun. Untuk sebab ini, kandungan ion penyelesaian penumpang perak patut disimpan sebanyak mungkin tanpa mempengaruhi ciri-ciri penyelesaian. Seksyen pembersihan biasa dibersihkan dengan air deionized selama sekurang-kurangnya 1 minit, and the ion content (anions and cations) must be periodically tested for compliance with industry standards. Untuk membedakan antara pencemaran utama, hasil ujian ini mesti direkam dan disimpan. Mikro kosong adalah cacat yang sukar untuk dihindari kerana penyebab sebenar mikrokosong tidak diketahui. Seperti yang disebutkan di atas, kita sudah tahu bahawa terdapat beberapa faktor yang seolah-olah menyebabkan atau menyertai kosong mikro, dan mikrokosong boleh dikawal dengan menghapuskan atau mengurangkan faktor-faktor ini. Ketebalan depositi perak adalah faktor yang signifikan menyebabkan mikrokosong, jadi mengawal tebal depositi perak adalah langkah pertama. Kedua, kadar mikroerosi dan kadar sedimentasi perak patut disesuaikan untuk mendapatkan struktur permukaan licin dan seragam. Kandungan materi organik dalam lapisan deposisi perak juga perlu diawasi dengan menguji kebersihan lapisan deposisi perak pada titik yang berbeza dalam kehidupan perkhidmatan cair tank. The reasonable silver content should be controlled above 90% (atomic ratio).

3. The ideal process - AlphaSTAR
Selain itu to excellent performance, proses "ideal" juga perlu memenuhi keselamatan, environmental protection and kepercayaan requirements of the electronics industry announced on July 1, 2006. Walaupun Les Chemical memiliki seri produk AlphaLEVEL sejak 1994, les Chemical continues to improve the process and research and development, dan telah mengembangkan generasi ketiga teknologi tenggelam perak untuk papan sirkuit dicetak - AlphaSTAR. Proses AlphaSTAR direka secara khusus untuk memenuhi keperluan penamatkan yang semakin ketat hari ini. Ia mengatasi beberapa isu yang dibincangkan di atas yang mengarah kepada kewajiban PCB, kosong meningkat, perlindungan persekitaran dan keselamatan, dan mematuhi peraturan semasa dan masa depan yang mungkin mempengaruhi industri papan sirkuit PRINTED. The process consists of 7 steps (three of which are washing steps), dan prestasinya dan keuntungan diterangkan sebagai berikut: perawatan awal dibahagi kepada empat langkah berikut: pembuangan minyak, pencucian air, mikroerosi dan cucian air. Tekanan permukaan penyelesaian pembuangan minyak begitu rendah sehingga ia boleh basah semua permukaan tembaga, yang kedua-dua menghapuskan masalah eksposisi tembaga dan mempromosikan depositi lapisan perak dalam lubang nisbah aspek tinggi dan lubang mikro-melalui. Formula pencetakan mikro unik menghasilkan benih yang sedikit kasar, struktur permukaan setengah-bersinar yang memudahkan pembentukan lapisan perak dengan struktur kristal halus dan tebal, yang menghasilkan ketepatan tinggi, lapisan depositi perak yang rendah porositas walaupun pada tebal perak yang sangat rendah. Ini meningkatkan perlawanan kerosakan lapisan perak. Penumpang perak dibahagi ke tiga langkah berikut: sebelum lekasan, pencucian perak dan pencucian air yang dihujani. Tujuan penelitian awal adalah tiga kali ganda. Pertama, ia digunakan sebagai penyelesaian pengorbanan untuk mencegah tembaga dan bahan-bahan lain daripada dibawa ke dalam tangki micro-etching daripada mencemarkan penyelesaian precipitate perak. Kedua, ia adalah untuk menyediakan permukaan tembaga bersih untuk reaksi penggantian hujan perak, supaya permukaan tembaga dapat mendapatkan persekitaran kimia dan nilai pH yang sama dengan dalam penyelesaian precipitate perak. Fungsi ketiga proses ini adalah pemulihan automatik sink perak, since the prepreg has the same composition as the silver sink (except for the metallic silver). Dalam reaksi penurunan perak, konsumsi perak logam, perubahan kandungan komponen organik dalam penyelesaian penurunan perak hanyalah kerugian disebabkan oleh kebocoran keluar dari tangki, dan penyelesaian pembuluhan perak dan pembuluhan perak mempunyai komposisi yang sama, jumlah penerbangan sebelumnya sama dengan jumlah penerbangan perak, jadi penyelesaian penurunan perak tidak akan mengumpulkan bahan organik yang tidak diperlukan. Reaksi penurunan perak dilakukan oleh reaksi penggantian antara tembaga dan ion perak. Permukaan tembaga agak terpecah oleh penyelesaian microetching AlphaSTAR untuk memastikan bahawa lapisan depositi perak seragam secara perlahan dijana pada kadar depositi perak terkawal. Kadar depositi perak perlahan menyebabkan depositi struktur kristal tebal, menghindari pertumbuhan partikel disebabkan penderitaan dan agglomerasi, membentuk ketepatan tinggi lapisan perak. This dense, moderately thick (6-12U ") silver layer not only has high corrosion resistance, tetapi juga mempunyai konduktiviti elektrik yang sangat baik. Penumpang perak sangat stabil, mempunyai kehidupan yang panjang dan tidak sensitif kepada cahaya dan jejak halid. Keuntungan lain AlphaSTAR termasuk masa turun yang kurang signifikan, kontaminasi ion rendah, dan biaya peralatan rendah.

4. Conclusion
The AlphaSTAR process combines several finishing properties that meet and exceed the PCB industry's requirements for solderability, reliability, keselamatan, dan persetujuan peraturan. Proses AlphaSTAR mempunyai tetingkap operasi lebar; Mudah untuk beroperasi, kawal dan menyimpan, boleh dibuat semula operasi, dalam biaya pembuatan pembuatan permukaan yang sama. Proses AlphaSTAR mengarahkan enam isu perak yang berkaitan dengan proses yang dibincangkan di atas, menghapuskan atau mengurangkan kesan langsung pada kualiti tinggi Papan PCB produk. In addition, proses ini sesuai dengan peraturan RoHS dan WEEE, lapisan perak sepenuhnya bebas.