Технология PCB - PCB технологические характеристики, назначение и тенденции в области обработки поверхности

обработка поверхности PCB технологическая характеристика, uses and development trends

The завод печатных плат отмечая, что Научно - технический прогресс продолжается,, В настоящее время особое внимание уделяется экологическим аспектам производства РСБ.. At present, наиболее популярные темы, касающиеся свинца и брома; отсутствие свинца и галогена во многих отношениях повлияет на развитие PCB.

Although at present, технология обработки поверхности PCB не претерпела значительных изменений, Это кажется относительно отдаленным, but it should be noted that long-term slow changes will lead to huge changes. с ростом спроса на охрану окружающей среды, the surface treatment process of PCB will definitely undergo tremendous changes in the future.

Purpose of surface treatment

The most basic purpose of surface treatment is to ensure good solderability or electrical properties. Потому что природная медь часто присутствует в воздухе в виде оксида, it is unlikely to remain as original copper for a long time, Поэтому медь нуждается в других методах обработки. Although in the subsequent assembly, сильный флюс может использоваться для удаления большей части оксидов меди, the strong flux itself is not easy to remove, Поэтому отрасль обычно не использует сильный поток.

There are many обработка поверхности PCBпроцесс, the common ones are hot air leveling, органическое покрытие, химическое никелирование/пропитка золотом, immersion silver and immersion tin, каждый раз.

выравнивание горячего дутья

Hot-air leveling is also known as hot-air solder leveling. It is a process of coating molten tin-lead solder on the surface of the PCB and flattening (blowing) it with heated compressed air to form a layer that is resistant to copper oxidation and provides good solderability. половой покрытие. During hot air leveling, припой и медь на стыке образуют соединения между медью и оловом.. толщина припоя для защиты поверхности меди составляет около 1 - 2 миллиметров.

в процессе выравнивания горячего воздуха PCB должна погружаться в расплавленный припой; перед затвердеванием припоя газовый нож дует жидкий припой; газовый резец может свести к минимуму мениск припоя на поверхности меди и предотвратить соединение припоя с мостом. Существует два типа выравнивания горячего воздуха: вертикальная выравнивание и горизонтальный выравнивание. Генерал считает, что уровень лучше. главная причина в том, что горизонтальный подогрев более равномерный, можно осуществлять автоматизированное производство. общий процесс адвекции горячего дутья: микротравление предварительно горячего покрытия разбрызгивание флюса оловянная очистка.

органическое покрытие

технология органического покрытия отличается от других процессов обработки поверхности, поскольку она является барьером между медью и воздухом; технология органического покрытия простая, низкая себестоимость, which makes it widely used in the industry. первые молекулы органического покрытия - имидазол и триазол, which played a role in rust prevention, Самая последняя молекула - бензодиазол, which was copper that chemically bonded nitrogen functional groups to the PCB.

в процессе последующей сварки, если поверхность меди имеет только один слой органического покрытия, то она не будет работать, должно быть много слоев. Именно поэтому жидкость меди обычно добавляется в химический бак. после покрытия первого слоя, покрытого слоем адсорбции меди; затем молекулы органического покрытия второго слоя соединяются с меди до тех пор, пока 20 или даже сотни молекул органического покрытия не соберутся на поверхности меди, что обеспечивает многократный цикл. сварка в жидком состоянии.

испытания показали, что последние технологии органического покрытия могут поддерживать хорошую производительность в различных процессах сварки без свинца. общий процесс технологии органического покрытия: обезжиривание микротравление травление травление травление чистой воды очистка органического покрытия. этот процесс легче контролировать, чем другие поверхностные процессы.

химическое никелирование / выщелачивание

химическое никелирование/immersion gold process is not as simple as the organic coating. химическое никелирование/immersion gold seems to put a thick armor on the PCB; in addition, химическое никелирование/immersion gold process is not like the organic coating as an anti-rust barrier layer, Он может использоваться для долгосрочного использования PCB и получить хорошие электрические свойства.

поэтому, electroless nickel/пропитанное золото используется для заворачивания толстым слоем, Сплавы из никеля на медной поверхности имеют хорошие электрические характеристики, Это можно защитить панель PCB for a long time; in addition, Он также обладает защитой окружающей среды, не связанной с другими процессами обработки поверхности. терпение. The reason for nickel plating is that gold and copper will diffuse each other, никелевый покрытие предотвращает распространение золота и меди; Если нет никеля, gold will diffuse into the copper within a few hours.

Еще одно преимущество химического никелирования/иммерсионная прочность на никель. Only 5 microns of nickel can limit the expansion in the Z direction at high temperatures. Кроме того, electroless nickel/пропитка также предотвращает растворение меди, which will benefit lead-free assembly. общая технология химического никелирования/технология выщелачивания: предварительное травление травлением. There are mainly 6 chemical tanks, охватить около 100 химических веществ, so the process control is compared difficulty.

4. пропитка серебром

технология выщелачивания серебра находится между органическим покрытием и химическим никелем / пропиткой. этот процесс относительно простой и быстрый; Он не столь сложен, как химическое никелирование / выщелачивание золота, и не будет покрыт на PCB толстым слоем брони, но он все еще может обеспечить хорошие электрические характеристики. Сильвер - брат золота. даже при высокой температуре, влажности и загрязнении серебро сохраняет хорошую свариваемость, но теряет блеск.

физическая прочность погружения серебра лучше химической никелирования / погружения золота, так как под серебром нет никеля. Кроме того, после нескольких лет выщелачивания серебра, обладающего хорошей способностью к хранению, сборка не будет сопряжена с серьезными проблемами. выщелачивание серебра является реакцией замещения, которая почти полностью покрыта серебром на субмикрон. В некоторых случаях в процессе выщелачивания серебра также содержатся органические вещества, главным образом для предотвращения коррозии серебра и устранения проблемы миграции серебра; обычно трудно измерить тонкие органические вещества этого слоя, и анализ показывает, что вес органических веществ составляет менее 1%.

лужение

Поскольку все нынешние припои основаны на олове, оловянное покрытие может соответствовать любому виду припоя. с этой точки зрения очень перспективна технология погружения лужения. В то же время, после погружения в процесс лужения, при котором в ходе сварки происходит перенос олова и олова, возникает проблема надежности, и поэтому применение погруженного процесса лужения ограничено.

затем в раствор для пропитывания олова были добавлены органические добавки, в результате чего структура Оловянного слоя была гранулирована, преодолев прежние проблемы и обладая хорошей термоустойчивостью и свариваемостью. процесс выщелачивания олова может образовывать плоские металлические соединения меди и олова. Эта особенность позволяет погружаемому олову иметь такую же хорошую свариваемость, как и при горячем потоке, без проблем выравнивания потока горячего воздуха, вызывающих головную боль; пропитанное олово не имеет химического никеля / пропитанного золотом металла, диффузионное металлическое соединение медного олова может быть тесно связано. погруженный лист лужения не может храниться слишком долго и должен быть собран в порядке погружения в лужу.

другие поверхностные процессы

Другие технологии обработки поверхности менее прикладны. Let’s look at the relatively more application of nickel-gold electroplating and electroless palladium plating processes. гальванизация никелем и золотом является источником гальванизации обработка поверхности PCB technology. С тех пор, как появился PCB, он появился, and it has gradually evolved into other methods. сначала она была покрыта никелем на проводнике поверхности PCB, а затем - золотом.. The nickel plating is mainly to prevent the diffusion between gold and copper. 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, износостойкий, contains cobalt and other elements, and the gold surface looks brighter).

мягкое золото используется главным образом в кристаллах, когда золото в упаковке; твёрдое золото используется главным образом для электрических межсоединений в несварной зоне. с учетом издержек промышленность обычно использует метод выборочного гальванического покрытия для передачи изображений в целях сокращения использования золота. В настоящее время в промышленности все более широко используется селективное золочение, главным образом из - за трудностей с контролем за процессом химического никелирования / выщелачивания.

в нормальных случаях, сварка может привести к хрупкости гальванического покрытия, таким образом, сократить срок службы, избегая тем самым сварки в гальваническом покрытии; Однако химическое никелирование / выщелачивание очень тонкое и равномерное, поэтому очень редко происходит хрупкость. технология химического осаждения палладия аналогична технологии химического никелирования. основной процесс заключается в восстановлении палладиевых ионов на каталитической поверхности путем восстановления (например, субфосфат дигидроводорода натрия). новый палладий может стать катализатором реакции и поэтому может быть покрыт палладиевым покрытием любой толщины. преимущества химического осаждения палладия - хорошая сварочная надежность, теплостойкость и гладкость поверхности.

Selection of surface treatment process

The choice of surface treatment process mainly depends on the type of final assembly components; the surface treatment process will affect PCB production, Сборка и окончательное использование. The following will specifically introduce the use of five common surface treatment processes.

выравнивание горячего дутья

в процессе обработки поверхности PCB доминировало воздушное выравнивание. в 80 - х годах более трех четвертей печатных плат в 20 - х годах использовался метод горячей выравнивания, однако в последнее десятилетие этот процесс сокращался. По оценкам, в настоящее время около 25 - 40 процентов ПХД используют горячий воздух. процесс выравнивания.

воздушная выравнивание грязным, неприятным и опасным способом никогда не была самой популярной технологией, но для более крупных элементов и проводов с большим расстоянием является прекрасной технологией. высокая плотность PCB, равномерность горячего дутья влияет на последующую сборку; Таким образом, панель HDI обычно не используется для выравнивания горячего воздуха. по мере развития технологии в этой отрасли в настоящее время осуществляется процесс выравнивания горячего дутья с меньшим интервалом между сборками QFP и BGA, однако на практике этот процесс менее эффективен.

В настоящее время некоторые заводы ПКБ используют органические покрытия и технологии химического никелирования / выщелачивания вместо горячей выравнивания; технологические разработки также привели к тому, что на некоторых заводах стали применяться технологии выщелачивания и выщелачивания серебром. в сочетании с наблюдавшейся в последние годы тенденцией к отказу от свинца использование горячего дутья стало еще более ограниченным. Несмотря на то, что появились так называемые выравнивания горячего дутья без свинца, это может быть связано с совместимостью оборудования.

органическое покрытие

По оценкам, в настоящее время около 25 - 30% полихлорированных дифенилов применяют технологии органического покрытия, и эта доля постоянно растет (органические покрытия, вероятно, уже превзошли термостаты). технология органического покрытия может использоваться для низкотехнологичных PCB или высокотехнологичных PCB, таких, как PCB для одностороннего телевидения и плата для монтажа кристаллов высокой плотности. для BGA, органическое покрытие также используется чаще. если у PCB нет функциональных требований к поверхностному соединению или предельных сроков хранения, то наиболее оптимальным методом обработки поверхности является органическое покрытие.

химическое никелирование / выщелачивание

технология химического никелирования / выщелачивания отличается от органического покрытия. Он используется главным образом для гибкого подключения на досках, имеющих функциональные требования к соединению и длительное время хранения, таких как клавиатура для мобильного телефона, край корпуса маршрутизатора и процессор чипа. Соедините площадь электрического контакта.

Due to the flatness problem of hot air leveling and the removal of organic coating flux, electroless nickel/immersion gold was widely used in the 1990s; later, из - за появления черных дисков и хрупких сплавов никеля и фосфора, electroless nickel plating /применение технологии выщелачивания сократилось, but at present almost every высокотехнологичный завод PCBхимическое никелирование/immersion gold wire. сварная точка становится хрупкой при удалении соединения медно - Оловянного металла, there will be many problems in the relatively brittle nickel-tin intermetallic compound.

поэтому, portable electronic products (such as mobile phones) almost all use organic coating, конгруэнтная сварки металлического соединения меди - олова, пропитанного серебром или пропитанного оловом, while electroless nickel/пропитка используется для формирования критической области, contact area and EMI shielding area . По оценкам, в настоящее время около 10 - 20 процентов ПХД используют химическое никелирование/технология пропитки.

4. Immersion silver

погружение серебра дешевле химического никелирования / погружения золота. Если PCB имеет функциональные требования к соединению и требует снижения затрат, то просачивание серебра является хорошим выбором; в сочетании с хорошей выравниванием и соприкосновением погружения серебра, желательно выбрать процесс погружения серебра. иммерсия серебра в продуктах связи, автомобиле и периферийном оборудовании компьютера есть много приложений, погружение серебра в дизайн высокоскоростных сигналов. Поскольку выщелачивание серебра имеет хорошие электрические характеристики, которые невозможно сравнить с другими поверхностями, оно также может использоваться для высокочастотных сигналов.

EMS предлагает использовать технологию выщелачивания серебром, поскольку она легко может быть собрана и поддается проверке. Однако из - за таких дефектов, как обесцвечивание и пустота в сварных точках, иммерсия серебра медленно растет (но не снижается). По оценкам, в настоящее время около 10 - 15% полихлорированных дифенилов применяют технологии выщелачивания серебром.

лужение

Tin was introduced into the surface treatment process in the past ten years, появление этого процесса является результатом требований автоматизации производства. Immersion tin does not bring any new elements into the solder joints, специальная панель для связи. Tin will lose its solderability beyond the storage period of the board, Поэтому затопленное олово требует лучшего хранения. In addition, применение Оловянного процесса ограничивается наличием канцерогенных веществ. It is estimated that about 5%-10% of PCBs currently use the immersion tin process.