Công nghệ PCB - Quy trình xử lý bề mặt PCB

Với nhu cầu ngày càng tăng của con người đối với môi trường sống, các vấn đề môi trường liên quan đến quá trình sản xuất PCB hiện nay đặc biệt nổi bật. Các chủ đề liên quan đến chì và brom là phổ biến nhất. Chì miễn phí và halogen miễn phí sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của PCB theo nhiều cách.

Mặc dù những thay đổi hiện tại trong quá trình xử lý bề mặt PCB không phải là rất lớn, điều này có vẻ như là một điều tương đối xa vời, nhưng cần lưu ý rằng những thay đổi chậm trong thời gian dài có thể dẫn đến những thay đổi lớn. Với nhu cầu bảo vệ môi trường ngày càng tăng, quá trình xử lý bề mặt của PCB trong tương lai chắc chắn sẽ thay đổi đáng kể.

Mục đích cơ bản nhất của việc xử lý bề mặt là đảm bảo khả năng hàn tốt hoặc tính chất điện. Bởi vì đồng tự nhiên có xu hướng tồn tại trong không khí dưới dạng oxit, nó không có khả năng tồn tại lâu như đồng ban đầu, do đó cần phải xử lý đồng khác. Mặc dù nó có thể được sử dụng để loại bỏ hầu hết các oxit đồng trong các lần lắp ráp tiếp theo, nhưng bản thân nó không dễ dàng loại bỏ, vì vậy ngành công nghiệp thường không sử dụng nó.

Có rất nhiều loại quy trình xử lý bề mặt PCB, phổ biến là san lấp mặt bằng không khí nóng, lớp phủ hữu cơ, mạ niken/nhúng vàng hóa học, ngâm bạc và ngâm thiếc, dưới đây sẽ giới thiệu từng cái một.

1. San lấp mặt bằng không khí nóng (phun thiếc)

Cân bằng không khí nóng còn được gọi là cân bằng hàn không khí nóng (thường được gọi là phun thiếc). Đây là một quá trình trong đó hàn thiếc nóng chảy (chì) được phủ lên bề mặt PCB và nó được san phẳng (thổi) bằng khí nén nóng để tạo thành một lớp chống oxy hóa đồng. Nó cũng có thể cung cấp một lớp phủ với khả năng hàn tốt. Trong quá trình san lấp mặt bằng không khí nóng, hàn và đồng tạo thành các hợp chất liên kim loại đồng-thiếc tại các khớp. Khi PCB được điều chỉnh bằng không khí nóng, nó phải được ngâm trong hàn nóng chảy; Trước khi hàn được chữa khỏi, dao không khí thổi chất lỏng hàn; Dao không khí có thể giảm thiểu bề mặt uốn của hàn trên bề mặt đồng và ngăn chặn sự cầu nối của hàn.

2. Chất bảo quản hàn hữu cơ (OSP)

OSP là một quá trình xử lý bề mặt của lá đồng của bảng mạch in (PCB), đáp ứng các yêu cầu của chỉ thị RoHS. OSP là viết tắt của Organic Weldable Preflux, được dịch sang tiếng Trung là Organic Brazed Preflux. Nói một cách đơn giản, OSP là sự phát triển của một lớp màng hữu cơ trên một bề mặt đồng sạch sẽ.

Lớp màng này có đặc tính chống oxy hóa, chống sốc nhiệt và chống ẩm, có thể bảo vệ bề mặt đồng khỏi rỉ sét trong môi trường bình thường (oxy hóa hoặc lưu hóa, v.v.); Nhưng ở nhiệt độ cao hàn tiếp theo, màng bảo vệ này phải được loại bỏ rất dễ dàng và nhanh chóng bằng thông lượng để bề mặt đồng sạch tiếp xúc có thể được kết hợp ngay lập tức với chất hàn nóng chảy thành các điểm hàn chắc chắn trong một thời gian rất ngắn.

3. Toàn bộ đĩa được mạ niken và vàng

Mạ vàng niken của tấm là mạ một lớp niken trên bề mặt PCB và sau đó là một lớp vàng. Nickel được mạ chủ yếu để ngăn chặn sự lây lan giữa vàng và đồng. Hiện nay có hai loại mạ niken: vàng mềm (vàng nguyên chất, bề mặt vàng không sáng) và vàng cứng (bề mặt nhẵn và cứng, có chứa coban và các yếu tố khác, bề mặt vàng trông sáng hơn). Vàng mềm chủ yếu được sử dụng cho dây vàng trong quá trình đóng gói chip; Vàng cứng được sử dụng chủ yếu cho các kết nối điện trong các khu vực không hàn.

4. Ngâm vàng

Immersion vàng là một hợp kim vàng niken dày với tính chất điện tốt trên bề mặt đồng mạ, có thể bảo vệ PCB trong một thời gian dài; Ngoài ra, nó có khả năng chịu được môi trường mà các quy trình xử lý bề mặt khác không có. Ngoài ra, ngâm vàng cũng ngăn chặn sự hòa tan của đồng, điều này sẽ có lợi cho việc lắp ráp không chì.

5- Thẩm Xi

Vì tất cả các loại hàn hiện nay đều dựa trên thiếc, lớp thiếc có thể phù hợp với bất kỳ loại hàn nào. Quá trình chìm thiếc có thể tạo thành các hợp chất liên kim loại bằng đồng thiếc. Tính năng này làm cho thiếc chìm có khả năng hàn tốt tương tự như cân bằng không khí nóng mà không có vấn đề về độ phẳng đau đầu của cân bằng không khí nóng; Các tấm thiếc không thể được lưu trữ quá lâu và phải được lắp ráp theo thứ tự chìm thiếc.

6. Ngâm bạc

Quá trình nhúng bạc nằm giữa lớp phủ hữu cơ và mạ niken/mạ vàng hóa học. Quá trình này tương đối đơn giản và nhanh chóng; Bạc vẫn có thể hàn tốt ngay cả khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, độ ẩm và ô nhiễm, nhưng sẽ mất độ bóng. Bạc ngâm tẩm không có sức mạnh vật lý tốt của niken hóa học/vàng ngâm tẩm vì không có niken dưới lớp bạc.

7. Hóa chất niken palladium

Niken palladium hóa học có thêm một lớp palladium giữa niken và vàng so với vàng ngâm. Palladium có thể ngăn ngừa sự ăn mòn do phản ứng thay thế và chuẩn bị tốt cho việc ngâm vàng. Vàng được bao phủ chặt chẽ trên palladium, cung cấp một bề mặt tiếp xúc tốt.

8. mạ vàng cứng

Để cải thiện khả năng chống mài mòn của sản phẩm, tăng số lần cắm và mạ vàng cứng.

Với yêu cầu của người dùng ngày càng cao, các yêu cầu về môi trường ngày càng nghiêm ngặt và ngày càng có nhiều quy trình xử lý bề mặt, việc lựa chọn các quy trình xử lý bề mặt có triển vọng phát triển và linh hoạt hơn dường như hơi chóng mặt vào lúc này. Hiện tại vẫn chưa thể dự đoán chính xác hướng phát triển tương lai của quá trình xử lý bề mặt PCB. Trong mọi trường hợp, trước tiên phải đáp ứng các yêu cầu của người dùng và bảo vệ môi trường!