Найголовніша мета обробки поверхні друкованих плат – забезпечення гарної зварюваності або електричних властивостей. Оскільки мідь у природі зазвичай існує у вигляді оксидів у повітрі, вона навряд чи зможе довго зберігатися у вихідному стані, тому її необхідно обробляти міддю.
Існує багато процесів обробки поверхні друкованих плат. Найпоширенішими є плоскі, органічні захисні агенти зварювання (OSP), повне нікельоване золото, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, хімічне нікельоване золото та гальванічне тверде золото. Симптоми.
1. Гаряче повітря плоске (розпилювач олова)
Загальний процес вирівнювання гарячим повітрям такий: мікроерозія → попереднє нагрівання → зварювання покриття → напилення олова → очищення.
Гаряче повітряне зварювання, також відоме як гаряче повітряне зварювання (широко відоме як напилення олова), являє собою процес покриття розплавленого олова (свинцю), звареного на поверхню друкованої плати, та використання нагрівання для стиснення повітря для ректифікації (видування) для утворення шару антиокислення міді. Це також може забезпечити хорошу зварюваність шарів покриття. Весь зварний шов і мідь гарячим повітрям утворюють мідно-олов'яне металеве інтердукційне з'єднання. Друкована плата зазвичай тоне в розплавленій воді для зварювання; повітряний ніж видуває рідину, зварену плоским зварювальним струменем, перед зварюванням;
Рівень теплового вітру поділяється на два типи: вертикальний та горизонтальний. Загальновизнано, що горизонтальний тип кращий. В основному, горизонтальний шар випрямлення гарячого повітря є відносно рівномірним, що дозволяє досягти автоматизованого виробництва.
Переваги: довший час зберігання; після завершення виготовлення друкованої плати поверхня міді повністю волога (олово повністю покривається перед зварюванням); підходить для зварювання свинцем; зрілий процес, низька вартість, підходить для візуального огляду та електричних випробувань.
Недоліки: Не підходить для лінійного зв'язування; через проблему рівнинності поверхні також існують обмеження щодо поверхневого монтажу (SMT); не підходить для проектування контактних перемикачів. При напиленні олова мідь розчиняється, а плата нагрівається до високої температури. Особливо для товстих або тонких пластин напилення олова обмежене, а виробничі операції незручні.
2, органічний захисний засіб для зварювання (OSP)
Загальний процес такий: знежирення –> мікротравлення –> травлення –> очищення чистою водою –> органічне покриття –> очищення, а контроль процесу відносно простий для демонстрації процесу обробки.
OSP – це процес обробки поверхні друкованих плат (PCB) мідною фольгою відповідно до вимог директиви RoHS. OSP – це скорочення від Organic Solderability Preservatives (Органічні консерванти паяності), також відомі як органічні консерванти паяності, також відомі як Preflux (Префлюс). Простіше кажучи, OSP – це хімічно вирощена органічна плівка на чистій, голій мідній поверхні. Ця плівка має антиокислювальні, термостійкі та вологостійкі властивості, що запобігають іржі мідної поверхні в нормальному середовищі (окислення або вулканізація тощо); Однак, при подальшому зварюванні за високих температур, ця захисна плівка повинна легко та швидко видалятися флюсом, щоб відкрита чиста мідна поверхня могла бути негайно поєднана з розплавленим припоєм за дуже короткий час, утворюючи міцне паяне з'єднання.
Переваги: Процес простий, поверхня дуже рівна, підходить для безсвинцевого зварювання та поверхневого монтажу (SMT). Легко оброблюється, зручне виробництво, підходить для роботи на горизонтальній лінії. Плита підходить для багаторазової обробки (наприклад, OSP+ENIG). Низька вартість, екологічно чиста.
Недоліки: обмеження кількості зварювань паянням (багаторазове зварювання товщиною, плівка буде знищена, в основному 2 рази без проблем). Не підходить для технології обтиску, зв'язування дротом. Візуальне та електричне виявлення незручні. Для поверхневого монтажу (SMT) потрібен захист від газу N2. Переробка SMT не підходить. Високі вимоги до зберігання.
3, вся пластина покрита нікелевим золотом
Нікелювання пластинами - це поверхневий провідник друкованої плати, на який спочатку наноситься шар нікелю, а потім шар золота. Нікелювання використовується головним чином для запобігання дифузії між золотом і міддю. Існує два типи гальванічного нікелевого золота: м'яке золоте покриття (чисте золото, золота поверхня не виглядає яскравою) та тверде золоте покриття (гладка та тверда поверхня, стійка до зносу, містить інші елементи, такі як кобальт, золота поверхня виглядає яскравішою). М'яке золото в основному використовується для упаковки мікросхем та золотого дроту; тверде золото використовується в основному для незварних електричних з'єднань.
Переваги: Тривалий термін зберігання >12 місяців. Підходить для проектування контактних вимикачів та з'єднання золотим дротом. Придатний для електричних випробувань.
Слабкість: Вища вартість, товстіше золото. Гальванічні пальці вимагають додаткової провідності дроту. Оскільки товщина золота нерівномірна, при зварюванні це може призвести до окрихчення паяного з'єднання через занадто товсте золото, що впливає на міцність. Проблема однорідності поверхні гальванічного покриття. Гальванічне нікельоване золото не покриває край дроту. Не підходить для з'єднання алюмінієвого дроту.
4. Раковина золота
Загальний процес такий: травлення –> мікрокорозія –> попереднє вилуговування –> активація –> нікелювання без струму –> хімічне вилуговування золота; У процесі використовується 6 хімічних резервуарів, що містять майже 100 видів хімічних речовин, і цей процес є більш складним.
Тонуче золото обгорнуте товстим, електрично стійким сплавом нікель-золота на мідній поверхні, що може захищати друковану плату протягом тривалого часу; крім того, воно також має стійкість до навколишнього середовища, якої немає в інших процесах обробки поверхні. Крім того, тонуче золото також може запобігти розчиненню міді, що сприяє безсвинцевому складанню.
Переваги: нелегко окислюється, може довго зберігатися, поверхня рівна, підходить для зварювання контактів з дрібними зазорами та компонентів з невеликими паяними з'єднаннями. Бажано використовувати друковану плату з кнопками (наприклад, плата мобільного телефону). Зварювання оплавленням можна повторювати багато разів без значної втрати зварюваності. Може використовуватися як основний матеріал для проводки COB (Chip On Board).
Недоліки: висока вартість, низька міцність зварювання, через використання негальванічного нікелевого процесу легко виникають проблеми з чорним диском. Нікелевий шар з часом окислюється, що створює проблеми з довгостроковою надійністю.
5. Тонуча олово
Оскільки всі сучасні припої виготовлені на основі олова, шар олова можна підібрати до будь-якого типу припою. Процес занурення олова може утворювати плоскі інтерметалеві сполуки міді та олова, що забезпечує таку ж добру паяність, як і вирівнювання гарячим повітрям, без головного болю, пов'язаного з вирівнюванням гарячим повітрям; бляшану пластину не можна зберігати надто довго, а складання має виконуватися відповідно до порядку занурення олова.
Переваги: Підходить для горизонтального лінійного виробництва. Придатний для тонкої лінійної обробки, підходить для безсвинцевого зварювання, особливо підходить для технології обтиску. Дуже добра площинність, підходить для поверхневого монтажу (SMT).
Недоліки: Для контролю росту олов'яних вусів потрібні хороші умови зберігання, бажано не більше 6 місяців. Не підходить для проектування контактних вимикачів. У процесі виробництва процес зварювальної стійкості плівки є відносно високим, інакше це призведе до її відшаровування. Для багаторазового зварювання найкраще використовувати захист газом N2. Електричні вимірювання також є проблемою.
6. Тонуче срібло
Процес сріблення наплавляється між органічним покриттям та хімічним нікелюванням/золотою, він відносно простий і швидкий; навіть під впливом тепла, вологості та забруднення срібло все ще здатне зберігати добру зварюваність, але втрачає свій блиск. Сріблення не має такої ж фізичної міцності, як хімічне нікелювання/золото, оскільки під шаром срібла немає нікелю.
Переваги: Простий процес, підходить для безсвинцевого зварювання, поверхневого монтажу. Дуже рівна поверхня, низька вартість, підходить для дуже тонких ліній.
Недоліки: Високі вимоги до зберігання, легке забруднення. Зварювальна міцність схильна до проблем (проблема мікропорожнин). Легко виникає явище електроміграції та явище закусування міді під плівкою зварювального резисту. Електричні вимірювання також є проблемою.
7, хімічний нікель-паладій
Порівняно з осадженням золота, між нікелем і золотом є додатковий шар паладію, і паладій може запобігти явищу корозії, спричиненому реакцією заміщення, і повністю підготувати золото до осадження. Золото щільно покрите паладієм, забезпечуючи хорошу контактну поверхню.
Переваги: Підходить для безсвинцевого зварювання. Дуже рівна поверхня, підходить для поверхневого монтажу (SMT). Наскрізні отвори також можуть бути з нікель-золота. Тривалий час зберігання, умови зберігання не суворі. Підходить для електричних випробувань. Підходить для проектування контактів перемикачів. Підходить для обв'язки алюмінієвим дротом, підходить для товстих пластин, висока стійкість до впливу навколишнього середовища.
8. Гальванічне покриття твердого золота
Для покращення зносостійкості виробу збільште кількість вставок та видалень, а також гальванічного покриття твердим золотом.
Зміни в процесі обробки поверхні друкованих плат не дуже великі, здається, це відносно віддалена річ, але слід зазначити, що довгострокові повільні зміни призведуть до значних змін. У разі зростання закликів до захисту навколишнього середовища, процес обробки поверхні друкованих плат безумовно кардинально зміниться в майбутньому.
Час публікації: 05 липня 2023 р.
