Det mest grunnleggende formålet med overflatebehandling av PCB er å sikre god sveisbarhet eller elektriske egenskaper. Fordi kobber i naturen har en tendens til å eksistere i form av oksider i luften, er det usannsynlig at det vil bevares som det opprinnelige kobberet over lengre tid, så det må behandles med kobber.
Det finnes mange overflatebehandlingsprosesser for PCB. Vanlige produkter er flate, organiske sveisede beskyttelsesmidler (OSP), fullplateforniklet gull, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, kjemisk nikkel, gull og galvanisert hardgull. Symptom.
1. Den varme luften er flat (sprayboks)
Den generelle prosessen for varmluftsutjevningsprosessen er: mikroerosjon → forvarming → beleggsveising → sprøyteblikk → rengjøring.
Varmluftsveising er flat, også kjent som varmluftsveising (vanligvis kjent som tinnspray), som er prosessen med å belegge smeltet tinn (bly) som er sveiset på PCB-overflaten og bruke oppvarming til å komprimere luften ved å utjevne (blåse) for å danne et lag med anti-kobberoksidasjon. Det kan også gi god sveisebarhet i belegglag. Hele sveisen og kobberet i varmluften danner en interduktiv kobber-tinn-metallforbindelse ved kombinasjonen. PCB-en synker vanligvis ned i smeltevannet; vindkniven blåser væsken flat før sveising.
Nivået på termisk vind er delt inn i to typer: vertikal og horisontal. Det antas generelt at den horisontale typen er bedre. Det er hovedsakelig det horisontale varmluftskorrigeringslaget som er relativt jevnt, noe som kan oppnå automatisert produksjon.
Fordeler: lengre lagringstid; etter at PCB-en er ferdig, er kobberoverflaten helt våt (tinn er fullstendig dekket før sveising); egnet for blysveising; moden prosess, lav kostnad, egnet for visuell inspeksjon og elektrisk testing
Ulemper: Ikke egnet for linjebinding; på grunn av problemet med flat overflate er det også begrensninger på SMT; ikke egnet for kontaktbryterdesign. Ved sprøyting av tinn vil kobber oppløses, og platen utsettes for høy temperatur. Spesielt tykke eller tynne plater er tinnsprøyting begrenset, og produksjonsoperasjonen er upraktisk.
2, organisk sveisebarhetsbeskyttelsesmiddel (OSP)
Den generelle prosessen er: avfetting –> mikroetsing –> beising –> rengjøring med rent vann –> organisk belegg –> rengjøring, og prosesskontrollen er relativt enkel for å vise behandlingsprosessen.
OSP er en prosess for overflatebehandling av kobberfolie på kretskort (PCB) i samsvar med kravene i RoHS-direktivet. OSP er en forkortelse for Organic Solderability Preservatives, også kjent som organiske loddbarhetskonserveringsmidler, også kjent som Preflux på engelsk. Enkelt sagt er OSP en kjemisk dyrket organisk hudfilm på en ren, bar kobberoverflate. Denne filmen har antioksidasjon, varmesjokkbestandighet, fuktbestandighet, for å beskytte kobberoverflaten i normale miljøer mot rust (oksidasjon eller vulkanisering, etc.). Ved påfølgende sveising med høy temperatur må imidlertid denne beskyttelsesfilmen lett fjernes raskt med flussmiddel, slik at den eksponerte rene kobberoverflaten umiddelbart kan kombineres med det smeltede loddet på svært kort tid for å danne en solid loddeforbindelse.
Fordeler: Prosessen er enkel, overflaten er veldig flat, egnet for blyfri sveising og SMT. Enkel å etterbearbeide, praktisk produksjonsdrift, egnet for horisontal linjedrift. Kortet er egnet for flere prosesser (f.eks. OSP+ENIG). Lav kostnad, miljøvennlig.
Ulemper: begrensning i antall reflow-sveisinger (flere sveisetykkelser, filmen vil bli ødelagt, i utgangspunktet 2 ganger uten problem). Ikke egnet for krympeteknologi, trådbinding. Visuell deteksjon og elektrisk deteksjon er ikke praktisk. N2-gassbeskyttelse er nødvendig for SMT. SMT-etterarbeid er ikke egnet. Høye lagringskrav.
3, hele platen belagt med nikkelgull
Platefornikling er en overflatebelegger av PCB-en som først belegges med et lag nikkel og deretter belegges med et lag gull. Fornikling er hovedsakelig for å forhindre diffusjon mellom gull og kobber. Det finnes to typer elektroplettert nikkelgull: myk gullbelegg (rent gull, gulloverflaten ser ikke blank ut) og hard gullbelegg (glatt og hard overflate, slitesterk, inneholder andre elementer som kobolt, gulloverflaten ser lysere ut). Mykt gull brukes hovedsakelig til chippakking av gulltråd; hardt gull brukes hovedsakelig i ikke-sveisede elektriske forbindelser.
Fordeler: Lang lagringstid >12 måneder. Egnet for kontaktbryterdesign og gulltrådbinding. Egnet for elektrisk testing
Svakhet: Høyere kostnad, tykkere gull. Elektropletterte fingre krever ekstra designledning av tråden. Fordi gulltykkelsen ikke er konsistent, kan det føre til sprøhet i loddeforbindelsen når det brukes til sveising på grunn av for tykt gull, noe som påvirker styrken. Problem med ensartet overflate ved elektroplettering. Elektroplettert nikkelgull dekker ikke kanten av tråden. Ikke egnet for liming av aluminiumstråd.
4. Vask gull
Den generelle prosessen er: beisingsrensing –> mikrokorrosjon –> forutvasking –> aktivering –> elektroløs nikkelbelegg –> kjemisk gullutvasking; Det er 6 kjemikalietanker i prosessen, som involverer nesten 100 typer kjemikalier, og prosessen er mer kompleks.
Synkende gull er pakket inn i en tykk, elektrisk god nikkelgulllegering på kobberoverflaten, noe som kan beskytte PCB-en i lang tid. I tillegg har den også miljøtoleranse som andre overflatebehandlingsprosesser ikke har. I tillegg kan synkende gull også forhindre oppløsning av kobber, noe som vil være fordelaktig for blyfri montering.
Fordeler: Ikke lett å oksidere, kan lagres lenge, overflaten er flat, egnet for sveising av små gap-pinner og komponenter med små loddeforbindelser. Foretrukket PCB-kort med knapper (som mobiltelefonkort). Reflow-sveising kan gjentas flere ganger uten mye tap av sveiseevne. Det kan brukes som basismateriale for COB (Chip On Board)-ledninger.
Ulemper: høy kostnad, dårlig sveisestyrke, på grunn av bruk av ikke-elektroplettert nikkelprosess, lett å få problemer med svarte skiver. Nikkellaget oksiderer over tid, og langsiktig pålitelighet er et problem.
5. Synkende blikk
Siden alle nåværende loddematerialer er tinnbaserte, kan tinnlaget tilpasses alle typer lodding. Prosessen med å synke tinn kan danne flate kobber-tinn-metalliske intermetalliske forbindelser, noe som gjør at synketinet har samme gode loddbarhet som varmluftsutjevning uten hodepineproblemet med flatluftsutjevning. Tinnplaten kan ikke lagres for lenge, og monteringen må utføres i henhold til rekkefølgen for tinnutjevningen.
Fordeler: Egnet for horisontal linjeproduksjon. Egnet for finlinjebearbeiding, egnet for blyfri sveising, spesielt egnet for krympeteknologi. Svært god flathet, egnet for SMT.
Ulemper: Gode lagringsforhold er nødvendige, helst ikke mer enn 6 måneder, for å kontrollere tinnhvirvelvekst. Ikke egnet for kontaktbryterdesign. I produksjonsprosessen er sveisemotstandsfilmprosessen relativt høy, ellers vil det føre til at sveisemotstandsfilmen faller av. For flere sveisinger er N2-gassbeskyttelse best. Elektrisk måling er også et problem.
6. Synkende sølv
Sølvsynkeprosessen er en mellomting mellom organisk belegg og elektroløs nikkel-/gullbelegg. Prosessen er relativt enkel og rask. Selv når sølv utsettes for varme, fuktighet og forurensning, kan det fortsatt opprettholde god sveisbarhet, men det vil miste glansen. Sølvbelegg har ikke den gode fysiske styrken til elektroløs nikkel-/gullbelegg fordi det ikke er nikkel under sølvlaget.
Fordeler: Enkel prosess, egnet for blyfri sveising, SMT. Svært flat overflate, lav kostnad, egnet for svært fine linjer.
Ulemper: Høye lagringskrav, lett å forurense. Sveisestyrken er utsatt for problemer (mikrokavitetsproblemer). Det er lett å få elektromigrasjonsfenomen og Javani-bittfenomen av kobber under sveisemotstandsfilmen. Elektrisk måling er også et problem.
7, kjemisk nikkelpalladium
Sammenlignet med utfelling av gull, er det et ekstra lag med palladium mellom nikkel og gull, og palladium kan forhindre korrosjonsfenomenet forårsaket av erstatningsreaksjonen og gjøre det fullt mulig å forberede gullutfellingen. Gull er tett belagt med palladium, noe som gir en god kontaktflate.
Fordeler: Egnet for blyfri sveising. Svært flat overflate, egnet for SMT. Gjennomgående hull kan også være nikkelgull. Lang lagringstid, lagringsforholdene er ikke tøffe. Egnet for elektrisk testing. Egnet for bryterkontaktdesign. Egnet for aluminiumstrådbinding, egnet for tykke plater, sterk motstand mot miljøangrep.
8. Elektroplettering av hardt gull
For å forbedre produktets slitestyrke, øk antall innsettinger og fjerninger samt galvanisering av hardt gull.
Endringer i PCB-overflatebehandlingsprosessen er ikke veldig store, det virker som en relativt fjern ting, men det bør bemerkes at langsiktige, langsomme endringer vil føre til store endringer. Med økende krav til miljøvern vil overflatebehandlingsprosessen for PCB definitivt endre seg dramatisk i fremtiden.
Publisert: 05.07.2023
