Tehnologia de acoperire a PCB nu este legată doar de aspectul plăcii de circuit, ci și de factorul de bază care determină performanța electrică, fiabilitatea și durata de viață a acesteia. Odată cu dezvoltarea dispozitivelor electronice către miniaturizare, performanță ridicată și fiabilitate ridicată.
Placare chimică cu cupru: piatra de temelie pentru realizarea metalizării suprafeței ne-conductoare
Placarea chimică cu cupru, cunoscută și sub denumirea de placarea cu cupru fără electroși, este un proces cheie în fabricarea plăcilor de circuit imprimat pentru a obține conductivitate prin-găuri și metalizarea suprafeței. Principiul se bazează pe reacția de oxidare-reducere autocatalitică, în care ionii de cupru sunt reduși la cupru metalic și se depun pe suprafața substratului sub acțiunea unui agent reducător specific. Acest proces nu necesită o sursă de alimentare externă și poate forma uniform un strat de cupru pe suprafețe ne-conductoare, cum ar fi materialele de substrat izolator. Pentru plăcile de circuite imprimate cu rapoarte mari adâncimea găurii și diametrul, avantajele placajului cu cupru fără electroși sunt deosebit de semnificative. Se poate asigura că toate părțile peretelui găurii pot obține o acoperire uniformă, oferind un strat inferior bun conductiv pentru procesul de placare cu cupru ulterior și asigurând o conexiune fiabilă a circuitului pe întreaga placă de circuit. La fabricarea plăcilor de interconectare de înaltă-densitate, placarea cu cupru fără electricitate este utilizată pentru prelucrarea găurilor oarbe pentru a realiza conexiuni electrice între circuitele fine și pentru a îndeplini cerințele mai mari de integrare ale dispozitivelor electronice.
Galvanizarea aurului cu nichel: crearea de-conexiuni electrice și straturi de protecție de înaltă calitate
Procesul de galvanizare cu nichel-aur este utilizat pe scară largă în fabricarea plăcilor de circuite imprimate. Mai întâi, un strat de nichel este galvanizat pe conductorul de suprafață al plăcii de circuit imprimat. Funcția principală a stratului de nichel este de a bloca difuzia dintre aur și cupru, de a preveni degradarea performanței cauzată de difuzia de aur a cuprului și de a oferi un substrat bun pentru a îmbunătăți aderența straturilor ulterioare. Apoi, un strat de aur este galvanizat, ceea ce îmbunătățește foarte mult performanța plăcii de circuit datorită conductibilității sale excelente, lipirii și rezistenței la oxidare. În circuitele de-frecvență înaltă, stratul de aur poate reduce eficient pierderea semnalului și poate asigura o transmisie de semnal de-înaltă calitate. Pentru unele interfețe de plăci de circuit imprimat conectate și deconectate frecvent, cum ar fi interfețele USB de pe plăcile de bază ale computerelor, interfețele de încărcare și date de pe telefoanele mobile, placarea cu nichel poate rezista la uzură în timpul procesului de conectare și poate menține conexiuni electrice stabile. Plăcile de circuite imprimate care funcționează în medii dure, cum ar fi plăcile de circuite din echipamentele de control industrial și dispozitivele electronice auto, au acoperiri cu aur nichel rezistente la coroziune-care pot rezista invaziei mediilor corozive în mediu, protejând funcționarea stabilă a plăcii de circuite. Conform diferitelor scenarii de aplicare, placarea cu aur cu nichel poate fi împărțită în placare cu aur moale și placare cu aur dur. Aurul moale (aur pur, cu o suprafață de culoare mai închisă) este folosit în principal pentru lipirea firului de aur în timpul ambalării așchiilor, în timp ce aurul dur (conținând elemente precum cobaltul, cu o suprafață strălucitoare și rezistentă la uzură) este folosit în mod obișnuit pentru interconexiunile electrice la îmbinările fără lipire, cum ar fi zona degetelor de aur.
Nichelare chimică/aur de imersie: oferind performanțe electrice stabile-pe termen lung
Procesul de placare cu nichel/imersie cu aur fără electroși poate forma un strat gros și puternic din aliaj de aur de nichel pe suprafața de cupru, oferind o protecție eficientă-pe termen lung pentru placa de circuit imprimat. Spre deosebire de alte procese care servesc doar ca bariere anti-rugină, acest proces poate menține o performanță electrică bună pe durata utilizării pe termen lung a plăcilor cu circuite imprimate. Funcția cheie a placarii cu nichel este de a preveni difuzia reciprocă între aur și cupru. Fără o barieră de strat de nichel, aurul se va difuza în cupru într-o perioadă scurtă de timp, afectând grav performanța plăcii de circuit. În același timp, stratul de nichel are o anumită rezistență, chiar și cu o grosime de numai 5um, poate controla eficient expansiunea plăcii de circuit în direcția z-în medii cu temperatură ridicată și poate preveni dizolvarea cuprului, ceea ce este foarte benefic pentru lipirea-fără plumb. În fabricarea plăcilor de circuite imprimate de dispozitive electronice cu cerințe de fiabilitate extrem de ridicate, cum ar fi sistemele electronice aerospațiale și serverele de ultimă generație, procesul de placare cu nichel/imersie cu aur fără electroși este utilizat pe scară largă datorită avantajelor sale excelente de performanță. Fluxul procesului este relativ complex, implicând mai multe etape, cum ar fi decaparea cu acid și curățarea, microgravarea, preimersie, activare, nichelare chimică, imersie chimică cu aur etc. Trebuie operat în șase rezervoare chimice, folosind aproape o sută de substanțe chimice, iar cerințele de control al procesului sunt extrem de stricte.
Sinking Silver: Combinând performanța excelentă și avantajele tehnologice
Procesul de depunere a argintului este între acoperirea organică și nichel electroless/aur de imersie și are avantaje unice. Acest proces este relativ simplu și rapid, formând un strat de acoperire cu argint pur la nivel de aproape submicron pe suprafața plăcii de circuit imprimat prin reacție de deplasare. Stratul de argint poate oferi performanțe electrice și lipire bune pentru placa de circuit imprimat în medii complexe, cum ar fi căldura, umiditatea și poluarea, dar suprafața sa își va pierde strălucirea în timp. Datorită absenței unui strat de nichel sub stratul de argint, rezistența fizică a argintului depus este ușor inferioară celei a procesului de placare cu nichel/imersie cu aur fără electroși. În timpul procesului de depunere parțială a argintului, unii compuși organici sunt adăugați în principal pentru a preveni coroziunea argintului și pentru a elimina problemele de migrare a argintului. Deși conținutul de compus organic din acest strat este foarte scăzut, de obicei mai mic de 1% în greutate, acesta joacă un rol important în îmbunătățirea stabilității și fiabilității stratului de depunere de argint. În fabricarea plăcilor de circuite imprimate a unor produse electronice de larg consum care sunt sensibile la costuri și au anumite cerințe pentru performanța electrică și lipire, procesul de depunere a argintului are o eficiență ridicată a costului-.
Depunerea staniului: rezolvarea problemelor tradiționale
Procesul de depunere a staniului are potențial de dezvoltare în fabricarea plăcilor de circuit imprimat, deoarece stratul de staniu se poate potrivi bine cu diferite materiale de lipit pe bază de staniu. Procesul timpuriu de depunere a staniului a avut probleme serioase cu mustața de staniu, iar în timpul procesului de sudare, mustața de staniu și migrarea staniului ar putea cauza pericole de fiabilitate, limitând foarte mult aplicarea acesteia. Dar, odată cu progresul tehnologiei, prin adăugarea de aditivi organici la soluția de depunere de staniu, structura stratului de staniu este transformată în particule, depășind cu succes problema mustaților de staniu, având în același timp o bună stabilitate termică și sudabilitate. Procesul de depunere a staniului poate forma compuși intermetalici de staniu de cupru plat, dându-i o sudabilitate comparabilă cu nivelarea cu aer cald, fără problemele de planeitate care sunt supărătoare cu nivelarea cu aer cald și fără problema difuziei metalelor în placarea chimică cu nichel/imersie în aur. Cu toate acestea, farfuriile de tablă nu trebuie păstrate pentru o lungă perioadă de timp. În unele produse electronice care necesită lipibilitate mare și au limitate mici de timp de depozitare, cum ar fi fabricarea plăcilor de circuite de testare pentru utilizare pe termen scurt-, a fost aplicat procesul de depunere a staniului.
Acoperire organică: o alegere economică și practică pentru protecție
Acoperirea organică, cunoscută și sub denumirea de mască organică de lipit, este un strat de film organic crescut pe o suprafață curată de cupru, prin metode chimice. Acest strat de peliculă poate preveni în mod eficient oxidarea, șocul termic, umezeala și poate proteja suprafața de cupru de rugină (oxidare sau vulcanizare etc.) în medii normale. În timpul sudării ulterioare la temperaturi ridicate, acesta poate fi îndepărtat rapid de flux, permițând suprafeței curate de cupru să se lipească rapid de lipitul topit pentru a forma îmbinări de lipit. Tehnologia OSP este simplă,-eficientă și utilizată pe scară largă în industrie. Moleculele OSP timpurii au fost în principal substanțe precum imidazolul și benzotriazolul care au acționat ca inhibitori de rugină, în timp ce ultimele molecule sunt în principal benzimidazol. Pentru a realiza lipirea prin refluxare multiplă, pe suprafața de cupru trebuie formate mai multe straturi de acoperire organică, ceea ce necesită adăugarea de lichid de cupru în baia chimică. În timpul procesului de acoperire, primul strat absoarbe cuprul, iar moleculele de acoperire organice ulterioare se combină cu cuprul în secvență, formând în cele din urmă straturi de acoperire organică de până la douăzeci sau chiar sute de straturi. Fluxul procesului include pași precum degresarea, microgravarea, spălarea cu acid, curățarea cu apă pură, acoperirea organică și curățarea, iar controlul procesului este relativ ușor în comparație cu alte procese de tratare a suprafețelor. Cu toate acestea, OSP are, de asemenea, anumite limitări, cum ar fi pelicula de protecție extrem de subțire formată, care este predispusă la zgârieturi sau abraziuni, iar după mai multe sudură-la temperatură ridicată, pelicula OSP de pe placa de conectare nesudată se poate decolora sau crăpa, afectând sudarea și fiabilitatea.