În procesul de fabricație a PCB-ului, tehnologia de tratare a suprafeței nu afectează numai lipirea și rezistența la coroziune a PCB-ului, dar are și un impact profund asupra performanței electrice și a fiabilității{0}}pe termen lung. Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei electronice,procese de tratare a suprafeței pcbevoluează constant pentru a îndeplini cerințele de performanță mai ridicate și standardele de mediu.
Nivelare cu aer cald
Nivelarea cu aer cald, cunoscută și sub denumirea de nivelare a lipirii cu aer cald, cunoscută în mod obișnuit ca pulverizare cu staniu. Acest proces implică acoperirea suprafeței PCB cu lipire cu plumb de staniu topit - în zilele noastre, lipirea fără plumb-este folosită mai frecvent din cauza cerințelor de mediu. Apoi, aer comprimat încălzit este folosit pentru a nivela lipirea, formând un strat de acoperire care poate rezista în mod eficient la oxidarea cuprului și oferă o lipire excelentă. În timpul aerului condiționat fierbinte, lipitura interacționează cu cuprul pentru a forma un compus metalic de cupru staniu la joncțiune, cu o grosime de aproximativ 1-2 mil.
Acest proces este împărțit în tipuri verticale și orizontale. Acoperirea orizontală este considerată pe scară largă a avea avantaje datorită acoperirii sale mai uniforme și a capacității de a realiza producția automată. Procesul general include pași precum microgravarea, preîncălzirea, acoperirea cu flux, pulverizarea cu staniu și curățarea. Procesul de nivelare cu aer cald este matur, cu aprovizionare suficientă, cost relativ scăzut și sudabilitate bună, potrivit pentru lipirea fără plumb-și este una dintre metodele de tratare a suprafețelor utilizate pe scară largă în industrie. Cu toate acestea, suprafața sa nu este suficient de netedă, ceea ce face dificilă sudarea componentelor cu pas fin, iar plumbul care conține HASL se confruntă și cu probleme de mediu.
Acoperire organică
Acoperirea organică este procesul de creștere chimică a unui strat de film organic pe o suprafață curată de cupru. Acest strat de film este ca un gardian loial, cu rezistență la oxidare, rezistență la șocuri termice și rezistență la umiditate, care poate proteja eficient suprafața de cupru de coroziune, cum ar fi oxidarea sau vulcanizarea în medii normale. În același timp, în mediul ulterior de sudură cu temperatură înaltă-, poate fi îndepărtat rapid de flux, făcând loc lucrărilor de sudare.
Procesul de acoperire organică a fost utilizat pe scară largă în industrie datorită avantajelor sale semnificative de proces simplu și cost redus. Moleculele timpurii de acoperire organică au fost în principal imidazol și benzotriazol, care au avut efecte anti-rugină. În zilele noastre, moleculele noi sunt în principal benzimidazolul. Pentru a asigura capacitatea de a rezista la lipirea prin reflow multiple, pe suprafața de cupru trebuie formate mai multe straturi de acoperire organică, ceea ce necesită adăugarea de lichid de cupru în baia chimică. Mai întâi, acoperiți primul strat, care absoarbe cuprul. Apoi, al doilea strat de molecule de acoperire organică se combină cu cuprul și este stivuit strat cu strat până când se formează o structură de douăzeci sau chiar sute de ansambluri de molecule de acoperire organică. Cu toate acestea, rezistența la coroziune a acoperirii OSP este relativ slabă și trebuie acordată o atenție deosebită condițiilor în timpul depozitării și utilizării.
Nichelare chimică/aur de imersie
Procesul de placare cu nichel/imersie cu aur fără electroși este un strat învelit cu grijă de aliaj de aur de nichel gros și excelent din punct de vedere electric pe suprafața de cupru, cum ar fi punerea unei „bliduri” puternice pe PCB, care poate oferi protecție fiabilă pentru PCB pentru o lungă perioadă de timp. Spre deosebire de OSP, care servește doar ca un simplu strat de barieră anti-rugină, placarea cu nichel/imersiune cu aurul fără electroși poate menține o performanță electrică bună în timpul utilizării pe termen lung a PCB-urilor și poate avea o rezistență mai puternică la schimbările de mediu.
Motivul pentru placarea cu nichel este că există difuzie reciprocă între aur și cupru, iar stratul de nichel poate acționa ca o barieră puternică pentru a preveni eficient această difuzie. Fără bariera unui strat de nichel, aurul poate difuza în cupru în doar câteva ore. În plus, placarea cu nichel/imersie cu aur fără electroși are multe beneficii, cum ar fi rezistența ridicată a nichelului. Doar nichelul cu grosimea de 5 um poate controla eficient expansiunea în direcția Z la temperaturi ridicate, prevenind în același timp dizolvarea cuprului, care este deosebit de avantajoasă pentru lipirea-fără plumb. Procesul general al acestei tehnologii include pași precum decaparea cu acid și curățarea, microgravarea, preimersia, activarea, placarea cu nichel chimic și imersarea chimică cu aur. Procesul implică șase rezervoare chimice și aproape o sută de substanțe chimice, ceea ce face procesul relativ complex.
Imersie în argint
Procesul de imersie în argint este între OSP și placarea cu nichel/aur fără electroși, iar procesul său este relativ simplu și rapid. Imersia argintului se realizează de fapt prin reacții de deplasare, formând un strat de acoperire cu argint pur la nivel de aproape submicron pe suprafața PCB. Uneori, unii compuși organici sunt adăugați în timpul procesului de imersie a argintului, în principal pentru a preveni coroziunea argintului și pentru a elimina problemele de migrare a argintului. Cu toate acestea, acest strat subțire de compuși organici este de obicei dificil de măsurat cu precizie, iar analiza arată că proporția sa în greutate este mai mică de 1%.
Chiar și atunci când este expus la medii complexe, cum ar fi căldura, umiditatea și poluarea, stratul de argint format prin procesul de imersie poate prezenta în continuare proprietăți electrice și sudabilitate bune, dar luciul său poate scădea. Datorită absenței unui strat de nichel sub stratul de argint, argintul de imersie nu este la fel de puternic din punct de vedere fizic precum placarea cu nichel/imersiune cu aurul.
scufundare cu tablă
Având în vedere că toate materialele de lipit sunt în prezent pe bază de cositor, iar stratul de staniu se poate potrivi perfect cu orice tip de lipit, din această perspectivă, procesul de cositor prin imersie are perspective largi de dezvoltare. Cu toate acestea, în trecut, PCB-urile tratate cu tehnologia de scufundare a staniului erau predispuse la probleme cu mustața de staniu. În timpul procesului de lipire, fenomenele de migrare a formei de staniu și a staniului au reprezentat provocări serioase pentru fiabilitate, ceea ce a limitat foarte mult aplicarea tehnologiei de scufundare a staniului. Mai târziu, prin adăugarea de aditivi organici la soluția de imersie cu staniu, structura stratului de staniu a fost transformată cu succes în particule, depășind efectiv dificultățile menționate mai sus-și, de asemenea, dotând procesul de imersie a staniului cu o bună stabilitate termică și lipit.
Procesul de staniu prin imersie poate forma compuși intermetalici de staniu de cupru plat, ceea ce face ca staniul de imersie să fie comparabil cu nivelarea cu aer cald în ceea ce privește sudarea, fără problemele de planeitate care sunt supărătoare prin nivelarea aerului cald și fără pericolele ascunse ale difuziei metalelor în placarea chimică cu nichel/aur de imersie. Cu toate acestea, timpul de depozitare al plăcilor de tablă de imersie este limitat, iar dacă sunt lăsate prea mult timp, pe suprafața lor se va forma oxid de staniu, ceea ce va afecta efectul de sudare. Prin urmare, este necesar să se respecte cu strictețe ordinea de imersie a staniului în timpul asamblarii.
Alte procese de tratare a suprafețelor
Aur nichelat galvanizat
Galvanizarea aurului cu nichel poate fi considerată „fratele mai mare” al tehnologiei de tratare a suprafeței PCB, care există de la nașterea PCB și a derivat treptat alte procese. Acest proces implică galvanizarea unui strat de nichel pe suprafața conductorului pcb, urmată de galvanizarea unui strat de aur. Funcția principală a placarii cu nichel este de a preveni difuzia dintre aur și cupru. În zilele noastre, aurul cu nichel galvanizat este împărțit în principal în două categorii: una este placarea cu aur moale, utilizată în principal pentru placarea cu sârmă de aur în timpul ambalării așchiilor; Celălalt tip este placarea cu aur dur, utilizat în principal pentru interconexiunea electrică la îmbinările fără lipire, cum ar fi degetele de aur. Trebuie remarcat faptul că, în circumstanțe normale, operațiunile de sudare pot face ca aurul galvanizat să devină casant, scurtând astfel durata de viață a acestuia. Prin urmare, sudarea pe aur galvanizat trebuie evitată pe cât posibil; Cu toate acestea, probabilitatea fragilizării în placarea cu nichel/imersie electromagnetică în aur este relativ scăzută datorită stratului de aur subțire și uniform.
Placare cu paladiu chimic
Procesul de placare cu paladiu fără electroși este destul de similar cu cel de placare cu nichel electroless. Principiul principal este utilizarea unui agent reducător, cum ar fi fosfatul dihidrogen de sodiu, pentru a reduce ionii de paladiu la paladiu pe o suprafață activă catalitic. Paladiul nou generat poate servi și ca catalizator pentru a promova reacția continuă, obținând astfel straturi de placare cu paladiu de orice grosime. Placarea cu paladiu chimic are avantajele fiabilității ridicate a sudării, stabilității termice bune și planeitatea excelentă a suprafeței. Cu toate acestea, paladiul este un metal prețios relativ rar, ceea ce are ca rezultat un cost relativ ridicat pentru acest proces.