Najosnovnejši namen površinske obdelave tiskanih vezij je zagotoviti dobro varivost ali električne lastnosti. Ker baker v naravi običajno obstaja v obliki oksidov v zraku, je malo verjetno, da se bo dolgo časa ohranil kot prvotni baker, zato ga je treba obdelati z bakrom.
Obstaja veliko postopkov površinske obdelave tiskanih vezij. Najpogostejši izdelki so ravna, organsko varjena zaščitna sredstva (OSP), polno nikljano zlato, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, kemični nikelj, zlato in galvanizirano trdo zlato. Simptomi.
1. Vroč zrak je raven (pršilna pločevinka)
Splošni postopek niveliranja z vročim zrakom je: mikroerozija → predgrevanje → varjenje premaza → brizganje pločevine → čiščenje.
Vroč zrak je ploščat, znan tudi kot varjenje z vročim zrakom (splošno znano kot pršenje s kositrom), ki je postopek nanašanja taljenega kositra (svinca), varjenega na površino tiskanega vezja, in s pomočjo segrevanja za stiskanje zraka rektifikacija (pihanje) tvori plast proti oksidaciji bakra. To lahko zagotovi tudi dobro varljivost prevleke. Celoten zvar in baker z vročim zrakom tvorita interduktivno spojino bakra in kositra. PCB se običajno potaplja v talino varjene vode; veter piha tekočino, varjeno ploščato tekočino, preden se vari;
Raven toplotnega vetra je razdeljena na dve vrsti: vertikalno in horizontalno. Na splošno velja, da je horizontalni tip boljši. Gre predvsem za to, da je horizontalna plast usmerjanja vročega zraka relativno enakomerna, kar omogoča avtomatizirano proizvodnjo.
Prednosti: daljši čas skladiščenja; po končanem tiskanem vezju je površina bakra popolnoma mokra (kositer je pred varjenjem popolnoma prekrit); primerno za varjenje svinca; zrel postopek, nizki stroški, primerno za vizualni pregled in električno testiranje.
Slabosti: Ni primerno za linijsko vezavo; zaradi problema ravnosti površine obstajajo tudi omejitve pri SMT; ni primerno za načrtovanje kontaktnih stikal. Pri brizganju kositra se baker raztopi in plošča se segreje. Še posebej pri debelih ali tankih ploščah je brizganje kositra omejeno in proizvodni postopek je neprijeten.
2, organsko zaščitno sredstvo za varjenje (OSP)
Splošni postopek je: razmaščevanje –> mikro jedkanje –> dekapiranje –> čiščenje s čisto vodo –> organski premaz –> čiščenje, nadzor procesa pa je relativno enostaven za prikaz postopka obdelave.
OSP je postopek za površinsko obdelavo bakrene folije tiskanih vezij (PCB) v skladu z zahtevami direktive RoHS. OSP je okrajšava za Organic Solderability Preservations (Organska sredstva za topljivost), znana tudi kot organska sredstva za topljivost, v angleščini znana tudi kot Preflux (Preflux). Preprosto povedano, OSP je kemično vzgojena organska plast na čisti, goli bakreni površini. Ta plast je odporna proti oksidaciji, toplotnim udarcem in vlagi, da v normalnem okolju zaščiti bakreno površino pred rjavenjem (oksidacija ali vulkanizacija itd.); vendar pa mora biti pri poznejšem varjenju pri visoki temperaturi ta zaščitna plast enostavno in hitro odstranljiva s fluksom, tako da se lahko izpostavljena čista bakrena površina v zelo kratkem času takoj združi s staljenim spajkalnikom in tvori trden spajkani spoj.
Prednosti: Postopek je preprost, površina je zelo ravna, primerna za varjenje brez svinca in SMT. Enostavna predelava, priročno proizvodno delovanje, primerna za delovanje na horizontalni liniji. Plošča je primerna za večkratno obdelavo (npr. OSP+ENIG). Nizki stroški, okolju prijazna.
Slabosti: omejeno število varjenj s ponovnim navarjanjem (večkratno varjenje debeline, film se bo uničil, v bistvu 2-krat ni problema). Ni primerno za tehnologijo stiskanja, vezanje žic. Vizualno in električno zaznavanje nista priročna. Za SMT je potrebna zaščita s plinom N2. SMT ponovna obdelava ni primerna. Visoke zahteve glede skladiščenja.
3, celotna plošča prevlečena z nikljevim zlatom
Nikljanje plošč je površinski prevodnik tiskanega vezja, ki je najprej prevlečen s plastjo niklja, nato pa s plastjo zlata. Nikljanje je namenjeno predvsem preprečevanju difuzije med zlatom in bakrom. Obstajata dve vrsti galvaniziranega niklja in zlata: mehko pozlačevanje (čisto zlato, zlata površina ni videti svetla) in trdo pozlačevanje (gladka in trda površina, odporna proti obrabi, vsebuje druge elemente, kot je kobalt, zlata površina je videti svetlejša). Mehko zlato se uporablja predvsem za pakiranje čipov v zlati žici; trdo zlato se uporablja predvsem za nevarjene električne povezave.
Prednosti: Dolg čas skladiščenja >12 mesecev. Primerno za zasnovo kontaktnih stikal in vezavo z zlato žico. Primerno za električno testiranje.
Slabost: Višji stroški, debelejše zlato. Galvanizirani prsti zahtevajo dodatno prevodnost žice. Ker debelina zlata ni enakomerna, lahko pri varjenju povzroči krhkost spajkanega spoja zaradi prevelike debeline zlata, kar vpliva na trdnost. Težava z enakomernostjo površine galvanizacije. Galvanizirano nikljevo zlato ne prekriva roba žice. Ni primerno za spajanje aluminijastih žic.
4. Zlato pomivalno korito
Splošni postopek je: čiščenje z dekapiranjem –> mikrokorozija –> predluženje –> aktivacija –> breztokovno nikljanje –> kemično luženje zlata; V postopku je 6 kemičnih rezervoarjev, ki vključujejo skoraj 100 vrst kemikalij, in postopek je bolj zapleten.
Potopno zlato je na bakreni površini ovito v debelo, električno dobro zlitino niklja in zlata, ki lahko dolgo časa ščiti tiskano vezje; poleg tega ima tudi okoljsko toleranco, ki je drugi postopki površinske obdelave nimajo. Poleg tega lahko potopno zlato prepreči tudi raztapljanje bakra, kar koristi montaži brez svinca.
Prednosti: ni lahko oksidirati, se lahko dolgo skladišči, površina je ravna, primerna za varjenje nožic z drobnimi režami in komponent z majhnimi spajkalnimi spoji. Prednostna je tiskana vezja z gumbi (kot so plošče mobilnih telefonov). Reflow varjenje se lahko ponovi večkrat brez večje izgube varivosti. Uporablja se lahko kot osnovni material za ožičenje COB (Chip On Board).
Slabosti: visoki stroški, slaba varilna trdnost, zaradi uporabe negalvaniziranega nikljevega postopka se lahko pojavijo težave s črnim diskom. Nikljeva plast sčasoma oksidira, kar ogrozi dolgoročno zanesljivost.
5. Potopna pločevina
Ker so vsi trenutni spajki na osnovi kositra, se lahko plast kositra ujema z vsako vrsto spajke. Postopek potapljanja kositra lahko tvori ploščate intermetalne spojine bakra in kositra, zaradi česar ima potapljanje kositra enako dobro spajkalnost kot ravnanje z vročim zrakom, brez glavobola in težav z ravnanjem z vročim zrakom; Plošče iz kositra ni mogoče predolgo skladiščiti, montaža pa mora biti izvedena v skladu z vrstnim redom potapljanja kositra.
Prednosti: Primerno za horizontalno linijsko proizvodnjo. Primerno za fino linijsko obdelavo, primerno za varjenje brez svinca, še posebej primerno za tehnologijo stiskanja. Zelo dobra ravnost, primerno za SMT.
Slabosti: Za nadzor rasti kositrnih brkov so potrebni dobri pogoji skladiščenja, po možnosti ne več kot 6 mesecev. Ni primerno za načrtovanje kontaktnih stikal. V proizvodnem procesu je postopek varilne uporovne folije relativno visok, sicer bo povzročil odpadanje varilne uporovne folije. Za večkratno varjenje je najboljša zaščita s plinom N2. Problem so tudi električne meritve.
6. Potapljajoče se srebro
Postopek posrebritve je med organskim premazom in breztokovnim nikljanjem/zlačenjem, postopek je relativno preprost in hiter; tudi če je srebro izpostavljeno vročini, vlagi in onesnaženju, lahko ohrani dobro varivost, vendar izgubi svoj sijaj. Posrebritev nima dobre fizične trdnosti breztokovnega nikljanja/zlačenja, ker pod plastjo srebra ni niklja.
Prednosti: Preprost postopek, primeren za varjenje brez svinca, SMT. Zelo ravna površina, nizki stroški, primeren za zelo fine linije.
Slabosti: Visoke zahteve glede skladiščenja, enostavno onesnaženje. Varilna trdnost je nagnjena k težavam (problem z mikro votlinami). Pod varilno uporovno folijo se lahko pojavita pojav elektromigracije in Javanijev ugriz bakra. Problem so tudi električne meritve.
7, kemični nikelj paladij
V primerjavi z izločanjem zlata je med nikljem in zlatom dodatna plast paladija, ki lahko prepreči korozijo, ki jo povzroča nadomestna reakcija, in v celoti pripravi na izločanje zlata. Zlato je tesno prevlečeno s paladijem, kar zagotavlja dobro kontaktno površino.
Prednosti: Primerno za varjenje brez svinca. Zelo ravna površina, primerna za SMT. Skoznje luknje so lahko tudi iz nikljevega zlata. Dolg čas skladiščenja, pogoji skladiščenja niso ostri. Primerno za električno testiranje. Primerno za načrtovanje stikalnih kontaktov. Primerno za vezavo aluminijastih žic, primerno za debele plošče, močna odpornost na vplive okolja.
8. Galvanizacija trdega zlata
Da bi izboljšali odpornost izdelka proti obrabi, povečajte število vstavljanja in odstranjevanja ter galvanizirajte trdo zlato.
Spremembe v procesu površinske obdelave tiskanih vezij niso zelo velike, zdi se, da gre za relativno oddaljeno stvar, vendar je treba opozoriti, da bodo dolgoročne počasne spremembe vodile do velikih sprememb. V primeru vse večjih pozivov k varstvu okolja se bo postopek površinske obdelave tiskanih vezij v prihodnosti zagotovo dramatično spremenil.
Čas objave: 05. julij 2023
