Najosnovnejši namen površinske obdelave PCB je zagotoviti dobro varljivost ali električne lastnosti.Ker baker v naravi običajno obstaja v obliki oksidov v zraku, je malo verjetno, da bo dolgo časa ostal kot izvirni baker, zato ga je treba obdelati z bakrom.
Obstaja veliko procesov površinske obdelave PCB.Običajni predmeti so ravna, organsko varjena zaščitna sredstva (OSP), ponikljano zlato s polnim penzionom, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, kemični nikelj, zlato in galvanizirano trdo zlato.Simptom.
1. Vroč zrak je raven (pršilna posoda)
Splošni postopek postopka izravnave z vročim zrakom je: mikro erozija → predgretje → varjenje prevleke → pršilna pločevina → čiščenje.
Vroč zrak je ploščat, znan tudi kot varjenje z vročim zrakom (splošno znano kot razprševanje kositra), kar je postopek prevleke talečega se kositra (svinca), privarjenega na površino tiskanega vezja, in uporabo ogrevanja za stiskanje usmerjanja zraka (pihanja), da se oblikuje plast proti oksidaciji bakra.Prav tako lahko zagotovi dobro varilne prevlečne plasti.Celoten zvar in baker vročega zraka pri kombinaciji tvorita interduktivno spojino baker-kositer.PCB se običajno potopi v talilno varjeno vodo;vetrni nož piha tekoče varjeno ravno tekoče varjeno pred varjenim;
Raven termičnega vetra je razdeljena na dve vrsti: navpično in vodoravno.Na splošno velja, da je horizontalni tip boljši.V glavnem je horizontalna plast za usmerjanje vročega zraka relativno enakomerna, kar lahko doseže avtomatizirano proizvodnjo.
Prednosti: daljši čas skladiščenja;ko je tiskano vezje končano, je površina bakra popolnoma mokra (pred varjenjem je kositer popolnoma pokrit);primeren za varjenje s svincem;zrel postopek, poceni, primeren za vizualni pregled in električno testiranje
Slabosti: Ni primeren za linijsko vezavo;zaradi problema ravnosti površine obstajajo tudi omejitve pri SMT;ni primeren za konstrukcijo kontaktnega stikala.Pri škropljenju kositra se baker raztopi, plošča pa ima visoko temperaturo.Zlasti debele ali tanke plošče, pršenje kositra je omejeno, proizvodna operacija pa je neprijetna.
2, organska varilna zaščita (OSP)
Splošni postopek je: razmaščevanje –> mikro jedkanje –> luženje –> čiščenje s čisto vodo –> organski premaz –> čiščenje, nadzor postopka pa je relativno enostaven za prikaz postopka obdelave.
OSP je postopek površinske obdelave bakrene folije tiskanega vezja (PCB) v skladu z zahtevami direktive RoHS.OSP je okrajšava za Organic Solderability Preservatives, znana tudi kot organski konzervansi za spajkanje, v angleščini znana tudi kot Preflux.Preprosto povedano, OSP je kemično pridelan organski kožni film na čisti, goli bakreni površini.Ta film je odporen proti oksidaciji, toplotnemu šoku, vlagi, za zaščito bakrene površine v normalnem okolju ne rjavi več (oksidacija ali vulkanizacija itd.);Vendar pa mora pri kasnejši visoki temperaturi varjenja to zaščitno folijo hitro odstraniti s talilom, tako da se lahko izpostavljena čista bakrena površina takoj združi s staljeno spajko v zelo kratkem času, da postane trden spajkalni spoj.
Prednosti: Postopek je preprost, površina je zelo ravna, primerna za varjenje brez svinca in SMT.Enostavna predelava, priročno proizvodno delovanje, primerno za vodoravno linijsko delovanje.Plošča je primerna za večkratno obdelavo (npr. OSP+ENIG).Poceni, okolju prijazni.
Slabosti: omejitev števila reflow varjenja (večkratno varjenje na debelo, film se bo uničil, v bistvu 2-krat ni problema).Ni primerno za tehniko stiskanja, vezavo žice.Vizualno zaznavanje in električno zaznavanje nista primerni.Za SMT je potrebna zaščita plina N2.Predelava SMT ni primerna.Visoke zahteve za shranjevanje.
3, cela plošča prevlečena z nikljevim zlatom
Ponikljana plošča je površinski prevodnik PCB, ki je najprej prevlečen s plastjo niklja in nato prevlečen s plastjo zlata. Ponikljanje je namenjeno predvsem preprečevanju difuzije med zlatom in bakrom.Obstajata dve vrsti galvaniziranega nikljevega zlata: mehko pozlačenje (čisto zlato, zlata površina ni videti svetla) in trdo pozlačenje (gladka in trda površina, odporna proti obrabi, vsebuje druge elemente, kot je kobalt, zlata površina je videti svetlejša).Mehko zlato se uporablja predvsem za zlato žico za pakiranje čipov;Trdo zlato se uporablja predvsem v nevarjenih električnih povezavah.
Prednosti: Dolg čas skladiščenja >12 mesecev.Primerno za dizajn kontaktnega stikala in vezavo z zlato žico.Primerno za električno testiranje
Slabost: višji stroški, debelejše zlato.Galvanizirani prsti zahtevajo dodatno zasnovo žične prevodnosti.Ker debelina zlata ni dosledna, lahko pri varjenju povzroči krhkost spajkalnega spoja zaradi predebelega zlata, kar vpliva na trdnost.Problem enakomernosti površine pri galvanizaciji.Galvanizirano nikljevo zlato ne prekriva roba žice.Ni primeren za lepljenje aluminijaste žice.
4. Potopite zlato
Splošni postopek je: luženje, čiščenje –> mikrokorozija –> predhodno luženje –> aktivacija –> brezelektrično nikljanje –> kemično luženje zlata;V procesu je 6 rezervoarjev za kemikalije, ki vključujejo skoraj 100 vrst kemikalij, postopek pa je bolj zapleten.
Toneče zlato je ovito v debelo, električno dobro zlitino nikljevega zlata na površini bakra, ki lahko dolgo časa ščiti PCB;Poleg tega ima tudi okoljsko toleranco, ki je drugi postopki površinske obdelave nimajo.Poleg tega lahko pogrezanje zlata tudi prepreči raztapljanje bakra, kar bo koristilo sestavljanju brez svinca.
Prednosti: težko oksidira, dolgotrajno skladiščenje, površina je ravna, primerna za varjenje zatičev s finimi režami in komponent z majhnimi spajkami.Prednostna plošča PCB z gumbi (kot je plošča mobilnega telefona).Reflow varjenje je mogoče večkrat ponoviti brez večje izgube varivosti.Lahko se uporablja kot osnovni material za ožičenje COB (Chip On Board).
Slabosti: visoki stroški, slaba varilna trdnost, zaradi uporabe negalvaniziranega postopka niklja, zlahka pride do težav s črnim diskom.Plast niklja sčasoma oksidira in dolgoročna zanesljivost je težava.
5. Pogrezni kositer
Ker so vse trenutne spajke na osnovi kositra, se lahko sloj kositra ujema s katero koli vrsto spajke.Postopek ugrezanja kositra lahko tvori ploščate kovinske intermetalne spojine bakra in kositra, zaradi česar ima ugreznik enako dobro spajkanje kot izravnava z vročim zrakom brez glavobola, ki ga povzroča ravnotežje z vročim zrakom;Pločevinke ni mogoče predolgo shranjevati, montažo pa je treba izvesti po vrstnem redu pogrezanja pločevine.
Prednosti: Primeren za vodoravno linijsko proizvodnjo.Primerno za fino linijsko obdelavo, primerno za varjenje brez svinca, še posebej primerno za tehnologijo stiskanja.Zelo dobra ravnost, primerna za SMT.
Slabosti: Za nadzor rasti kositrnih brkov so potrebni dobri pogoji skladiščenja, po možnosti ne več kot 6 mesecev.Ni primeren za zasnovo kontaktnega stikala.V proizvodnem procesu je postopek varilne odpornosti filma razmeroma visok, sicer bo povzročil odpadanje varilne odpornosti.Za večkratno varjenje je najboljša zaščita s plinom N2.Težavo predstavljajo tudi električne meritve.
6. Toneče srebro
Postopek pogrezanja srebra je med organskim premazom in brezelektričnim nikljanjem/pozlačevanjem, postopek je relativno preprost in hiter;Tudi če je srebro izpostavljeno vročini, vlagi in onesnaženju, lahko še vedno ohrani dobro varljivost, vendar bo izgubilo svoj lesk.Posrebrenje nima dobre fizične trdnosti kot neelektrično nikljanje/pozlačenje, ker pod plastjo srebra ni niklja.
Prednosti: Enostaven postopek, primeren za varjenje brez svinca, SMT.Zelo ravna površina, poceni, primerna za zelo tanke linije.
Slabosti: Visoke zahteve glede skladiščenja, enostavno onesnaženje.Trdnost varjenja je nagnjena k težavam (problem z mikro votlinami).Enostavno je opaziti pojav elektromigracije in fenomen ugriza Javanija bakra pod filmom za odpornost na varjenje.Težavo predstavljajo tudi električne meritve
7, kemični nikelj paladij
V primerjavi z obarjanjem zlata obstaja dodatna plast paladija med nikljem in zlatom, paladij pa lahko prepreči pojav korozije, ki ga povzroča reakcija zamenjave, in naredi popolno pripravo za obarjanje zlata.Zlato je tesno prevlečeno s paladijem, kar zagotavlja dobro kontaktno površino.
Prednosti: Primerno za varjenje brez svinca.Zelo ravna površina, primerna za SMT.Skozi luknje so lahko tudi nikljevo zlato.Dolg čas skladiščenja, pogoji skladiščenja niso težki.Primerno za električno testiranje.Primerno za oblikovanje stikalnih kontaktov.Primeren za vezavo aluminijaste žice, primeren za debelo ploščo, močna odpornost na okoljske vplive.
8. Galvanizacija trdega zlata
Da bi izboljšali odpornost izdelka proti obrabi, povečajte število vstavljanj in odstranjevanj ter galvaniziranje trdega zlata.
Spremembe postopka površinske obdelave PCB niso zelo velike, zdi se, da je razmeroma oddaljena stvar, vendar je treba opozoriti, da bodo dolgoročne počasne spremembe povzročile velike spremembe.V primeru naraščajočih pozivov k varstvu okolja se bo proces površinske obdelave PCB v prihodnosti zagotovo močno spremenil.
Čas objave: 5. julij 2023