PCB virsmas apstrādes pamatmērķis ir nodrošināt labu metināmību vai elektriskās īpašības. Tā kā varš dabā gaisā parasti atrodas oksīdu veidā, maz ticams, ka tas ilgstoši saglabāsies sākotnējā varš, tāpēc tas ir jāapstrādā ar varu.
Ir daudz PCB virsmas apstrādes procesu. Visizplatītākie ir plakanie, organiskie metinātie aizsarglīdzekļi (OSP), pilnībā niķelēts zelts, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, ķīmiskais niķelis, zelts un galvanizētais cietais zelts. Simptomi.
1. Karstais gaiss ir plakans (izsmidzināšanas kārba)
Karstā gaisa izlīdzināšanas procesa vispārējais process ir: mikroerozija → iepriekšēja uzsildīšana → pārklājuma metināšana → izsmidzināšanas alva → tīrīšana.
Karstā gaisa metināšana (pazīstama arī kā alvas izsmidzināšana) ir process, kurā uz PCB virsmas uzmetinātā alva (svins) tiek uzklāta ar karsēšanas metodi, un gaisa rektifikācija (pūšana) tiek saspiesta, veidojot pretvara oksidācijas slāni. Tas var nodrošināt arī labu pārklājuma slāņu metināmību. Visa karstā gaisa metinājuma un vara savienojums veido vara un alvas metāla starpproduktu. PCB parasti iegrimst kūstošajā metināšanas ūdenī; vēja nazis pūš metināto šķidrumu uz plakano metināšanas šķidrumu pirms metināšanas;
Termiskā vēja līmenis ir iedalīts divos veidos: vertikālais un horizontālais. Parasti tiek uzskatīts, ka horizontālais veids ir labāks. Galvenokārt horizontālais karstā gaisa rektifikācijas slānis ir relatīvi vienmērīgs, kas var panākt automatizētu ražošanu.
Priekšrocības: ilgāks uzglabāšanas laiks; pēc PCB pabeigšanas vara virsma ir pilnībā mitra (alva ir pilnībā pārklāta pirms metināšanas); piemērots svina metināšanai; nobriedis process, zemas izmaksas, piemērots vizuālai pārbaudei un elektriskajai testēšanai
Trūkumi: Nav piemērots līniju saistīšanai; virsmas līdzenuma problēmas dēļ pastāv arī SMT ierobežojumi; Nav piemērots kontaktu slēdžu konstrukcijai. Izsmidzinot alvu, varš izšķīst, un plate ir ļoti karsta. Īpaši biezām vai plānām plāksnēm alvas izsmidzināšana ir ierobežota, un ražošanas darbība ir neērta.
2, organiskā metināmības aizsarglīdzeklis (OSP)
Vispārīgais process ir šāds: attaukošana –> mikrokodināšana –> kodināšana –> tīrīšana ar tīru ūdeni –> organiskā pārklājuma uzklāšana –> tīrīšana, un procesa kontrole ir samērā vienkārša, lai parādītu apstrādes procesu.
OSP ir iespiedshēmas plates (PCB) vara folijas virsmas apstrādes process saskaņā ar RoHS direktīvas prasībām. OSP ir saīsinājums no Organic Solderability Preservatives, kas pazīstams arī kā organiskie lodēšanas konservanti, angļu valodā pazīstams arī kā Preflux. Vienkārši sakot, OSP ir ķīmiski audzēta organiska aizsargplēve uz tīras, neapstrādātas vara virsmas. Šai plēvei piemīt antioksidācijas, karstuma trieciena un mitruma izturība, lai aizsargātu vara virsmu normālā vidē, lai tā vairs nerūsētu (oksidēšanās vai vulkanizācija utt.); Tomēr sekojošā metināšanas augstā temperatūrā šī aizsargplēve ir ātri jānoņem ar plūsmu, lai atklātā tīrā vara virsma varētu ļoti īsā laikā nekavējoties savienoties ar izkausēto lodējumu, veidojot cietu lodējuma savienojumu.
Priekšrocības: Process ir vienkāršs, virsma ir ļoti līdzena, piemērota bezsvina metināšanai un SMT metināšanai. Viegli pārstrādājama, ērta ražošanas darbība, piemērota horizontālu līniju apstrādei. Plātne ir piemērota daudzkārtējai apstrādei (piemēram, OSP+ENIG). Zemas izmaksas, videi draudzīga.
Trūkumi: ierobežots atkārtotas metināšanas reižu skaits (vairāku metināšanas reižu biezums var sabojāties, praktiski 2 reizes bez problēmām). Nav piemērots gofrēšanas tehnoloģijai, stiepļu sasiešanai. Vizuālā un elektriskā noteikšana nav ērta. SMT metināšanai nepieciešama N2 gāzes aizsardzība. SMT pārstrāde nav piemērota. Augstas uzglabāšanas prasības.
3, visa plāksne pārklāta ar niķeļa zeltu
Niķelēšana ir PCB virsmas vadītāja pārklāšana ar niķeļa slāni, kas vispirms tiek pārklāta ar niķeļa slāni un pēc tam ar zelta slāni. Niķelēšana galvenokārt paredzēta, lai novērstu difūziju starp zeltu un varu. Ir divu veidu galvanizēta niķeļa zelta pārklājuma: mīksta zelta pārklājuma (tīrs zelts, zelta virsma neizskatās spoža) un cieta zelta pārklājuma (gluda un cieta virsma, nodilumizturīga, satur citus elementus, piemēram, kobaltu, zelta virsma izskatās spožāka). Mīksto zeltu galvenokārt izmanto mikroshēmu iepakošanai zelta stieplē; cieto zeltu galvenokārt izmanto nemetinātos elektriskajos savienojumos.
Priekšrocības: ilgs uzglabāšanas laiks >12 mēneši. Piemērots kontaktslēdžu konstrukcijai un zelta stiepļu saistīšanai. Piemērots elektriskajām pārbaudēm.
Vājās puses: augstākas izmaksas, biezāks zelts. Galvanizētiem kontaktiem nepieciešama papildu konstrukcijā paredzēta stieples vadītspēja. Tā kā zelta biezums nav vienmērīgs, metināšanas laikā tas var izraisīt lodējuma trauslumu pārāk bieza zelta dēļ, kas ietekmē izturību. Galvanizācijas virsmas vienmērīguma problēma. Galvanizētais niķeļa zelts nenosedz stieples malu. Nav piemērots alumīnija stiepļu savienošanai.
4. Izlietnes zelts
Vispārīgais process ir šāds: kodināšanas tīrīšana –> mikrokorozija –> iepriekšēja izskalošana –> aktivācija –> bezgalvaniskā niķelēšana –> ķīmiskā zelta izskalošana; Procesā ir 6 ķīmisko vielu tvertnes, kurās iesaistītas gandrīz 100 ķīmisko vielu veidu, un process ir sarežģītāks.
Grimstošais zelts ir ietīts biezā, elektriski labā niķeļa zelta sakausējumā uz vara virsmas, kas var ilgstoši aizsargāt PCB; Turklāt tam ir arī vides tolerance, kāda nav citiem virsmas apstrādes procesiem. Grimstošais zelts var arī novērst vara izšķīšanu, kas nāks par labu bezsvina montāžai.
Priekšrocības: nav viegli oksidējams, var ilgstoši uzglabāt, virsma ir līdzena, piemērota smalku spraugu tapu un komponentu metināšanai ar maziem lodējuma savienojumiem. Ieteicama PCB plate ar pogām (piemēram, mobilo tālruņu plate). Reflow metināšanu var atkārtot vairākas reizes, ievērojami nezaudējot metināmību. Var izmantot kā pamatmateriālu COB (Chip On Board) elektroinstalācijai.
Trūkumi: augstas izmaksas, slikta metināšanas izturība, jo netiek izmantots galvanizēts niķelis, viegli rodas melnā diska problēmas. Niķeļa slānis laika gaitā oksidējas, un ilgtermiņa uzticamība ir problēma.
5. Grimstoša skārda
Tā kā visi pašreizējie lodmetāli ir uz alvas bāzes, alvas slāni var pielāgot jebkura veida lodēšanai. Alvas iegremdēšanas procesā var veidoties plakani vara-alvas metāla starpmetāliskie savienojumi, kas nodrošina iegremdējamās alvas lodējamību ar tādu pašu labu lodējamību kā karstā gaisa izlīdzināšana, neradot karstā gaisa izlīdzināšanas problēmas; alvas plāksni nevar uzglabāt pārāk ilgi, un montāža jāveic saskaņā ar alvas iegremdēšanas secību.
Priekšrocības: Piemērots horizontālu līniju ražošanai. Piemērots smalku līniju apstrādei, piemērots bezsvina metināšanai, īpaši piemērots gofrēšanas tehnoloģijai. Ļoti labs līdzenums, piemērots SMT.
Trūkumi: Lai kontrolētu alvas ūsu augšanu, nepieciešami labi uzglabāšanas apstākļi, vēlams, ne ilgāk kā 6 mēneši. Nav piemērots kontaktu slēdžu konstrukcijai. Ražošanas procesā metināšanas pretestības plēves process ir relatīvi augsts, pretējā gadījumā metināšanas pretestības plēve var nokrist. Vairākkārtējai metināšanai vislabāk ir aizsargāties ar N2 gāzi. Arī elektriskie mērījumi ir problēma.
6. Grimstošs sudrabs
Sudraba iegremdēšanas process ir starpposms starp organisko pārklāšanu un bezgalvanisko niķeļa/apzeltīšanu, process ir samērā vienkāršs un ātrs; pat pakļauts karstumam, mitrumam un piesārņojumam, sudrabs joprojām spēj saglabāt labu metināmību, bet zaudēs savu spīdumu. Sudrabam nepiemīt tik laba fizikālā izturība kā bezgalvaniskajai niķeļa/apzeltīšanai, jo zem sudraba slāņa nav niķeļa.
Priekšrocības: Vienkāršs process, piemērots bezsvina metināšanai, SMT. Ļoti līdzena virsma, zemas izmaksas, piemērots ļoti smalkām līnijām.
Trūkumi: Augstas uzglabāšanas prasības, viegli piesārņojams. Metināšanas stiprība ir pakļauta problēmām (mikro dobumu problēma). Vara zem metināšanas pretestības plēves viegli var rasties elektromigrācijas fenomens un Javani koduma fenomens. Arī elektriskie mērījumi ir problēma.
7. ķīmiskais niķeļa pallādijs
Salīdzinot ar zelta nogulsnēšanos, starp niķeli un zeltu ir papildu pallādija slānis, un pallādijs var novērst aizvietošanas reakcijas izraisīto korozijas parādību un pilnībā sagatavoties zelta nogulsnēšanai. Zelts ir cieši pārklāts ar pallādiju, nodrošinot labu saskares virsmu.
Priekšrocības: Piemērots bezsvina metināšanai. Ļoti līdzena virsma, piemērots SMT. Caur caurumiem var būt arī jaunselēta zelts. Ilgs uzglabāšanas laiks, uzglabāšanas apstākļi nav skarbi. Piemērots elektriskajai pārbaudei. Piemērots slēdžu kontaktu konstrukcijai. Piemērots alumīnija stiepļu saistīšanai, piemērots biezām plāksnēm, spēcīga izturība pret vides ietekmi.
8. Cietā zelta galvanizācija
Lai uzlabotu produkta nodilumizturību, palieliniet ievietošanas un noņemšanas skaitu, kā arī cietā zelta galvanizāciju.
PCB virsmas apstrādes procesa izmaiņas nav ļoti lielas, šķiet, ka tā ir relatīvi tāla lieta, taču jāatzīmē, ka ilgstošas, lēnas izmaiņas novedīs pie lielām pārmaiņām. Pieaugot prasībām pēc vides aizsardzības, PCB virsmas apstrādes process nākotnē noteikti dramatiski mainīsies.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 5. jūlijs
