Najosnovnija svrha površinske obrade PCB-a je osiguranje dobre zavarljivosti ili električnih svojstava. Budući da bakar u prirodi obično postoji u obliku oksida u zraku, malo je vjerovatno da će se dugo zadržati u prvobitnom stanju, pa ga je potrebno tretirati bakrom.
Postoji mnogo procesa površinske obrade PCB-a. Uobičajeni artikli su ravna ploča, organski zavareni zaštitni agensi (OSP), potpuno niklovano zlato, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, hemijski nikl, zlato i galvanizirano tvrdo zlato. Simptomi.
1. Vrući zrak je ravan (sprej u limenci)
Opći proces nivelacije vrućim zrakom je: mikroerozija → predgrijavanje → zavarivanje premaza → prskanje kalaja → čišćenje.
Vrući zrak je ravnomjerno zavaren, također poznat kao zavarivanje vrućim zrakom (obično poznato kao prskanje kalaja), što je proces premazivanja rastopljenog kalaja (olova) zavarenog na površinu PCB-a i korištenjem zagrijavanja za komprimiranje zraka za ispravljanje (puhanje) kako bi se formirao sloj protiv oksidacije bakra. Također može osigurati dobru zavarljivost slojeva premaza. Cijeli zavar i bakar vrućim zrakom formiraju metalnu interduktivnu smjesu bakra i kalaja u kombinaciji. PCB obično tone u rastopljenu vodu za zavarivanje; vjetar nož puše tekućinu za zavarivanje ravnomjerno zavarene tekućine prije zavarivanja;
Nivo termalnog vjetra podijeljen je na dvije vrste: vertikalni i horizontalni. Općenito se smatra da je horizontalni tip bolji. Uglavnom je horizontalni sloj ispravljanja vrućeg zraka relativno ujednačen, što može postići automatiziranu proizvodnju.
Prednosti: duže vrijeme skladištenja; nakon što je PCB završen, površina bakra je potpuno vlažna (kalaj je potpuno prekriven prije zavarivanja); pogodno za zavarivanje olovom; zreo proces, niska cijena, pogodno za vizuelni pregled i električna ispitivanja.
Nedostaci: Nije pogodno za linijsko vezivanje; zbog problema ravnosti površine, postoje i ograničenja za SMT; nije pogodno za dizajn kontaktnih prekidača. Prilikom prskanja kalaja, bakar će se otopiti, a ploča će se zagrijavati na visoku temperaturu. Posebno kod debelih ili tankih ploča, prskanje kalaja je ograničeno, a proizvodni proces je nezgodno.
2, organsko zaštitno sredstvo za zavarivanje (OSP)
Opći proces je: odmašćivanje –> mikronagrizanje –> kiseljenje –> čišćenje čistom vodom –> organski premaz –> čišćenje, a kontrola procesa je relativno jednostavna za prikaz procesa obrade.
OSP je proces za obradu površine štampanih ploča (PCB) bakrenom folijom u skladu sa zahtjevima RoHS direktive. OSP je skraćenica za Organic Solderability Preservatives, također poznat kao organski konzervansi za lemljivost, također poznat kao Preflux na engleskom. Jednostavno rečeno, OSP je hemijski uzgojeni organski film na čistoj, goloj površini bakra. Ovaj film ima antioksidacijska svojstva, otpornost na toplotni udar i vlagu, kako bi zaštitio površinu bakra u normalnom okruženju od hrđe (oksidacija ili vulkanizacija itd.); Međutim, pri naknadnom zavarivanju na visokim temperaturama, ovaj zaštitni film mora se lako i brzo ukloniti fluksom, tako da se izložena čista površina bakra može odmah spojiti sa rastopljenim lemom u vrlo kratkom vremenu i postati čvrsti lemni spoj.
Prednosti: Postupak je jednostavan, površina je vrlo ravna, pogodna za zavarivanje bez olova i SMT. Lako se prerađuje, praktičan proizvodni proces, pogodna za rad na horizontalnoj liniji. Ploča je pogodna za višestruku obradu (npr. OSP+ENIG). Niska cijena, ekološki prihvatljiva.
Nedostaci: ograničenje broja zavarivanja reflowom (višestruko zavarivanje debele folije, film će biti uništen, u osnovi 2 puta bez problema). Nije pogodno za tehnologiju krimpovanja, vezivanje žicom. Vizuelna detekcija i električna detekcija nisu pogodne. Zaštita od N2 gasa je potrebna za SMT. SMT prerada nije pogodna. Visoki zahtjevi za skladištenje.
3, cijela ploča presvučena niklom i zlatom
Niklovanje ploča je površinski provodnik PCB-a koji se prvo prekriva slojem nikla, a zatim slojem zlata. Niklovanje se prvenstveno koristi za sprječavanje difuzije između zlata i bakra. Postoje dvije vrste galvaniziranog nikla i zlata: meko pozlaćivanje (čisto zlato, zlatna površina ne izgleda sjajno) i tvrdo pozlaćivanje (glatka i tvrda površina, otporna na habanje, sadrži druge elemente poput kobalta, zlatna površina izgleda sjajnije). Meko zlato se uglavnom koristi za pakovanje čipova u zlatnu žicu; tvrdo zlato se uglavnom koristi u nezavarenim električnim međuspojevima.
Prednosti: Dugo vrijeme skladištenja >12 mjeseci. Pogodno za dizajn kontaktnih prekidača i vezivanje zlatnom žicom. Pogodno za električna ispitivanja.
Slabost: Viša cijena, deblje zlato. Elektroplatirani prsti zahtijevaju dodatnu provodljivost žice. Budući da debljina zlata nije konzistentna, prilikom zavarivanja može uzrokovati krhkost lemnog spoja zbog previše debelog zlata, što utječe na čvrstoću. Problem ujednačenosti površine galvanizacije. Elektroplatirani nikl i zlato ne prekrivaju rub žice. Nije pogodno za spajanje aluminijskih žica.
4. Zlatni sudoper
Opći proces je: čišćenje kiseljenjem –> mikrokorozija –> prethodno luženje –> aktivacija –> elektrolitsko niklovanje –> hemijsko luženje zlata; U procesu postoji 6 hemijskih rezervoara, koji uključuju gotovo 100 vrsta hemikalija, a proces je složeniji.
Tonuće zlato je obavijeno debelim, električno dobrim slojem nikl-zlatne legure na površini bakra, što može dugo štititi PCB; Osim toga, ima i otpornost na okolinu koju drugi procesi površinske obrade nemaju. Osim toga, tonuće zlato može spriječiti i rastvaranje bakra, što će koristiti montaži bez olova.
Prednosti: nije lako oksidirati, može se dugo skladištiti, površina je ravna, pogodno za zavarivanje pinova s malim razmacima i komponenti s malim lemnim spojevima. Poželjna je PCB ploča s dugmadima (kao što je ploča mobilnog telefona). Reflow zavarivanje se može ponoviti više puta bez većeg gubitka zavarljivosti. Može se koristiti kao osnovni materijal za COB (Chip On Board) ožičenje.
Nedostaci: visoka cijena, slaba čvrstoća zavarivanja, zbog korištenja negalvaniziranog nikla, lako se javljaju problemi s crnim diskom. Sloj nikla s vremenom oksidira, što dovodi u pitanje dugoročnu pouzdanost.
5. Tonući lim
Budući da su svi trenutni lemovi na bazi kalaja, sloj kalaja se može uskladiti s bilo kojom vrstom lema. Proces potapanja kalaja može formirati ravne intermetalne spojeve bakra i kalaja, što omogućava potapanje kalaja da ima istu dobru lemljivost kao i ravnanje vrućim zrakom, bez glavobolje i problema s ravnim slojem kod poravnavanja vrućim zrakom; Limena ploča se ne može predugo skladištiti, a montaža se mora izvršiti prema redoslijedu potapanja kalaja.
Prednosti: Pogodno za horizontalnu linijsku proizvodnju. Pogodno za finu linijsku obradu, pogodno za zavarivanje bez olova, posebno pogodno za tehnologiju krimpovanja. Vrlo dobra ravnost, pogodno za SMT.
Nedostaci: Potrebni su dobri uslovi skladištenja, po mogućnosti ne duže od 6 mjeseci, kako bi se kontrolisao rast metalnih brkova. Nije pogodno za dizajn kontaktnih prekidača. U procesu proizvodnje, proces filma otpora zavarivanja je relativno visok, u suprotnom će uzrokovati otpadanje filma otpora zavarivanja. Za višestruko zavarivanje, najbolja je zaštita gasom N2. Električna mjerenja su također problem.
6. Tonuće srebro
Proces posrebrivanja je nešto između organskog premazivanja i elektrohemijskog niklanja/zlaćenja, proces je relativno jednostavan i brz; Čak i kada je izloženo toploti, vlazi i zagađenju, srebro i dalje održava dobru zavarljivost, ali će izgubiti svoj sjaj. Posrebrivanje nema dobru fizičku čvrstoću elektrohemijskog niklanja/zlaćenja jer nema nikla ispod sloja srebra.
Prednosti: Jednostavan proces, pogodno za zavarivanje bez olova, SMT. Vrlo ravna površina, niska cijena, pogodno za vrlo fine linije.
Nedostaci: Visoki zahtjevi za skladištenje, lako se zagađuje. Čvrstoća zavarivanja je sklona problemima (problem s mikrošupljinama). Lako se javlja fenomen elektromigracije i fenomen Javanijevog ugriza bakra ispod filma otpora za zavarivanje. Električna mjerenja su također problem.
7, hemijski nikl paladijum
U poređenju sa taloženjem zlata, postoji dodatni sloj paladija između nikla i zlata, a paladij može spriječiti pojavu korozije uzrokovanu reakcijom zamjene i u potpunosti pripremiti taloženje zlata. Zlato je gusto obloženo paladijem, pružajući dobru kontaktnu površinu.
Prednosti: Pogodno za zavarivanje bez olova. Vrlo ravna površina, pogodno za SMT. Prolazne rupe mogu biti i od nikla i zlata. Dugo vrijeme skladištenja, uslovi skladištenja nisu oštri. Pogodno za električna ispitivanja. Pogodno za dizajn prekidača. Pogodno za vezivanje aluminijskim žicama, pogodno za debele ploče, jaka otpornost na uticaje okoline.
8. Galvanizacija tvrdog zlata
Da bi se poboljšala otpornost proizvoda na habanje, povećajte broj umetanja i vađenja te galvanizirajte tvrdo zlato.
Promjene u procesu površinske obrade PCB-a nisu velike, čini se da je to relativno daleka stvar, ali treba napomenuti da će dugoročne spore promjene dovesti do velikih promjena. U slučaju sve većih poziva za zaštitu okoliša, proces površinske obrade PCB-a će se definitivno dramatično promijeniti u budućnosti.
Vrijeme objave: 05.07.2023.
