Najbardziej podstawowym celem obróbki powierzchni PCB jest zapewnienie dobrej spawalności lub właściwości elektrycznych. Ponieważ miedź w naturze występuje w postaci tlenków w powietrzu, jest mało prawdopodobne, aby przez długi czas utrzymywała się jako oryginalna miedź, dlatego należy ją poddać obróbce miedzią.
Istnieje wiele procesów obróbki powierzchni PCB. Typowymi przedmiotami są płaskie, organiczne spawane środki ochronne (OSP), pełne niklowane złoto, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, nikiel chemiczny, złoto i twarde złoto galwaniczne. Objaw.
1. Gorące powietrze jest płaskie (puszka ze sprayem)
Ogólny proces procesu poziomowania gorącym powietrzem to: mikroerozja → wstępne podgrzewanie → zgrzewanie powłokowe → cyna natryskowa → czyszczenie.
Gorące powietrze jest płaskie, znane również jako spawanie gorącym powietrzem (powszechnie znane jako natryskiwanie cyny), co jest procesem powlekania topiącej cyny (ołowiu) przyspawanej do powierzchni PCB i wykorzystaniem ogrzewania do sprężenia rektyfikacji powietrza (przedmuchu) w celu utworzenia warstwę środka zapobiegającego utlenianiu miedzi. Może również zapewniać warstwy powłokowe o dobrej spawalności. Cała spoina i miedź gorącego powietrza tworzą w połączeniu metaliczny związek przewodzący miedź i cyna. PCB zwykle tonie w topniejącej wodzie spawanej; nóż wiatrowy wydmuchuje płyn spawany, płaski płyn spawany przed spawaniem;
Poziom wiatru termicznego dzieli się na dwa typy: pionowy i poziomy. Powszechnie uważa się, że typ poziomy jest lepszy. Jest to głównie pozioma warstwa rektyfikacyjna gorącego powietrza, która jest stosunkowo jednolita, co pozwala na zautomatyzowaną produkcję.
Zalety: dłuższy czas przechowywania; po wykonaniu PCB powierzchnia miedzi jest całkowicie mokra (cyna jest całkowicie pokryta przed spawaniem); nadaje się do spawania ołowiem; dojrzały proces, niski koszt, odpowiedni do kontroli wizualnej i testów elektrycznych
Wady: Nie nadaje się do wiązania żyłką; ze względu na problem płaskości powierzchni istnieją również ograniczenia w przypadku SMT; nie nadaje się do konstrukcji przełącznika stykowego. Podczas natryskiwania cyny miedź się rozpuści, a płyta ma wysoką temperaturę. Szczególnie grube lub cienkie płyty, natrysk cyny jest ograniczony, a operacja produkcyjna jest niewygodna.
2, organiczny środek zabezpieczający spawalność (OSP)
Ogólny proces to: odtłuszczanie –> mikrotrawienie –> trawienie –> czyszczenie czystą wodą –> powlekanie organiczne –> czyszczenie, a kontrola procesu jest stosunkowo łatwa do pokazania procesu obróbki.
OSP to proces obróbki powierzchni płytek drukowanych (PCB) z folii miedzianej zgodnie z wymogami dyrektywy RoHS. OSP to skrót od organicznych środków konserwujących lutowność, znanych również jako organiczne środki konserwujące lutowność, znanych również jako Preflux w języku angielskim. Mówiąc najprościej, OSP to chemicznie uprawiana organiczna powłoka na czystej, gołej miedzianej powierzchni. Folia ta ma właściwości przeciwutleniające, odporność na szok cieplny i wilgoć, aby chronić powierzchnię miedzi w normalnym środowisku przed rdzą (utlenianie lub wulkanizacja itp.); Jednakże podczas późniejszego spawania w wysokiej temperaturze ta warstwa ochronna musi być łatwo usunięta przez topnik, tak aby odsłonięta czysta powierzchnia miedzi mogła zostać natychmiast połączona z roztopionym lutem w bardzo krótkim czasie, tworząc trwałe złącze lutowane.
Zalety: Proces jest prosty, powierzchnia jest bardzo płaska, nadaje się do spawania bezołowiowego i SMT. Łatwa do przeróbki, wygodna obsługa produkcyjna, odpowiednia do pracy w linii poziomej. Płytka nadaje się do wielokrotnego przetwarzania (np. OSP+ENIG). Niski koszt, przyjazny dla środowiska.
Wady: ograniczenie ilości zgrzewań rozpływowych (wielokrotne zgrzewanie na grubość powoduje zniszczenie folii, w zasadzie 2 razy bez problemu). Nie nadaje się do technologii zaciskania, wiązania drutem. Detekcja wizualna i detekcja elektryczna nie są wygodne. W przypadku SMT wymagana jest ochrona przed gazem N2. Przeróbka SMT nie jest odpowiednia. Wysokie wymagania dotyczące przechowywania.
3, cała płyta platerowana niklowanym złotem
Niklowanie płytkowe to przewodnik powierzchniowy PCB pokryty najpierw warstwą niklu, a następnie warstwą złota. Niklowanie ma głównie na celu zapobieganie dyfuzji złota i miedzi. Istnieją dwa rodzaje galwanizowanego złota niklowego: złocenie miękkie (czyste złoto, powierzchnia złota nie wygląda jasno) i złocenie twarde (powierzchnia gładka i twarda, odporna na zużycie, zawierająca inne pierwiastki, takie jak kobalt, powierzchnia złota wygląda jaśniej). Miękkie złoto stosuje się głównie do złotego drutu do pakowania chipów; Twarde złoto stosuje się głównie w niespawanych połączeniach elektrycznych.
Zalety: Długi czas przechowywania >12 miesięcy. Nadaje się do konstrukcji przełącznika stykowego i wiązania złotym drutem. Nadaje się do testów elektrycznych
Słabość: wyższy koszt, grubsze złoto. Galwanizowane palce wymagają dodatkowego przewodzenia drutu. Ponieważ grubość złota nie jest stała, po nałożeniu na spawanie może powodować kruchość złącza lutowniczego z powodu zbyt grubego złota, co wpływa na wytrzymałość. Problem jednorodności powierzchni galwanicznej. Galwaniczne złoto niklowe nie pokrywa krawędzi drutu. Nie nadaje się do łączenia drutu aluminiowego.
4. Zatop złoto
Ogólny proces obejmuje: czyszczenie przez trawienie –> mikrokorozję –> ługowanie wstępne –> aktywacja –> niklowanie bezprądowe –> chemiczne ługowanie złotem; W procesie bierze udział 6 zbiorników na chemikalia, w których wykorzystuje się prawie 100 rodzajów chemikaliów, a proces jest bardziej złożony.
Tonące złoto jest owinięte grubym, dobrym elektrycznie stopem niklowo-złotowym na powierzchni miedzi, który może chronić płytkę drukowaną przez długi czas; Ponadto ma również tolerancję środowiskową, której nie mają inne procesy obróbki powierzchni. Ponadto tonące złoto może również zapobiegać rozpuszczaniu miedzi, co będzie korzystne dla montażu bezołowiowego.
Zalety: niełatwy do utlenienia, można długo przechowywać, powierzchnia jest płaska, nadaje się do spawania kołków o drobnych szczelinach i elementów z małymi złączami lutowanymi. Preferowana płytka PCB z przyciskami (taka jak tablica telefonu komórkowego). Zgrzewanie rozpływowe można powtarzać wielokrotnie bez znacznej utraty spawalności. Może być stosowany jako materiał bazowy do okablowania COB (Chip On Board).
Wady: wysoki koszt, słaba wytrzymałość spawania, ze względu na zastosowanie procesu niklu niegalwanicznego, łatwo mogą wystąpić problemy z czarnym dyskiem. Warstwa niklu z biegiem czasu utlenia się, a długoterminowa niezawodność stanowi problem.
5. Tonąca puszka
Ponieważ wszystkie obecne luty są na bazie cyny, warstwę cyny można dopasować do dowolnego rodzaju lutowia. W procesie tonącej cyny mogą powstawać płaskie związki międzymetaliczne miedzi i cyny, co sprawia, że tonąca cyna ma taką samą dobrą lutowność jak wyrównywanie gorącym powietrzem, bez płaskiego problemu wyrównywania gorącego powietrza; Blachy blaszanej nie można przechowywać zbyt długo, a montaż należy przeprowadzić zgodnie z kolejnością zagłębiania blachy.
Zalety: Nadaje się do produkcji liniowej poziomej. Nadaje się do precyzyjnej obróbki linii, nadaje się do spawania bezołowiowego, szczególnie nadaje się do technologii zaciskania. Bardzo dobra płaskość, odpowiednia do SMT.
Wady: Aby kontrolować wzrost wąsów cynowych, wymagane są dobre warunki przechowywania, najlepiej nie dłużej niż 6 miesięcy. Nie nadaje się do konstrukcji przełącznika stykowego. W procesie produkcyjnym proces zgrzewania folii oporowej jest stosunkowo wysoki, w przeciwnym razie spowoduje to odpadnięcie zgrzewalnej folii oporowej. W przypadku spawania wielokrotnego najlepsza jest ochrona przed gazem N2. Problemem jest także pomiar elektryczny.
6. Tonące srebro
Proces tonięcia srebra odbywa się pomiędzy powłoką organiczną a bezprądowym niklowaniem/złoceniem, proces jest stosunkowo prosty i szybki; Nawet pod wpływem ciepła, wilgoci i zanieczyszczeń srebro nadal zachowuje dobrą spawalność, ale traci swój połysk. Posrebrzanie nie ma takiej wytrzymałości fizycznej jak bezprądowe niklowanie/złotanie, ponieważ pod warstwą srebra nie ma niklu.
Zalety: Prosty proces, odpowiedni do spawania bezołowiowego, SMT. Bardzo płaska powierzchnia, niski koszt, odpowiednia do bardzo cienkich linii.
Wady: wysokie wymagania dotyczące przechowywania, łatwe do zanieczyszczenia. Wytrzymałość spawania jest podatna na problemy (problem z mikrowgłębieniami). Łatwo jest zaobserwować zjawisko elektromigracji i zjawisko ugryzienia Javaniego miedzi pod warstwą oporową zgrzewania. Problemem jest także pomiar elektryczny
7, chemiczny nikiel pallad
W porównaniu z wytrącaniem złota, pomiędzy niklem a złotem znajduje się dodatkowa warstwa palladu, a pallad może zapobiegać zjawisku korozji spowodowanemu reakcją wymiany i w pełni przygotować się do wytrącania złota. Złoto jest ściśle pokryte palladem, co zapewnia dobrą powierzchnię styku.
Zalety: Nadaje się do spawania bezołowiowego. Bardzo płaska powierzchnia, odpowiednia do SMT. Otwory przelotowe mogą być również wykonane ze złota niklowego. Długi czas przechowywania, warunki przechowywania nie są trudne. Nadaje się do testów elektrycznych. Nadaje się do konstrukcji styków przełącznika. Nadaje się do wiązania drutem aluminiowym, nadaje się do grubych płyt, ma dużą odporność na atak środowiska.
8. Galwanizacja twardego złota
Aby poprawić odporność produktu na zużycie, należy zwiększyć liczbę wkładań i wyjmowań oraz galwanizacji twardego złota.
Zmiany w procesie obróbki powierzchni PCB nie są zbyt duże, wydaje się to sprawą stosunkowo odległą, jednak należy zaznaczyć, że długotrwałe, powolne zmiany doprowadzą do wielkich zmian. W przypadku coraz większych wezwań do ochrony środowiska proces obróbki powierzchni PCB z pewnością ulegnie w przyszłości radykalnym zmianom.
Czas publikacji: 05 lipca 2023 r
