Nejzákladnějším účelem povrchové úpravy desek plošných spojů je zajištění dobré svařitelnosti nebo elektrických vlastností. Protože měď se v přírodě vyskytuje ve formě oxidů ve vzduchu, je nepravděpodobné, že by se dlouhodobě udržela v původní podobě, a proto je nutné ji ošetřit mědí.
Existuje mnoho procesů povrchové úpravy desek plošných spojů. Mezi běžné položky patří ploché, organické ochranné svařované materiály (OSP), celoplošné niklování a zlato, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, chemický nikl, zlato a galvanické tvrdé zlato. Příznaky.
1. Horký vzduch je plochý (sprejový plech)
Obecný postup horkovzdušného vyrovnávání je: mikroeroze → předehřívání → svařování povlaku → stříkání cínů → čištění.
Horkovzdušné svařování, také známé jako horkovzdušné svařování (běžně známé jako cínové stříkání), je proces, při kterém se na povrch desky plošných spojů nanáší roztavený cín (olovo) a pomocí zahřívání se stlačuje a usměrňuje (fouká) vzduch, čímž se vytvoří vrstva proti oxidaci mědi. Může také zajistit dobrou svařitelnost vrstev povlaku. Celý svar a měď horkým vzduchem tvoří v kombinaci měď-cínovou interduktivní směs. Deska plošných spojů se obvykle potápí v roztavené svařované vodě; větrný nůž fouká kapalinu, která je svařena, a poté svařuje.
Úroveň tepelného větru se dělí na dva typy: vertikální a horizontální. Obecně se má za to, že horizontální typ je lepší. Jde hlavně o to, že horizontální vrstva usměrňující horký vzduch je relativně rovnoměrná, což umožňuje automatizovanou výrobu.
Výhody: delší doba skladování; po dokončení desky plošných spojů je povrch mědi zcela mokrý (cín je před svařováním zcela pokryt); vhodné pro svařování olova; zralý proces, nízké náklady, vhodné pro vizuální kontrolu a elektrické testování
Nevýhody: Nevhodné pro vázání linek; kvůli problému s rovinností povrchu existují také omezení pro SMT; nevhodné pro konstrukci kontaktních spínačů. Při stříkání cínu se měď rozpouští a deska má vysokou teplotu. Zejména při silných nebo tenkých plechech je stříkání cínu omezené a výrobní operace je nepohodlná.
2, organická ochrana svařitelnosti (OSP)
Obecný postup je: odmašťování –> mikroleptání –> moření –> čištění čistou vodou –> organický povlak –> čištění a řízení procesu je relativně snadné pro zobrazení procesu úpravy.
OSP je proces povrchové úpravy měděné fólie desek plošných spojů (PCB) v souladu s požadavky směrnice RoHS. OSP je zkratka pro Organic Solderability Preservatives (Organické konzervanty pájitelnosti), také známé jako organické konzervanty pájitelnosti, v angličtině také jako Preflux. Jednoduše řečeno, OSP je chemicky nanesená organická vrstva na čistý, holý měděný povrch. Tato vrstva má antioxidační, tepelné a vlhkostní vlastnosti, aby chránila měděný povrch v normálním prostředí před korozí (oxidací nebo vulkanizací atd.); při následném svařování za vysokých teplot však musí být tato ochranná vrstva snadno a rychle odstraněna tavidlem, aby se odkrytý čistý měděný povrch mohl okamžitě a ve velmi krátké době spojit s roztavenou pájkou a vytvořit pevný pájený spoj.
Výhody: Proces je jednoduchý, povrch je velmi plochý, vhodný pro bezolovnaté svařování a SMT. Snadné přepracování, pohodlný výrobní provoz, vhodný pro horizontální provoz na lince. Deska je vhodná pro vícenásobné zpracování (např. OSP+ENIG). Nízké náklady, šetrná k životnímu prostředí.
Nevýhody: omezený počet svařování reflow (při vícenásobném svařování dojde ke zničení filmu, v podstatě dvakrát bez problémů). Nevhodné pro krimpovací technologii a vázání drátem. Vizuální a elektrická detekce nejsou pohodlné. Pro SMT je nutná ochrana plynem N2. SMT přepracování není vhodné. Vysoké skladovací požadavky.
3, celá deska pokovená niklovým zlatem
Niklování desek je povrchový vodič desky plošných spojů nejprve potažený vrstvou niklu a poté vrstvou zlata. Niklování slouží především k zabránění difúze mezi zlatem a mědí. Existují dva typy galvanicky pokoveného niklu a zlata: měkké zlacení (čisté zlato, zlatý povrch nevypadá leskle) a tvrdé zlacení (hladký a tvrdý povrch, odolný proti opotřebení, obsahuje další prvky, jako je kobalt, zlatý povrch vypadá leskleji). Měkké zlato se používá hlavně pro balení čipů zlatými dráty; tvrdé zlato se používá hlavně v nesvařovaných elektrických propojeních.
Výhody: Dlouhá doba skladování >12 měsíců. Vhodné pro konstrukci kontaktních spínačů a vázání zlatým drátem. Vhodné pro elektrické testování.
Slabost: Vyšší cena, silnější zlato. Galvanicky pokovené prsty vyžadují dodatečnou vodivost drátu. Protože tloušťka zlata není konzistentní, může při svařování způsobit křehnutí pájeného spoje v důsledku příliš silné vrstvy zlata, což ovlivňuje pevnost. Problém s rovnoměrností povrchu galvanického pokovování. Galvanicky pokovený nikl a zlato nepokrývají okraj drátu. Nevhodné pro spojování hliníkových drátů.
4. Zlatý dřez
Obecný postup je: moření –> mikrokoroze –> předloužení –> aktivace –> bezproudové niklování –> chemické loužení zlata; V procesu je 6 chemických nádrží, které zahrnují téměř 100 druhů chemikálií, a proces je složitější.
Potopené zlato je obaleno silnou, elektricky odolnou slitinou niklu a zlata na měděném povrchu, která může desku plošných spojů dlouhodobě chránit. Kromě toho má také odolnost vůči vlivům prostředí, kterou jiné procesy povrchové úpravy nemají. Potopené zlato navíc může také zabránit rozpouštění mědi, což prospívá bezolovnaté montáži.
Výhody: snadno se neoxiduje, lze dlouhodobě skladovat, povrch je rovný, vhodný pro svařování pinů s jemnou mezerou a součástek s malými pájenými spoji. Preferovaná deska plošných spojů s tlačítky (například deska mobilního telefonu). Reflow svařování lze opakovat několikrát bez větší ztráty svařitelnosti. Lze jej použít jako základní materiál pro COB (Chip On Board) kabeláž.
Nevýhody: vysoké náklady, nízká svařovací pevnost, protože použití negalvanického niklování snadno vede k problémům s černým diskem. Niklová vrstva časem oxiduje a dlouhodobá spolehlivost je problémem.
5. Potápějící se cín
Protože všechny současné pájky jsou na bázi cínu, lze cínovou vrstvu přizpůsobit jakémukoli typu pájky. Proces potopení cínu může vést k vytvoření plochých intermetalických sloučenin mědi a cínu, což umožňuje potopení cínu mít stejně dobrou pájitelnost jako horkovzdušné vyrovnávání, aniž by se vyskytoval problém s plochým vyrovnáváním horkým vzduchem. Cínový plech nelze skladovat příliš dlouho a montáž musí být provedena v pořadí, v jakém byl potopen.
Výhody: Vhodné pro horizontální linkovou výrobu. Vhodné pro jemné linkové zpracování, vhodné pro bezolovnaté svařování, obzvláště vhodné pro krimpovací technologii. Velmi dobrá rovinnost, vhodné pro SMT.
Nevýhody: Pro kontrolu růstu cínových vousů jsou nutné dobré skladovací podmínky, nejlépe ne déle než 6 měsíců. Není vhodné pro konstrukci kontaktních spínačů. Ve výrobním procesu je proces svařování s odporovou vrstvou relativně vysoký, jinak dojde k jejímu odlupování. Pro vícenásobné svařování je nejlepší ochrana plynem N2. Problém je také elektrické měření.
6. Potápějící se stříbro
Proces stříbření se nachází mezi organickým povlakováním a bezproudovým niklováním/zlacením. Je relativně jednoduchý a rychlý. I při vystavení teplu, vlhkosti a znečištění si stříbro stále udržuje dobrou svařitelnost, ale ztrácí lesk. Stříbření nemá takovou fyzickou pevnost jako bezproudové niklování/zlacení, protože pod vrstvou stříbra není žádný nikl.
Výhody: Jednoduchý proces, vhodné pro bezolovnaté svařování, SMT. Velmi plochý povrch, nízké náklady, vhodné pro velmi tenké linie.
Nevýhody: Vysoké skladovací požadavky, snadné znečištění. Svařovací pevnost je náchylná k problémům (problém s mikrodutinami). Snadno se vyskytuje jev elektromigrace a Javaniho kousání mědi pod odporovou vrstvou. Problémem je také elektrické měření.
7, chemický nikl-palladium
Ve srovnání s precipitací zlata je mezi niklem a zlatem další vrstva palladia, která může zabránit koroznímu jevu způsobenému substituční reakcí a plně připravit na precipitaci zlata. Zlato je hustě potaženo palladiem, což poskytuje dobrý kontaktní povrch.
Výhody: Vhodné pro bezolovnaté svařování. Velmi plochý povrch, vhodný pro SMT. Průchozí otvory mohou být také z niklu a zlata. Dlouhá skladovatelnost, skladovací podmínky nejsou drsné. Vhodné pro elektrické testování. Vhodné pro konstrukci spínacích kontaktů. Vhodné pro vázání hliníkovými dráty, vhodné pro silné plechy, silná odolnost vůči vlivům prostředí.
8. Galvanické pokovování tvrdého zlata
Pro zlepšení odolnosti výrobku proti opotřebení zvyšte počet vkládání a vyjímání a galvanicky pokovujte tvrdým zlatem.
Změny v procesu povrchové úpravy desek plošných spojů nejsou příliš velké, zdá se, že se jedná o relativně vzdálenou záležitost, ale je třeba poznamenat, že dlouhodobé pomalé změny povedou k velkým změnám. V případě rostoucích výzev k ochraně životního prostředí se proces povrchové úpravy desek plošných spojů v budoucnu rozhodně dramaticky změní.
Čas zveřejnění: 5. července 2023
