O propósito máis básico do tratamento da superficie das placas de circuíto impreso (PCB) é garantir unha boa soldabilidade ou propiedades eléctricas. Dado que o cobre na natureza tende a existir en forma de óxidos no aire, é pouco probable que se manteña como o cobre orixinal durante moito tempo, polo que cómpre tratalo con cobre.
Existen moitos procesos de tratamento de superficies para PCB. Os elementos comúns son axentes protectores soldados orgánicos (OSP) planos, ouro niquelado para placas completas, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, níquel químico, ouro e ouro duro galvanizado. Síntoma.
1. O aire quente é plano (lata de spray)
O proceso xeral do proceso de nivelación por aire quente é: microerosión → prequecemento → soldadura por revestimento → estaño pulverizado → limpeza.
O aire quente é plano, tamén coñecido como soldadura por aire quente (coñecido comunmente como pulverización de estaño), que é o proceso de revestir o estaño fundido (chumbo) soldado na superficie da PCB e usar quecemento para comprimir a rectificación de aire (soprado) para formar unha capa de oxidación anticobro. Tamén pode proporcionar capas de revestimento de boa soldabilidade. Toda a soldadura e o cobre do aire quente forman un composto indutor de metal cobre-estaño na combinación. A PCB normalmente afúndese na auga soldada por fusión; o coitelo de vento sopra o líquido soldado plano antes de soldar;
O nivel de vento térmico divídese en dous tipos: vertical e horizontal. Crese xeralmente que o tipo horizontal é mellor. É principalmente a capa de rectificación de aire quente horizontal que é relativamente uniforme, o que permite lograr unha produción automatizada.
Vantaxes: maior tempo de almacenamento; unha vez rematada a PCB, a superficie do cobre está completamente mollada (o estaño está completamente cuberto antes da soldadura); axeitado para a soldadura con chumbo; proceso maduro, baixo custo, axeitado para inspección visual e probas eléctricas
Desvantaxes: Non é axeitado para a unión de liñas; debido ao problema da planitude da superficie, tamén hai limitacións na SMT; non é axeitado para o deseño de interruptores de contacto. Ao pulverizar estaño, o cobre disolverase e a placa estará a alta temperatura. Especialmente en placas grosas ou delgadas, a pulverización de estaño é limitada e a operación de produción é inconveniente.
2, protector orgánico da soldabilidade (OSP)
O proceso xeral é: desengraxamento -> microgravado -> decapado -> limpeza con auga pura -> revestimento orgánico -> limpeza, e o control do proceso é relativamente sinxelo para mostrar o proceso de tratamento.
OSP é un proceso para o tratamento superficial de láminas de cobre de placas de circuíto impreso (PCB) de acordo cos requisitos da directiva RoHS. OSP é a abreviatura de Conservantes de Soldabilidade Orgánicos, tamén coñecidos como conservantes de soldabilidade orgánicos, ou Prefluxo en inglés. En poucas palabras, OSP é unha película protectora orgánica cultivada quimicamente sobre unha superficie de cobre limpa e espida. Esta película ten propiedades antioxidantes, de choque térmico e de humidade, para protexer a superficie de cobre nun ambiente normal e evitar a oxidación (oxidación ou vulcanización, etc.); non obstante, na soldadura posterior a altas temperaturas, esta película protectora debe ser eliminada facilmente polo fluxo rapidamente, de xeito que a superficie de cobre limpa exposta poida combinarse inmediatamente coa soldadura fundida nun curto período de tempo para converterse nunha unión de soldadura sólida.
Vantaxes: O proceso é sinxelo, a superficie é moi plana, axeitada para soldadura sen chumbo e SMT. Fácil de retraballar, operación de produción cómoda, axeitada para operación en liña horizontal. A placa é axeitada para procesamento múltiple (por exemplo, OSP + ENIG). Baixo custo, respectuosa co medio ambiente.
Desvantaxes: a limitación do número de soldaduras por refluxo (se se soldan varias pezas de grosor, a película destruirase, basicamente dúas veces sen problema). Non é axeitado para a tecnoloxía de engaste, a unión de arames. A detección visual e a detección eléctrica non son convenientes. Requírese protección contra gas N2 para SMT. A retraballada de SMT non é axeitada. Altos requisitos de almacenamento.
3, toda a placa chapada en níquel ouro
O niquelado en placa consiste en que a superficie do condutor da placa de circuíto impreso (PCB) é primeiro chapada cunha capa de níquel e despois chapada cunha capa de ouro. O niquelado serve principalmente para evitar a difusión entre o ouro e o cobre. Existen dous tipos de ouro níquel electrochapado: o ouro brando (ouro puro, a superficie dourada non parece brillante) e o ouro duro (superficie lisa e dura, resistente ao desgaste, que contén outros elementos como o cobalto, a superficie do ouro parece máis brillante). O ouro brando úsase principalmente para o empaquetado de chips con fíos de ouro; o ouro duro úsase principalmente en interconexións eléctricas non soldadas.
Vantaxes: Longo tempo de almacenamento >12 meses. Apto para o deseño de interruptores de contacto e a unión con fíos de ouro. Apto para probas eléctricas
Debilidade: Custo maior, ouro máis groso. Os dedos electrochapados requiren unha condución de arame de deseño adicional. Debido a que o grosor do ouro non é consistente, cando se aplica á soldadura, pode causar a fragilización da unión de soldadura debido a un ouro demasiado groso, o que afecta á resistencia. Problema de uniformidade da superficie de electrochapado. O ouro de níquel electrochapado non cobre o bordo do arame. Non é axeitado para a unión de arame de aluminio.
4. Afundir ouro
O proceso xeral é: limpeza por decapado -> microcorrosión -> prelixiviación -> activación -> níquel electrolítico -> lixiviación química de ouro; Hai 6 tanques químicos no proceso, que involucran case 100 tipos de produtos químicos, e o proceso é máis complexo.
O ouro de afundimento está envolto nunha grosa aliaxe de níquel e ouro electricamente boa na superficie de cobre, que pode protexer a PCB durante moito tempo; Ademais, tamén ten unha tolerancia ambiental que outros procesos de tratamento superficial non teñen. Ademais, o ouro de afundimento tamén pode evitar a disolución do cobre, o que beneficiará a montaxe sen chumbo.
Vantaxes: non se oxida facilmente, pódese almacenar durante moito tempo, a superficie é plana, axeitada para soldar pines de fenda fina e compoñentes con pequenas unións de soldadura. Placa PCB preferida con botóns (como a placa do teléfono móbil). A soldadura por refluxo pódese repetir varias veces sen moita perda de soldabilidade. Pódese usar como material base para o cableado COB (Chip On Board).
Desvantaxes: custo elevado, baixa resistencia á soldadura, debido ao uso de procesos de níquel non galvanizados, é doado ter problemas de disco negro. A capa de níquel oxídase co tempo e a fiabilidade a longo prazo é un problema.
5. Estaño que se afunde
Dado que todas as soldaduras actuais están baseadas en estaño, a capa de estaño pódese combinar con calquera tipo de soldadura. O proceso de afundimento do estaño pode formar compostos intermetálicos metálicos de cobre-estaño planos, o que fai que o estaño afundido teña a mesma boa soldabilidade que a nivelación por aire quente sen o dor de cabeza do problema plano da nivelación por aire quente; A placa de estaño non se pode almacenar durante demasiado tempo e a montaxe debe realizarse segundo a orde de afundimento do estaño.
Vantaxes: Apto para a produción en liña horizontal. Apto para o procesamento en liña fina, apto para soldadura sen chumbo, especialmente axeitado para a tecnoloxía de engaste. Moi boa planitude, apto para SMT.
Desvantaxes: Requírense boas condicións de almacenamento, preferiblemente non máis de 6 meses, para controlar o crecemento de bigotes de estaño. Non é axeitado para o deseño de interruptores de contacto. No proceso de produción, o proceso de película de resistencia á soldadura é relativamente alto, se non, fará que a película de resistencia á soldadura se desprenda. Para soldaduras múltiples, a protección con gas N2 é o mellor. A medición eléctrica tamén é un problema.
6. Prata afundida
O proceso de penetración da prata é un proceso entre o revestimento orgánico e o níquel/ouramento electrolítico. É relativamente sinxelo e rápido. Mesmo exposta á calor, á humidade e á contaminación, a prata segue a manter unha boa soldabilidade, pero perde o seu brillo. O revestimento de prata non ten a boa resistencia física do níquel/ouramento electrolítico porque non hai níquel debaixo da capa de prata.
Vantaxes: Proceso sinxelo, axeitado para soldadura sen chumbo, SMT. Superficie moi plana, baixo custo, axeitado para liñas moi finas.
Desvantaxes: Altos requisitos de almacenamento, fácil contaminación. A forza da soldadura é propensa a problemas (problema de microcavidades). É doado ter fenómenos de electromigración e fenómeno de mordida de Javani do cobre baixo a película de resistencia da soldadura. A medición eléctrica tamén é un problema.
7, níquel paladio químico
En comparación coa precipitación do ouro, existe unha capa adicional de paladio entre o níquel e o ouro, e o paladio pode previr o fenómeno de corrosión causado pola reacción de substitución e preparar completamente a precipitación do ouro. O ouro está estreitamente recuberto de paladio, o que proporciona unha boa superficie de contacto.
Vantaxes: Apto para soldadura sen chumbo. Superficie moi plana, apta para SMT. Os orificios pasantes tamén poden ser de ouro e níquel. Longo tempo de almacenamento, as condicións de almacenamento non son adversas. Apto para probas eléctricas. Apto para o deseño de contactos de interruptor. Apto para a unión de arames de aluminio, apto para chapas grosas, forte resistencia aos ataques ambientais.
8. Galvanoplastia de ouro duro
Para mellorar a resistencia ao desgaste do produto, aumente o número de insercións e extraccións e galvanoplastia de ouro duro.
Os cambios no proceso de tratamento superficial dos PCB non son moi grandes, semella algo relativamente afastado, pero cómpre sinalar que os cambios lentos a longo prazo levarán a grandes cambios. No caso das crecentes demandas de protección ambiental, o proceso de tratamento superficial dos PCB cambiará definitivamente drasticamente no futuro.
Data de publicación: 05-07-2023
