Најосновнија сврха површинске обраде штампаних плоча је обезбеђивање добре заварљивости или електричних својстава. Пошто бакар у природи има тенденцију да постоји у облику оксида у ваздуху, мало је вероватно да ће се дуго одржати као оригинални бакар, па га је потребно третирати бакром.
Постоји много процеса површинске обраде ПЦБ-а. Уобичајени предмети су равна, органска заштитна средства за заваривање (ОСП), пуна плоча са никлованим златом, Шен Ђин, Шенкси, Шенјин, хемијски никл, злато и галванизовано тврдо злато. Симптом.
1. Врућ ваздух је раван (спреј лименка)
Општи процес изравнавања врућим ваздухом је: микроерозија → претходно загревање → заваривање премаза → прскање калаја → чишћење.
Врући ваздух је раван, такође познат као заваривање врућим ваздухом (обично познато као прскање калаја), што је процес премазивања растопљеног калаја (олова) завареног на површину штампане плоче и коришћење загревања за компримовање ваздуха исправљањем (дувањем) да би се формирао слој против оксидације бакра. Такође може да обезбеди добру заваривост слојева премаза. Читав завар и бакар врућег ваздуха формирају интердуктивну мешавину бакра и калаја у комбинацији. Штампане плоче обично тону у воду за топљење завара; нож за ветар дува течност за заваривање равне течности пре заваравања;
Ниво термалног ветра је подељен на два типа: вертикални и хоризонтални. Генерално се верује да је хоризонтални тип бољи. Углавном је то хоризонтални слој исправљања врућег ваздуха који је релативно уједначен, што може постићи аутоматизовану производњу.
Предности: дуже време складиштења; након што је штампана плоча завршена, површина бакра је потпуно влажна (калај је потпуно прекривен пре заваривања); погодно за заваривање олова; зрео процес, ниска цена, погодно за визуелни преглед и електрично испитивање
Недостаци: Није погодно за линијско везивање; због проблема равности површине, постоје и ограничења за SMT; није погодно за дизајн контактних прекидача. Приликом прскања калаја, бакар ће се растворити, а плоча ће бити на високој температури. Посебно код дебелих или танких плоча, прскање калаја је ограничено, а производни процес је незгодан.
2, органско средство за заштиту заварљивости (OSP)
Општи поступак је: одмашћивање –> микро-нагризање –> кисељење –> чишћење чистом водом –> органски премаз –> чишћење, а контрола процеса је релативно једноставна за приказивање процеса обраде.
ОСП је поступак за површинску обраду бакарне фолије штампаних плоча (ПЦБ) у складу са захтевима RoHS директиве. ОСП је скраћеница од Organic Solderability Preservatives, такође познат као органски конзерванси за лемљивост, познати и као Preflux на енглеском. Једноставно речено, ОСП је хемијски узгајани органски филм на чистој, голој површини бакра. Овај филм је отпоран на оксидацију, топлотни удар и влагу, како би заштитио површину бакра у нормалном окружењу од рђе (оксидација или вулканизација итд.); Међутим, приликом накнадног заваривања на високој температури, овај заштитни филм мора се лако и брзо уклонити флуксом, тако да се изложена чиста површина бакра може одмах спојити са растопљеним лемом за врло кратко време и постати чврст лемљени спој.
Предности: Поступак је једноставан, површина је веома равна, погодна за заваривање без олова и SMT. Лако се обрађује, погодан је производни рад, погодан за рад на хоризонталној линији. Плоча је погодна за вишеструку обраду (нпр. OSP+ENIG). Ниска цена, еколошки прихватљива.
Недостаци: ограничење броја заваривања рефлоуом (вишеструко заваривање дебљине, филм ће бити уништен, у основи 2 пута нема проблема). Није погодно за технологију кримповања, везивање жицом. Визуелна детекција и електрична детекција нису погодне. За SMT је потребна заштита гасом N2. SMT прерада није погодна. Високи захтеви за складиштење.
3, цела плоча је позлаћена никлованим златом
Никловање плоча је површински проводник штампане плоче који је прво пресвучен слојем никла, а затим слојем злата. Никловање се углавном користи да би се спречила дифузија између злата и бакра. Постоје две врсте електролизованог никловања и злата: меко позлаћивање (чисто злато, златна површина не изгледа сјајно) и тврдо позлаћивање (глатка и тврда површина, отпорна на хабање, садржи друге елементе попут кобалта, златна површина изгледа сјајније). Меко злато се углавном користи за паковање чипова у златној жици; тврдо злато се углавном користи у незавареним електричним међусобним везама.
Предности: Дуго време складиштења >12 месеци. Погодно за дизајн контактних прекидача и везивање златном жицом. Погодно за електрична испитивања.
Слабост: Виша цена, дебље злато. Галванизовани прсти захтевају додатну проводљивост жицом. Пошто дебљина злата није конзистентна, када се наноси на заваривање, може изазвати кртост лемљеног споја због превише дебелог злата, што утиче на чврстоћу. Проблем са уједначеношћу површине галванизованог полагања. Галванизовано злато не покрива ивицу жице. Није погодно за спајање алуминијумских жица.
4. Злато за судоперу
Општи процес је: чишћење кисељењем –> микрокорозија –> претходно излучивање –> активација –> хемијско никловање –> хемијско излучивање злата; У процесу постоји 6 хемијских резервоара, који укључују скоро 100 врста хемикалија, а процес је сложенији.
Тонуће злато је обмотано дебелим, електрично отпорним легуром никл-злата на површини бакра, што може заштитити штампану плочу током дужег времена; Поред тога, има и отпорност на утицаје околине коју други процеси површинске обраде немају. Поред тога, тонуће злато такође може спречити растварање бакра, што ће користити безоловној монтажи.
Предности: није лако оксидирати, може се дуго складиштити, површина је равна, погодно за заваривање пинова са финим зазором и компоненти са малим лемним спојевима. Пожељна је ПЦБ плоча са дугмадима (као што је плоча мобилног телефона). Заваривање рефловом може се поновити више пута без већег губитка заваривости. Може се користити као основни материјал за COB (Chip On Board) ожичење.
Недостаци: висока цена, лоша чврстоћа заваривања, због употребе процеса негалванизације никлом, лако се јављају проблеми са црним диском. Слој никла временом оксидира, што представља проблем са дугорочном поузданошћу.
5. Тонући лим
Пошто су сви тренутни лемови на бази калаја, слој калаја може се упарити са било којом врстом лема. Процесом потапања калаја могу се формирати равна интерметална једињења бакра и калаја, што чини да потапани калај има исту добру лемљивост као и равнање врућим ваздухом, без главобоље и проблема равног равнања врућим ваздухом; Лимена плоча се не може складиштити предуго, а монтажа се мора извршити према редоследу потапања калаја.
Предности: Погодно за хоризонталну линијско израду. Погодно за фину линијско израду, погодно за заваривање без олова, посебно погодно за технологију кримповања. Веома добра равност, погодно за SMT.
Недостаци: Потребни су добри услови складиштења, пожељно не дуже од 6 месеци, како би се контролисао раст лимених бркова. Није погодно за дизајн контактних прекидача. У процесу производње, процес отпорности филма за заваривање је релативно висок, у супротном ће довести до отпадања филма отпорности за заваривање. За вишеструко заваривање, заштита гасом N2 је најбоља. Електрично мерење је такође проблем.
6. Тонуће сребро
Процес посребрења је између органског премазивања и електролитског никловања/злата, процес је релативно једноставан и брз; чак и када је изложено топлоти, влази и загађењу, сребро је и даље у стању да одржи добру заварљивост, али ће изгубити свој сјај. Посребривање нема добру физичку чврстоћу електролитског никловања/злата јер нема никла испод слоја сребра.
Предности: Једноставан поступак, погодан за заваривање без олова, SMT. Веома равна површина, ниска цена, погодно за веома фине линије.
Недостаци: Високи захтеви за складиштење, лако се загађује. Чврстоћа заваривања је склона проблемима (проблем са микрошупљинама). Лако се јавља феномен електромиграције и феномен Јавани загриза бакра испод филма отпорног на заваривање. Електрично мерење је такође проблем.
7, хемијски никл паладијум
У поређењу са таложењем злата, постоји додатни слој паладијума између никла и злата, а паладијум може спречити феномен корозије изазван реакцијом замене и у потпуности припремити за таложење злата. Злато је густо обложено паладијумом, пружајући добру контактну површину.
Предности: Погодно за заваривање без олова. Веома равна површина, погодно за SMT. Пролазне рупе могу бити и од никл злата. Дуго време складиштења, услови складиштења нису сурови. Погодно за електрична испитивања. Погодно за дизајн прекидача. Погодно за везивање алуминијумском жицом, погодно за дебеле плоче, јака отпорност на утицаје околине.
8. Галванизација тврдог злата
Да би се побољшала отпорност производа на хабање, повећајте број уметања и вађења и галванизације тврдог злата.
Промене у процесу површинске обраде ПЦБ-а нису баш велике, чини се да је то релативно далека ствар, али треба напоменути да ће дугорочне споре промене довести до великих промена. У случају све већих позива на заштиту животне средине, процес површинске обраде ПЦБ-а ће се дефинитивно драматично променити у будућности.
Време објаве: 05.07.2023.
