Com o aprimoramento contínuo de exigências humanas para o ambiente de vida, os problemas ambientais envolvidos no processo de produção do PWB são particularmente proeminentes. Presentemente, conduza e o bromo é os assuntos os mais quentes; Sem chumbo e halogênio-livre afetará o desenvolvimento do PWB em muitos aspectos. Embora presentemente, as mudanças no processo do tratamento de superfície de PWB não sejam grandes, e pareça que é ainda uma coisa distante, deve-se notar que as mudanças lentas a longo prazo conduzirão às grandes mudanças. Com a procura crescente para a proteção ambiental, o processo do tratamento de superfície de PWB submeter-se-á certamente a grandes mudanças no futuro.
Finalidade do tratamento de superfície
A finalidade básica do tratamento de superfície é assegurar o bom solderability ou o desempenho elétrico. Desde o cobre na natureza tende a existir sob a forma do óxido no ar, é pouco suscetível de permanecer por muito tempo como o cobre original, assim que outros tratamentos são exigidos para o cobre. Embora no conjunto subsequente, o fluxo forte pode ser usado para remover a maioria do óxido de cobre, não é fácil remover o fluxo forte próprio, assim que a indústria geralmente não usa o fluxo forte.
Processo comum do tratamento de superfície
Presentemente, há muitos processos do tratamento de superfície do PWB, incluindo o ar quente que nivela, revestimento orgânico, chapeamento de níquel electroless/ouro que mergulham, o mergulho de prata e a lata que mergulham, que serão introduzidos um por um.
1. Nivelamento do ar quente
O nivelamento do ar quente, igualmente conhecido como a solda do ar quente que nivela, é um processo de revestir a solda derretida da ligação da lata na superfície do PWB e de nivelamento (sopro) com ar comprimido caloroso para formar uma camada de revestimento que seja resistente à oxidação de cobre e forneça o bom solderability. O composto intermetallic da lata de cobre é formado na junção da solda e do cobre pelo nivelamento do ar quente. A espessura da solda que protege a superfície de cobre é aproximadamente 1-2 mil. O PWB será imergido na solda derretida durante o nivelamento do ar quente; A faca de ar funde a solda líquida antes que a solda solidifique; A lâmina do vento pode minimizar o menisco da solda na superfície de cobre e impedir a construção de uma ponte sobre da solda. O nivelamento do ar quente é dividido no tipo vertical e no tipo horizontal. Considera-se geralmente que o tipo horizontal é melhor, principalmente porque o ar quente horizontal que nivela o revestimento é mais uniforme e pode realizar a produção automática. O processo geral de ar quente que nivela o processo é: Micro → de gravação com água-forte que pré-aquece a limpeza de pulverização de revestimento do → da lata do → do fluxo do →.
2. Revestimento orgânico
O processo de revestimento orgânico é diferente de outros processos do tratamento de superfície em que atua como uma camada de barreira entre o cobre e o ar; A tecnologia de revestimento orgânica é o custo simples e baixo, que faz amplamente utilizado na indústria. As moléculas de revestimento orgânicas adiantadas são imidazole e benzotriazole, que jogam o papel da prevenção de oxidação. A molécula a mais atrasada é principalmente o benzimidazole, que é o cobre que ligação quìmica o grupo funcional do nitrogênio ao PWB. No processo de solda subsequente, se há somente uma camada de revestimento orgânica na superfície de cobre, não é possível. Deve haver muitas camadas. Eis porque o cobre líquido é adicionado geralmente ao tanque químico. Após ter revestido a primeira camada, a camada de revestimento fixa de cobre; Então, as moléculas de revestimento orgânicas da segunda camada são combinadas com o cobre até 20 ou mesmo 100 vezes de moléculas orgânicas do revestimento recolhem na superfície de cobre, que pode assegurar a solda de reflow múltipla. A experiência mostra que a tecnologia de revestimento orgânica a mais atrasada pode manter o bom desempenho em muitos processos de solda sem chumbo. O processo geral do processo de revestimento orgânico é: limpeza de revestimento orgânica de limpeza de conservação em vinagre de gravação com água-forte desengraxando do → do → da água pura do → do → do → micro. O controle de processos é mais fácil do que outros processos do tratamento de superfície.
3. chapeamento de níquel Electroless/chapeamento de níquel imersão do ouro/processo electroless imersão do ouro
Ao contrário do revestimento orgânico, o chapeamento de níquel/impregnação electroless do ouro parece pôr a armadura grossa sobre o PWB; Além, o chapeamento de níquel electroless/processo de mergulho do ouro não é como o revestimento orgânico como a camada de barreira antiferrugem. Pode ser a longo prazo uso útil do PWB e conseguir o bom desempenho elétrico. Consequentemente, o chapeamento de níquel/imersão electroless do ouro é envolver uma camada grossa de liga de ouro do níquel com boas propriedades elétricas na superfície de cobre, que pode proteger o PWB por muito tempo; Além, igualmente tem a tolerância ambiental que outros processos do tratamento de superfície não têm. A razão para o chapeamento de níquel é que o ouro e o cobre se difundirão, e a camada do níquel pode impedir a difusão entre o ouro e o cobre; Sem a camada do níquel, o ouro difundirá no cobre dentro das horas. Uma outra vantagem do chapeamento de níquel/impregnação electroless do ouro é a força do níquel. Somente 5 mícrons do níquel podem limitar a expansão no sentido de Z na alta temperatura. Além, o chapeamento de níquel/imersão electroless do ouro pode igualmente impedir a dissolução do cobre, que será benéfica para o conjunto sem chumbo. O processo geral de chapeamento de níquel electroless/ouro que lixivia o processo é: micro de limpeza ácido do → que grava do → electroless do chapeamento de níquel do → da ativação do → do prepreg do → o ouro electroless que lixivia. Há principalmente 6 tanques químicos, envolvendo quase 100 produtos químicos, assim que o controle de processos é difícil.
4. Processo de lixiviação de prata
Entre o revestimento orgânico e o chapeamento de níquel electroless/ouro que lixiviam, o processo é relativamente simples e rápido; Não é tão complicado quanto o chapeamento de níquel/imersão electroless do ouro, nem põe uma camada grossa de armadura sobre o PWB, mas pode ainda fornecer o bom desempenho elétrico. A prata é o irmão mais novo do ouro. Mesmo se exposto para aquecer-se, a umidade e a poluição, prata podem ainda manter o bom solderability, mas perderá o brilho. A imersão de prata não tem a boa força física do chapeamento de níquel/imersão electroless do ouro porque não há nenhum níquel sob a camada de prata. Além, a impregnação de prata tem a boa propriedade do armazenamento, e não haverá nenhum problema grande quando é posto no conjunto por diversos anos após a impregnação de prata. A impregnação de prata é uma reação de deslocamento, que seja revestimento de prata puro quase submicrónico. Às vezes, algumas substâncias orgânicas são incluídas em processo da lixiviação de prata, para impedir principalmente a corrosão de prata e para eliminar a migração de prata; É geralmente difícil medir esta camada fina de matéria orgânica, e a análise mostra que o peso do organismo é menos de 1%.
5. Imersão da lata
Desde que todas as soldas são baseadas na lata, a camada da lata pode combinar qualquer tipo de solda. Deste ponto de vista, o processo de mergulho da lata tem grandes perspectivas do desenvolvimento. Contudo, as suiças da lata aparecem depois que o PWB precedente é mergulhado na lata. Durante o processo de solda, a migração das suiças da lata e a lata trarão problemas da confiança. Consequentemente, o uso do processo de mergulho da lata é limitado. Uns aditivos mais atrasados, orgânicos foram adicionados à solução da imersão da lata, que pode fazer a estrutura de camada da lata aparece estrutura granulada, para superar os problemas precedentes, e tem a bons estabilidade térmica e solderability. O processo de mergulho da lata pode formar um composto intermetallic da lata de cobre lisa, que faça o mergulho da lata tenha o mesmo bom solderability que o quente-ar que nivela sem a dor de cabeça do nivelamento causada pelo nivelamento do quente-ar; Não há nenhum problema de difusão entre o chapeamento de níquel electroless/ouro que mergulha metais no mergulho da lata - os compostos intermetallic da lata de cobre podem firmemente ser ligados junto. A placa da imersão da lata não será armazenada durante bastante tiempo, e o conjunto deve ser realizado de acordo com a sequência da imersão da lata.
6. Outros processos do tratamento de superfície
Outros processos do tratamento de superfície são aplicados menos. O chapeamento de ouro do níquel e os processos electroless do chapeamento de paládio que são relativamente mais aplicados são como segue. O chapeamento de ouro do níquel é o autor do processo do tratamento de superfície do PWB. Apareceu desde a aparência do PWB, e evoluiu gradualmente em outros métodos. É a primeiramente revestir o condutor na superfície do PWB com uma camada de níquel e então uma camada de ouro. O chapeamento de níquel é principalmente impedir a difusão entre o ouro e o cobre. Há dois tipos de chapeamento de ouro do níquel presentemente: chapeamento de ouro macio (o ouro puro, a superfície do ouro não olha brilhante) e chapeamento de ouro duro (a superfície é lisa e dura, desgaste-resistente, contém o cobalto e os outros elementos, e a superfície do ouro olha brilhante). O ouro macio é usado principalmente para o fio do ouro durante o empacotamento da microplaqueta; O ouro duro é usado principalmente para a interconexão elétrica em lugares não soldados. Com respeito ao custo, a indústria usa frequentemente o método de transferência de imagem para que o chapeamento seletivo reduza o uso do ouro.
Presentemente, o uso do chapeamento de ouro seletivo na indústria continua a aumentar, que é principalmente devido à dificuldade em controlar o processo de chapeamento de níquel/lixiviação electroless do ouro. Em circunstâncias normais, a soldadura conduzirá à fragilização do ouro chapeado, que encurtará a vida útil. Consequentemente, soldar no ouro chapeado deve ser evitada; Contudo, devido ao ouro fino e consistente do chapeamento de níquel/imersão electroless do ouro, fragilização ocorre raramente. O processo de chapeamento de paládio electroless é similar àquele do chapeamento de níquel electroless. O processo principal é reduzir íons do paládio ao paládio na superfície catalítica através de um agente de diminuição (tal como o hypophosphite do dihydrogen do sódio). O paládio recentemente formado pode transformar-se um catalizador para promover a reação, assim que toda a espessura do revestimento do paládio pode ser obtida. As vantagens do chapeamento de paládio electroless são boas soldando a confiança, a estabilidade térmica e o nivelamento de superfície.
Seleção do processo do tratamento de superfície
A escolha do processo do tratamento de superfície depende principalmente do tipo de componentes montados finais; O processo do tratamento de superfície afetará a produção, o conjunto e o uso final do PWB. O seguinte introduzirá especificamente as ocasiões da aplicação dos cinco processos comuns do tratamento de superfície.
1. Nivelamento do ar quente
O ar quente que nivela jogou uma vez um papel determinante no processo do tratamento de superfície do PWB. Nos anos 80, mais de três quartos de PCBs usaram o quente-ar que nivela a tecnologia. Contudo, a indústria tem reduzido o uso do quente-ar que nivela a tecnologia na última década. Calcula-se que aproximadamente 25% - 40% de PCBs usam atualmente o quente-ar que nivela a tecnologia. O ar quente que nivela o processo é sujo, fétido e perigoso, assim que nunca foi um processo favorito. Contudo, o nivelamento do ar quente é um processo excelente para componentes e fios maiores com afastamento maior. No PWB com alto densidade, o nivelamento do nivelamento do ar quente afetará o conjunto subsequente; Consequentemente, o ar quente que nivela o processo não é usado geralmente para placas de HDI. Com o progresso da tecnologia, o ar quente que nivela o processo apropriado para montar QFP e BGA com afastamento menor apareceu na indústria, mas a aplicação real é menos. Presentemente, algumas fábricas usam o revestimento orgânico e o chapeamento de níquel electroless/processo de mergulho do ouro para substituir o ar quente que nivela o processo; O desenvolvimento tecnologico igualmente conduziu algumas fábricas adotar a lata e os processos de prata da impregnação. Com a tendência sem chumbo nos últimos anos, o uso do nivelamento do ar quente é restringido mais. Embora o nivelamento sem chumbo assim chamado do ar quente apareça, pode envolver a compatibilidade do equipamento.
2. Revestimento orgânico
Calcula-se que presentemente, aproximadamente 25% - 30% de PCBs usam a tecnologia de revestimento orgânica, e a proporção tem aumentado (é provável que o revestimento orgânico tem ultrapassado agora o quente-ar que nivela no primeiro lugar). O processo de revestimento orgânico pode ser usado para o PWB de tecnologia obsoleta ou o PWB da alto-tecnologia, tal como o PWB único-tomado partido da tevê e a placa de empacotamento da microplaqueta do alto densidade. Para BGA, o revestimento orgânico é igualmente amplamente utilizado. Se o PWB não tem nenhuma exigência funcional para o período de conexão de superfície ou de armazenamento, o revestimento orgânico será o processo o mais ideal do tratamento de superfície.
3. chapeamento de níquel Electroless/chapeamento de níquel imersão do ouro/processo electroless imersão do ouro
Diferente do revestimento orgânico, é usado principalmente em placas com exigências funcionais para a vida da conexão e de armazenamento longo na superfície, tal como pontos chave do telefone celular, área da conexão de borda do escudo do router e área de contato elétrico da conexão elástica do processador da microplaqueta. Devido ao nivelamento do nivelamento do quente-ar e da remoção do fluxo de revestimento orgânico, o chapeamento de níquel electroless/impregnação do ouro era amplamente utilizados nos anos 90; Mais tarde, devido à aparência do disco preto e da liga frágil do fósforo do níquel, a aplicação do chapeamento de níquel electroless/processo de mergulho do ouro foi reduzida. Contudo, presentemente, quase cada fábrica do PWB da alto-tecnologia tem o chapeamento de níquel electroless/ouro que mergulha a linha. Considerando que a junção da solda se tornará frágil quando o composto intermetallic da lata de cobre é removido, muitos problemas ocorrerão no composto intermetallic da lata relativamente frágil do níquel. Consequentemente, quase todos os produtos eletrônicos portáteis (tais como telefones celulares) usam as junções de cobre da solda do composto intermetallic da lata formadas pelo revestimento orgânico, pela imersão de prata ou pela imersão da lata, quando o chapeamento de níquel/imersão electroless do ouro for usado para formar os pontos chave, as áreas de contato e o IEM protegendo áreas. Calcula-se que presentemente, aproximadamente 10% - 20% de PCBs usam o chapeamento de níquel/o processo electroless impregnação do ouro.
4. Imersão de prata
É mais barato do que o chapeamento de níquel/imersão electroless do ouro. Se o PWB tem exigências e necessidades funcionais reduzir custos, a imersão de prata é uma boa escolha; Além do que o bons nivelamento e contato da impregnação de prata, o processo de prata da impregnação deve ser selecionado. A imersão de prata é amplamente utilizada em produtos de uma comunicação, em automóveis e em periféricos de computador, e igualmente no projeto de alta velocidade do sinal. A impregnação de prata pode igualmente ser usada em sinais de alta frequência devido a suas propriedades elétricas excelentes que não podem ser combinadas por outros tratamentos de superfície. O EMS recomenda o processo de prata da impregnação porque é fácil montar e tem o bom inspectability. Contudo, devido aos defeitos como manchar e solde o furo na impregnação de prata, seu crescimento é lento (mas não diminuído). Calcula-se que aproximadamente 10% - 15% de PCBs usam atualmente o processo de prata da impregnação.
5. Imersão da lata
Foi quase dez anos desde que a lata foi introduzida no processo do tratamento de superfície. A aparência deste processo é o resultado das exigências da automatização da produção. A impregnação da lata não traz nenhuns elementos novos no lugar de solda, e é especialmente apropriada para a placa traseira de uma comunicação. A lata perderá o solderability além do período de armazenamento da placa, assim que as melhores condições de armazenamento são exigidas para a imersão da lata. Além, o uso do processo da impregnação da lata é restringido devido às substâncias carcinogênicas. Calcula-se que aproximadamente 5% - 10% de PCBs usam atualmente o processo de mergulho da lata. Conclusão de V: com as exigências cada vez mais altas dos clientes, umas exigências ambientais mais restritas e uns processos do tratamento cada vez mais de superfície, parece que é um pouco desconcertante e desconcertante escolher o processo do tratamento de superfície com melhores perspectivas do desenvolvimento e universalidade mais forte. Onde o processo do tratamento de superfície do PWB irá no futuro não pode exatamente ser previsto agora. Em todo caso, cumprir exigências do cliente e proteger o ambiente devem ser feitas primeiramente!