یک مقاله درک می‌کند | مبنای انتخاب فرآیند پردازش سطح در کارخانه PCB چیست؟

اساسی‌ترین هدف از عملیات سطحی PCB، تضمین جوش‌پذیری خوب یا خواص الکتریکی است. از آنجا که مس در طبیعت به شکل اکسید در هوا وجود دارد، بعید است که برای مدت طولانی به عنوان مس اصلی حفظ شود، بنابراین باید با مس عملیات شود.

فرآیندهای تصفیه سطح PCB زیادی وجود دارد. موارد رایج عبارتند از: عوامل محافظ جوش داده شده آلی (OSP)، روکش طلای نیکل تمام صفحه، روکش شن جین، شنکسی، شنین، نیکل شیمیایی، طلا و آبکاری طلای سخت. علائم.

۱. هوای گرم صاف است (قلع اسپری)

روند کلی فرآیند تسطیح با هوای گرم عبارت است از: فرسایش میکرو → پیش گرم کردن → جوشکاری پوشش → قلع پاششی → تمیز کردن.

هوای گرم مسطح است، همچنین به عنوان جوشکاری هوای گرم (معمولاً به عنوان اسپری قلع شناخته می‌شود) شناخته می‌شود، که فرآیند پوشش قلع ذوب شده (سرب) جوش داده شده روی سطح PCB و استفاده از گرمایش برای فشرده‌سازی هوا، اصلاح (دمیدن) برای تشکیل لایه‌ای از اکسیداسیون ضد مس است. همچنین می‌تواند لایه‌های پوشش جوش‌پذیری خوبی را فراهم کند. کل جوش و مس هوای گرم یک ترکیب القایی فلز مس-قلع را در ترکیب تشکیل می‌دهند. PCB معمولاً در آب جوش ذوب شده فرو می‌رود. چاقوی باد مایع جوش داده شده مسطح را قبل از جوش دم می‌کند.

سطح باد حرارتی به دو نوع عمودی و افقی تقسیم می‌شود. عموماً اعتقاد بر این است که نوع افقی بهتر است. عمدتاً لایه اصلاح هوای گرم افقی نسبتاً یکنواخت است که می‌تواند به تولید خودکار دست یابد.

مزایا: زمان نگهداری طولانی‌تر؛ پس از تکمیل PCB، سطح مس کاملاً مرطوب است (قلع قبل از جوشکاری کاملاً پوشانده می‌شود)؛ مناسب برای جوشکاری سرب؛ فرآیند بالغ، هزینه کم، مناسب برای بازرسی بصری و آزمایش الکتریکی

معایب: برای اتصال خط مناسب نیست؛ به دلیل مشکل صافی سطح، محدودیت‌هایی نیز در SMT وجود دارد؛ برای طراحی سوئیچ تماسی مناسب نیست. هنگام پاشش قلع، مس حل می‌شود و برد دمای بالایی دارد. به خصوص در صفحات ضخیم یا نازک، پاشش قلع محدود است و عملیات تولید ناخوشایند است.

۲، محافظ جوش‌پذیری آلی (OSP)

فرآیند کلی عبارت است از: چربی‌زدایی -> میکرواچینگ -> اسیدشویی -> تمیز کردن با آب خالص -> پوشش‌دهی آلی -> تمیز کردن، و کنترل فرآیند برای نشان دادن فرآیند تصفیه نسبتاً آسان است.

OSP فرآیندی برای عملیات سطحی فویل مس برد مدار چاپی (PCB) مطابق با الزامات دستورالعمل RoHS است. OSP مخفف Organic Solderability Preservatives است که به عنوان Organic Solderability Preservatives نیز شناخته می‌شود و در انگلیسی با نام Preflux نیز شناخته می‌شود. به عبارت ساده، OSP یک لایه نازک آلی رشد یافته شیمیایی روی سطح مس تمیز و لخت است. این لایه دارای خواص ضد اکسیداسیون، شوک حرارتی و مقاومت در برابر رطوبت است تا از سطح مس در محیط عادی محافظت کند و دیگر زنگ نزند (اکسیداسیون یا ولکانیزاسیون و غیره). با این حال، در جوشکاری‌های بعدی با دمای بالا، این لایه محافظ باید به راحتی و به سرعت توسط فلاکس برداشته شود، به طوری که سطح مس تمیز در معرض تماس بتواند بلافاصله در مدت زمان بسیار کوتاهی با لحیم مذاب ترکیب شود و به یک اتصال لحیم جامد تبدیل شود.

مزایا: فرآیند ساده است، سطح بسیار صاف است، برای جوشکاری بدون سرب و SMT مناسب است. بازسازی آسان، عملیات تولید راحت، مناسب برای عملیات خط افقی. برد برای پردازش چندگانه (مثلاً OSP+ENIG) مناسب است. کم هزینه، سازگار با محیط زیست.

معایب: محدودیت تعداد جوشکاری بازتابی (در صورت جوشکاری چند لایه ضخیم، فیلم از بین می‌رود، اساساً دو بار مشکلی پیش نمی‌آید). برای فناوری پرس و اتصال سیم مناسب نیست. تشخیص بصری و تشخیص الکتریکی راحت نیستند. برای SMT به محافظت در برابر گاز N2 نیاز است. بازسازی SMT مناسب نیست. نیاز به نگهداری زیاد دارد.

3، کل صفحه با روکش نیکل طلا

آبکاری نیکل صفحه‌ای، رسانای سطح PCB است که ابتدا با یک لایه نیکل آبکاری شده و سپس با یک لایه طلا آبکاری می‌شود. آبکاری نیکل عمدتاً برای جلوگیری از انتشار بین طلا و مس است. دو نوع آبکاری نیکل آبکاری شده وجود دارد: آبکاری طلای نرم (طلای خالص، سطح طلا روشن به نظر نمی‌رسد) و آبکاری طلای سخت (سطح صاف و سخت، مقاوم در برابر سایش، حاوی عناصر دیگری مانند کبالت، سطح طلا روشن‌تر به نظر می‌رسد). طلای نرم عمدتاً برای بسته‌بندی تراشه سیم طلا استفاده می‌شود. طلای سخت عمدتاً در اتصالات الکتریکی غیر جوش داده شده استفاده می‌شود.

مزایا: مدت زمان نگهداری طولانی >12 ماه. مناسب برای طراحی سوئیچ تماسی و اتصال سیم طلا. مناسب برای آزمایش الکتریکی

نقاط ضعف: هزینه بالاتر، طلای ضخیم‌تر. انگشتی‌های آبکاری شده نیاز به طراحی اضافی برای هدایت سیم دارند. از آنجا که ضخامت طلا ثابت نیست، هنگام جوشکاری، ممکن است به دلیل ضخامت بیش از حد طلا، باعث شکنندگی اتصال لحیم شود و بر استحکام آن تأثیر بگذارد. مشکل یکنواختی سطح آبکاری. طلای نیکل آبکاری شده لبه سیم را نمی‌پوشاند. برای اتصال سیم آلومینیومی مناسب نیست.

۴. غرق شدن در طلا

فرآیند کلی عبارت است از: تمیزکاری با اسیدشویی –> خوردگی میکرو –> پیش شستشو –> فعال‌سازی –> آبکاری نیکل بدون الکترولیز –> شستشوی شیمیایی طلا؛ در این فرآیند 6 مخزن شیمیایی وجود دارد که شامل نزدیک به 100 نوع ماده شیمیایی است و فرآیند پیچیده‌تر است.

طلای غرق‌شده در یک آلیاژ نیکل-طلا ضخیم و از نظر الکتریکی خوب روی سطح مس پیچیده شده است که می‌تواند از PCB برای مدت طولانی محافظت کند. علاوه بر این، تحمل محیطی نیز دارد که سایر فرآیندهای تصفیه سطح ندارند. علاوه بر این، طلای غرق‌شده همچنین می‌تواند از حل شدن مس جلوگیری کند که به مونتاژ بدون سرب کمک می‌کند.

مزایا: به راحتی اکسید نمی‌شود، می‌توان آن را برای مدت طولانی نگهداری کرد، سطح آن صاف است، برای جوشکاری پین‌های با شکاف ریز و قطعات با اتصالات لحیم کوچک مناسب است. برد PCB ترجیحی با دکمه (مانند برد تلفن همراه). جوشکاری جریان برگشتی را می‌توان چندین بار بدون از دست دادن زیاد جوش‌پذیری تکرار کرد. می‌توان از آن به عنوان ماده پایه برای سیم‌کشی COB (Chip On Board) استفاده کرد.

معایب: هزینه بالا، استحکام جوشکاری ضعیف، به دلیل استفاده از فرآیند نیکل غیرآبکاری شده، به راحتی دچار مشکلات دیسک سیاه می‌شود. لایه نیکل به مرور زمان اکسید می‌شود و قابلیت اطمینان طولانی مدت یک مشکل است.

۵. قوطی در حال غرق شدن

از آنجایی که همه لحیم‌های فعلی بر پایه قلع هستند، لایه قلع را می‌توان با هر نوع لحیمی تطبیق داد. فرآیند فرو رفتن قلع می‌تواند ترکیبات بین فلزی مس-قلع مسطح تشکیل دهد، که باعث می‌شود قلع فرو رفتن همان لحیم‌پذیری خوب تراز هوای گرم را بدون مشکل مسطح شدن سردردآور تراز هوای گرم داشته باشد. صفحه قلع را نمی‌توان برای مدت طولانی نگهداری کرد و مونتاژ باید طبق ترتیب فرو رفتن قلع انجام شود.

مزایا: مناسب برای تولید خطوط افقی. مناسب برای پردازش خطوط ریز، مناسب برای جوشکاری بدون سرب، به ویژه مناسب برای فناوری پرس. تختی بسیار خوب، مناسب برای SMT.

معایب: برای کنترل رشد موی قلع، شرایط نگهداری خوبی لازم است، ترجیحاً بیش از 6 ماه نباشد. برای طراحی سوئیچ تماسی مناسب نیست. در فرآیند تولید، فرآیند فیلم مقاومت جوشکاری نسبتاً زیاد است، در غیر این صورت باعث ریزش فیلم مقاومت جوشکاری می‌شود. برای جوشکاری چندگانه، محافظت در برابر گاز N2 بهترین است. اندازه‌گیری الکتریکی نیز یک مشکل است.

۶. نقره در حال غرق شدن

فرآیند غرق شدن نقره چیزی بین پوشش آلی و آبکاری نیکل/طلای الکترولس است، این فرآیند نسبتاً ساده و سریع است. حتی در معرض گرما، رطوبت و آلودگی، نقره هنوز هم می‌تواند جوش‌پذیری خوبی را حفظ کند، اما درخشندگی خود را از دست می‌دهد. آبکاری نقره استحکام فیزیکی خوب آبکاری نیکل/طلای الکترولس را ندارد زیرا هیچ نیکلی در زیر لایه نقره وجود ندارد.

مزایا: فرآیند ساده، مناسب برای جوشکاری بدون سرب، SMT. سطح بسیار صاف، هزینه کم، مناسب برای خطوط بسیار ریز.

معایب: نیاز به نگهداری بالا، آلودگی آسان. استحکام جوشکاری مستعد مشکلات است (مشکل ریز حفره). به راحتی می‌توان پدیده مهاجرت الکتریکی و پدیده گاز گرفتن جاوانی مس را در زیر فیلم مقاومت جوشکاری مشاهده کرد. اندازه‌گیری الکتریکی نیز یک مشکل است.

7، پالادیوم نیکل شیمیایی

در مقایسه با رسوب طلا، یک لایه اضافی از پالادیوم بین نیکل و طلا وجود دارد و پالادیوم می‌تواند از پدیده خوردگی ناشی از واکنش جایگزینی جلوگیری کند و آمادگی کامل را برای رسوب طلا فراهم کند. طلا به طور کامل با پالادیوم پوشش داده شده است و سطح تماس خوبی را فراهم می‌کند.

مزایا: مناسب برای جوشکاری بدون سرب. سطح بسیار صاف، مناسب برای SMT. سوراخ‌های عبوری می‌توانند از جنس نیکل و طلا نیز باشند. مدت زمان نگهداری طولانی، شرایط نگهداری سخت نیست. مناسب برای آزمایش‌های الکتریکی. مناسب برای طراحی کنتاکت سوئیچ. مناسب برای اتصال سیم آلومینیومی، مناسب برای صفحات ضخیم، مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی.

۸. آبکاری طلای سخت

به منظور بهبود مقاومت در برابر سایش محصول، تعداد دفعات درج و حذف و آبکاری طلای سخت را افزایش دهید.

تغییرات فرآیند تصفیه سطح PCB خیلی زیاد نیست، به نظر می‌رسد که این اتفاق نسبتاً دور از ذهن باشد، اما باید توجه داشت که تغییرات آهسته در درازمدت منجر به تغییرات بزرگی خواهد شد. در صورت افزایش درخواست‌ها برای حفاظت از محیط زیست، فرآیند تصفیه سطح PCB قطعاً در آینده به طرز چشمگیری تغییر خواهد کرد.