מאמר אחד מבין | מהו הבסיס לבחירת תהליך עיבוד פני השטח במפעל ה-PCB

המטרה הבסיסית ביותר של טיפול משטח PCB היא להבטיח יכולת ריתוך טובה או תכונות חשמליות. מכיוון שנחושת בטבע נוטה להתקיים בצורה של תחמוצות באוויר, לא סביר שהיא תישמר כנחושת המקורית לאורך זמן, ולכן יש לטפל בה בנחושת.

ישנם תהליכי טיפול משטח PCB רבים. הפריטים הנפוצים הם חומרי הגנה שטוחים, מרותכים אורגניים (OSP), זהב בציפוי ניקל מלא, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, ניקל כימי, זהב וציפוי זהב קשיח. סִימפּטוֹם.

1. האוויר החם שטוח (פח ספריי)

התהליך הכללי של תהליך פילוס האוויר החם הוא: מיקרו שחיקה → חימום מוקדם → ריתוך ציפוי → פח בהתזה → ניקוי.

האוויר החם הוא שטוח, הידוע גם בשם אוויר חם מרותך (הידוע בדרך כלל כתרסיס פח), שהוא תהליך ציפוי הפח הנמס (עופרת) מרותך על פני ה-PCB ושימוש בחימום כדי לדחוס את תיקון האוויר (נשיפה) ליצירת שכבה של אנטי חמצון נחושת. זה יכול גם לספק שכבות ציפוי טובות לריתוך. כל הריתוך והנחושת של האוויר החם יוצרים תרכובת אינטרדוקטיבית מתכת נחושת-פח בשילוב. PCB בדרך כלל שוקע במים המרותכים הנמסים; סכין הרוח נושבת את הנוזל מרותך נוזל שטוח מרותך לפני המרותך;

רמת הרוח התרמית מחולקת לשני סוגים: אנכית ואופקית. בדרך כלל מאמינים כי הסוג האופקי טוב יותר. זה בעיקר שכבת תיקון אוויר חם אופקית היא אחידה יחסית, אשר יכול להשיג ייצור אוטומטי.

יתרונות: זמן אחסון ארוך יותר; לאחר השלמת ה-PCB, פני הנחושת רטובים לחלוטין (פח מכוסה לחלוטין לפני הריתוך); מתאים לריתוך עופרת; תהליך בוגר, עלות נמוכה, מתאים לבדיקה ויזואלית ובדיקות חשמל

חסרונות: לא מתאים לקשירת קו; בשל בעיית השטיחות של פני השטח, קיימות גם מגבלות על SMT; לא מתאים לעיצוב מתג מגע. בעת ריסוס פח, נחושת תתמוסס, והלוח בטמפרטורה גבוהה. צלחות עבות או דקות במיוחד, ריסוס פח מוגבל, ופעולת הייצור אינה נוחה.

2, מגן ריתוך אורגני (OSP)

התהליך הכללי הוא: הסרת שומנים –> מיקרו-חריטה –> כבישה –> ניקוי מים טהורים –> ציפוי אורגני –> ניקוי, ובקרת התהליך קלה יחסית להראות את תהליך הטיפול.

OSP הוא תהליך לטיפול במשטח נחושת במעגלים מודפסים (PCB) בהתאם לדרישות של הנחיית RoHS. OSP הוא קיצור של Organic Solderability Preservatives, הידוע גם בשם Organic Solderability Preservatives, הידוע גם בשם Preflux באנגלית. במילים פשוטות, OSP הוא סרט עור אורגני שגדל כימית על משטח נחושת נקי וחשוף. סרט זה יש אנטי חמצון, הלם חום, עמידות לחות, כדי להגן על משטח הנחושת בסביבה הרגילה כבר לא חלודה (חימצון או גיפור, וכו '); עם זאת, בטמפרטורת הריתוך הגבוהה שלאחר מכן, סרט מגן זה חייב להיות מוסר בקלות על ידי השטף במהירות, כך שניתן יהיה לשלב מיד את משטח הנחושת הנקי החשוף עם ההלחמה המותכת תוך זמן קצר מאוד כדי להפוך למפרק הלחמה מוצק.

יתרונות: התהליך פשוט, המשטח שטוח מאוד, מתאים לריתוך ללא עופרת ו-SMT. קל לעיבוד מחדש, פעולת ייצור נוחה, מתאימה לתפעול קו אופקי. הלוח מתאים לעיבוד מרובה (למשל OSP+ENIG). עלות נמוכה, ידידותית לסביבה.

חסרונות: הגבלה של מספר ריתוך reflow (ריתוך מרובה עבה, הסרט ייהרס, בעצם פי 2 אין בעיה). לא מתאים לטכנולוגיית קרימפ, כריכת חוט. זיהוי ויזואלי וזיהוי חשמלי אינם נוחים. הגנת גז N2 נדרשת עבור SMT. עיבוד מחדש של SMT אינו מתאים. דרישות אחסון גבוהות.

3, כל הצלחת מצופה זהב ניקל

ציפוי ניקל לוח הוא מוליך פני השטח PCB מצופה תחילה בשכבת ניקל ולאחר מכן מצופה בשכבת זהב, ציפוי ניקל נועד בעיקר למנוע את הדיפוזיה בין זהב לנחושת. ישנם שני סוגים של זהב ניקל מצופה אלקטרו: ציפוי זהב רך (זהב טהור, משטח זהב לא נראה בהיר) וציפוי זהב קשיח (משטח חלק וקשיח, עמיד בפני שחיקה, מכיל אלמנטים נוספים כגון קובלט, משטח זהב נראה בהיר יותר). זהב רך משמש בעיקר לאריזת שבבים חוטי זהב; זהב קשיח משמש בעיקר בחיבורים חשמליים שאינם מרותכים.

יתרונות: זמן אחסון ארוך מעל 12 חודשים. מתאים לעיצוב מתג מגע וכריכת חוטי זהב. מתאים לבדיקת חשמל

חולשה: עלות גבוהה יותר, זהב עבה יותר. אצבעות מצופה אלקטרו דורשות הולכת חוט עיצובית נוספת. מכיוון שעובי הזהב אינו עקבי, כאשר מיישמים אותו על ריתוך, הוא עלול לגרום לשבירת מפרק ההלחמה עקב זהב עבה מדי, ולהשפיע על החוזק. בעיה באחידות פני השטח של חיסול. זהב ניקל מצופה אלקטרו אינו מכסה את קצה החוט. לא מתאים להדבקת חוטי אלומיניום.

4. לשקוע זהב

התהליך הכללי הוא: ניקוי כבישה –> מיקרו קורוזיה –> שטיפה מקדימה –> הפעלה –> ציפוי ניקל ללא חשמל –> שטיפת זהב כימית; ישנם 6 מיכלים כימיים בתהליך, הכוללים כמעט 100 סוגים של כימיקלים, והתהליך מורכב יותר.

זהב שוקע עטוף בסגסוגת זהב ניקל עבה וטובה מבחינה חשמלית על פני הנחושת, שיכולה להגן על ה-PCB לאורך זמן; בנוסף, יש לו גם סובלנות סביבתית שאין לתהליכי טיפול משטחים אחרים. בנוסף, שקיעת זהב יכולה גם למנוע התמוססות של נחושת, מה שיועיל להרכבה נטולת עופרת.

יתרונות: לא קל לחמצן, ניתן לאחסן לאורך זמן, המשטח שטוח, מתאים לריתוך סיכות רווח עדינות ורכיבים עם מפרקי הלחמה קטנים. לוח PCB מועדף עם כפתורים (כגון לוח טלפון נייד). ניתן לחזור על ריתוך זרימה חוזרת מספר פעמים ללא אובדן רב של יכולת הריתוך. זה יכול לשמש כחומר הבסיס לחיווט COB (Chip On Board).

חסרונות: עלות גבוהה, חוזק ריתוך גרוע, בגלל השימוש בתהליך ניקל שאינו מצופה אלקטרו, קל לבעיות דיסק שחור. שכבת הניקל מתחמצנת עם הזמן, ואמינות לטווח ארוך היא בעיה.

5. פח שוקע

מכיוון שכל ההלחמות הנוכחיות הן על בסיס פח, ניתן להתאים את שכבת הפח לכל סוג של הלחמה. תהליך שקיעת הפח יכול ליצור תרכובות בין-מתכתיות של נחושת-פח שטוחות, מה שגורם לפח השוקע להיות בעל יכולת הלחמה טובה כמו פילוס אוויר חם ללא בעיה שטוחה של כאב ראש של פילוס אוויר חם; לא ניתן לאחסן את לוחית הפח לאורך זמן, ויש לבצע את ההרכבה לפי סדר שקיעת הפח.

יתרונות: מתאים לייצור קו אופקי. מתאים לעיבוד קו עדין, מתאים לריתוך ללא עופרת, מתאים במיוחד לטכנולוגיית כיווץ. שטוחות טובה מאוד, מתאימה ל-SMT.

חסרונות: נדרשים תנאי אחסון טובים, רצוי לא יותר מ-6 חודשים, כדי לשלוט בצמיחת שפם הפח. לא מתאים לעיצוב מתג מגע. בתהליך הייצור, תהליך ההתנגדות לריתוך הוא גבוה יחסית, אחרת הוא יגרום לנפילת סרט ההתנגדות לריתוך. עבור ריתוך מרובה, הגנת גז N2 היא הטובה ביותר. מדידה חשמלית היא גם בעיה.

6. כסף שוקע

תהליך שקיעת הכסף הוא בין ציפוי אורגני לבין ציפוי ניקל/זהב ללא אלקטרו, התהליך פשוט ומהיר יחסית; גם כאשר הוא נחשף לחום, לחות וזיהום, כסף עדיין מסוגל לשמור על יכולת ריתוך טובה, אך יאבד את הברק שלו. לציפוי כסף אין את החוזק הפיזי הטוב של ציפוי ניקל/ציפוי זהב ללא חשמל מכיוון שאין ניקל מתחת לשכבת הכסף.

יתרונות: תהליך פשוט, מתאים לריתוך ללא עופרת, SMT. משטח שטוח מאוד, עלות נמוכה, מתאים לקווים עדינים מאוד.

חסרונות: דרישות אחסון גבוהות, קל לזהם. חוזק הריתוך מועד לבעיות (בעיית מיקרו-חלל). קל לקבל תופעת אלקטרומיגרציה ותופעת נשיכה של ג'אוני של נחושת תחת סרט התנגדות לריתוך. מדידה חשמלית היא גם בעיה

7, ניקל פלדיום כימי

בהשוואה למשקעים של זהב, ישנה שכבה נוספת של פלדיום בין ניקל לזהב, ופלדיום יכול למנוע את תופעת הקורוזיה הנגרמת מתגובת ההחלפה ולעשות הכנה מלאה למשקעים של זהב. הזהב מצופה היטב בפלדיום, המספק משטח מגע טוב.

יתרונות: מתאים לריתוך ללא עופרת. משטח שטוח מאוד, מתאים ל-SMT. חורים דרך יכולים להיות גם זהב ניקל. זמן אחסון ארוך, תנאי האחסון אינם קשים. מתאים לבדיקת חשמל. מתאים לעיצוב מגע מתג. מתאים לקשירת חוטי אלומיניום, מתאים לצלחת עבה, עמידות חזקה בפני התקפה סביבתית.

8. חילול זהב קשיח

על מנת לשפר את עמידות הבלאי של המוצר, הגדילו את מספר ההחדרה וההסרה וציפוי זהב קשיח באלקטרוניקה.

שינויים בתהליך טיפול משטח PCB אינם גדולים במיוחד, נראה שזה דבר רחוק יחסית, אך יש לציין ששינויים איטיים ארוכי טווח יובילו לשינויים גדולים. במקרה של קריאות גוברת להגנה על הסביבה, תהליך טיפול פני השטח של PCB בהחלט ישתנה באופן דרמטי בעתיד.