PCB yüzey işleminin en temel amacı, iyi kaynaklanabilirlik veya elektriksel özellikler sağlamaktır. Bakır doğada havada oksitler halinde bulunduğundan, orijinal bakır olarak uzun süre korunması olası değildir, bu nedenle bakırla işlenmesi gerekir.
Birçok PCB yüzey işleme yöntemi mevcuttur. Yaygın olarak kullanılanlar arasında düz, organik kaynaklı koruyucu maddeler (OSP), tam levha nikel kaplama altın, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, kimyasal nikel, altın ve elektrokaplama sert altın bulunur. Belirti.
1. Sıcak hava düzdür (sprey kutusu)
Sıcak hava tesviye işleminin genel süreci şu şekildedir: mikro erozyon → ön ısıtma → kaplama kaynağı → püskürtme teneke → temizleme.
Sıcak hava düzdür, aynı zamanda sıcak hava kaynaklı (genellikle kalay püskürtme olarak bilinir) olarak da bilinir; bu, PCB yüzeyine kaynaklanmış eriyen kalay (kurşun) ile kaplama ve havayı ısıtma kullanarak sıkıştırarak bir anti-bakır oksidasyon tabakası oluşturmak için düzeltme (üfleme) işlemidir. Ayrıca iyi kaynaklanabilirlik kaplama katmanları da sağlayabilir. Sıcak havanın tüm kaynağı ve bakırı, birleşimde bakır-kalay metal interdüktif bir bileşik oluşturur. PCB genellikle eriyen kaynaklı suya batar; rüzgar bıçağı, kaynak yapılmadan önce sıvı kaynaklı sıvıyı düzleştirir;
Termal rüzgar seviyesi iki türe ayrılır: dikey ve yatay. Genellikle yatay tipin daha iyi olduğuna inanılır. Yatay sıcak hava düzeltme katmanının nispeten homojen olması, otomasyonlu üretime olanak tanır.
Avantajları: daha uzun depolama süresi; PCB tamamlandıktan sonra bakırın yüzeyi tamamen ıslaktır (kalay kaynak yapılmadan önce tamamen kaplanır); kurşun kaynağı için uygundur; olgunlaşmış işlem, düşük maliyet, görsel inceleme ve elektriksel test için uygundur
Dezavantajları: Hat bağlamaya uygun değildir; yüzey düzlüğü sorunu nedeniyle SMT'de de sınırlamalar vardır; kontak anahtarı tasarımına uygun değildir. Kalay püskürtüldüğünde bakır çözünür ve kart yüksek sıcaklığa maruz kalır. Özellikle kalın veya ince levhalarda kalay püskürtme işlemi sınırlıdır ve üretim süreci zahmetlidir.
2, organik kaynaklanabilirlik koruyucusu (OSP)
Genel işlem şu şekildedir: yağdan arındırma –> mikro aşındırma –> asitleme –> saf su ile temizleme –> organik kaplama –> temizleme ve işlem kontrolünün yapılması, işlem sürecini göstermek açısından nispeten kolaydır.
OSP, baskılı devre kartı (PCB) bakır folyo yüzey işleme için RoHS direktifinin gerekliliklerine uygun bir işlemdir. OSP, Organik Lehimlenebilirlik Koruyucuları (Organic Solderability Preservatives) olarak da bilinen ve İngilizce'de Preflux olarak da bilinen organik lehimlenebilirlik koruyucularının kısaltmasıdır. Basitçe ifade etmek gerekirse, OSP temiz ve çıplak bir bakır yüzey üzerinde kimyasal olarak oluşturulmuş organik bir kaplama filmidir. Bu film, normal ortamlarda bakır yüzeyinin paslanmasını (oksidasyon veya vulkanizasyon vb.) önlemek için oksidasyona, ısı şokuna ve neme karşı dayanıklıdır. Ancak, kaynak sonrası yüksek sıcaklıkta, bu koruyucu film akı ile kolayca ve hızlıca çıkarılmalıdır, böylece açığa çıkan temiz bakır yüzey çok kısa sürede erimiş lehimle birleşerek sağlam bir lehim bağlantısı haline gelebilir.
Avantajları: İşlem basittir, yüzeyi çok düzdür, kurşunsuz kaynak ve SMT için uygundur. Yeniden işlenmesi kolaydır, rahat üretim süreci sağlar, yatay hat işletimine uygundur. Levha, çoklu işleme (örneğin OSP+ENIG) için uygundur. Düşük maliyetlidir, çevre dostudur.
Dezavantajları: Reflow kaynak sayısının sınırlı olması (çoklu kaynak kalınlığı, film tabakasının yırtılmasına neden olur, neredeyse 2 kat sorun olmaz). Krimp teknolojisi ve tel bağlama için uygun değildir. Görsel ve elektriksel tespit pratik değildir. SMT için N2 gazı koruması gereklidir. SMT yeniden işleme uygun değildir. Yüksek depolama gereksinimleri.
3, tüm plaka nikel altın kaplama
Levha nikel kaplama, PCB yüzey iletkeninin önce bir nikel tabakasıyla, ardından bir altın tabakasıyla kaplanmasıyla elde edilir. Nikel kaplamanın temel amacı altın ve bakır arasındaki difüzyonu önlemektir. İki tür elektrokaplama nikel altın vardır: yumuşak altın kaplama (saf altın, altın yüzeyi parlak görünmez) ve sert altın kaplama (pürüzsüz ve sert yüzeyli, aşınmaya dayanıklı, kobalt gibi diğer elementler içerir, altın yüzeyi daha parlak görünür). Yumuşak altın, çoğunlukla çip paketleme altın teli için kullanılır; sert altın ise çoğunlukla kaynaksız elektrik bağlantılarında kullanılır.
Avantajları: 12 aydan uzun saklama süresi. Kontak anahtarı tasarımı ve altın tel bağlama için uygundur. Elektriksel testler için uygundur.
Zayıf Yönleri: Yüksek maliyet, daha kalın altın. Elektrokaplama parmaklar ek tasarım tel iletkenliği gerektirir. Altının kalınlığı tutarlı olmadığından, kaynakta kullanıldığında, çok kalın altın nedeniyle lehim bağlantısının kırılganlaşmasına ve mukavemetin etkilenmesine neden olabilir. Elektrokaplama yüzey düzgünlüğü sorunu. Elektrokaplama nikel altın, telin kenarını kaplamaz. Alüminyum tel bağlamaya uygun değildir.
4. Altını batırın
Genel işlem şu şekildedir: dekapaj temizleme -> mikro korozyon -> ön yıkama -> aktivasyon -> kimyasal nikel kaplama -> kimyasal altın yıkama; işlemde 6 kimyasal tank bulunmakta olup, yaklaşık 100 çeşit kimyasal kullanılmakta ve işlem daha karmaşıktır.
Batık altın, bakır yüzeyinde kalın, elektriksel olarak iyi bir nikel altın alaşımıyla sarılır ve bu da PCB'yi uzun süre koruyabilir. Ayrıca, diğer yüzey işleme süreçlerinin sahip olmadığı çevresel toleransa da sahiptir. Ayrıca, batık altın bakırın çözünmesini de önleyebilir ve bu da kurşunsuz montaja fayda sağlar.
Avantajları: Oksitlenmesi kolay değildir, uzun süre saklanabilir, yüzeyi düzdür, ince aralıklı pimlerin ve küçük lehim bağlantılarına sahip bileşenlerin kaynağı için uygundur. Düğmeli PCB kartı (cep telefonu kartı gibi) tercih edilir. Reflow kaynağı, kaynaklanabilirlik kaybı olmadan birkaç kez tekrarlanabilir. COB (Chip On Board) kablolama için taban malzemesi olarak kullanılabilir.
Dezavantajları: Yüksek maliyet, düşük kaynak mukavemeti, elektrokaplama yapılmamış nikel kaplama işlemi nedeniyle siyah disk sorunlarının ortaya çıkması kolaydır. Nikel tabakası zamanla oksitlenir ve uzun vadeli güvenilirlik sorun teşkil eder.
5. Batan teneke
Mevcut tüm lehimler kalay bazlı olduğundan, kalay tabakası her türlü lehimle eşleştirilebilir. Kalay batırma işlemi, düz bakır-kalay metal arası metal bileşikleri oluşturabilir ve bu da batırılan kalayların, sıcak hava düzleştirme işlemindeki baş ağrıtan düzleştirme sorunu olmadan, sıcak hava düzleştirme işlemiyle aynı iyi lehimlenebilirliğe sahip olmasını sağlar. Kalay levha çok uzun süre saklanamaz ve montaj, kalay batırma sırasına göre yapılmalıdır.
Avantajları: Yatay hat üretimine uygundur. İnce hat işlemeye uygundur, kurşunsuz kaynak için uygundur, özellikle kıvırma teknolojisi için uygundur. Çok iyi düzlük, SMT için uygundur.
Dezavantajları: Kalay kılı oluşumunu kontrol altına almak için tercihen 6 aydan uzun olmayan iyi depolama koşulları gereklidir. Kontak anahtarı tasarımı için uygun değildir. Üretim sürecinde kaynak direnç filmi işlemi nispeten yüksektir, aksi takdirde kaynak direnç filminin düşmesine neden olur. Çoklu kaynak için N2 gazı koruması en iyisidir. Elektriksel ölçüm de bir sorundur.
6. Batan gümüş
Gümüş kaplama işlemi, organik kaplama ile kimyasal olmayan nikel/altın kaplama arasında bir işlemdir ve nispeten basit ve hızlıdır. Isıya, neme ve kirliliğe maruz kalsa bile gümüş iyi kaynaklanabilirliğini koruyabilir, ancak parlaklığını kaybeder. Gümüş kaplama, kimyasal olmayan nikel kaplama/altın kaplamanın iyi fiziksel mukavemetine sahip değildir çünkü gümüş tabakasının altında nikel yoktur.
Avantajları: Basit işlem, kurşunsuz kaynak ve SMT için uygundur. Çok düz yüzey, düşük maliyet, çok ince çizgiler için uygundur.
Dezavantajları: Yüksek depolama gereksinimleri, kirlenmesi kolaydır. Kaynak mukavemeti sorunlara (mikro boşluk sorunu) eğilimlidir. Kaynak direnç filmi altında bakırda elektromigrasyon ve Javani ısırığı fenomeni görülmesi kolaydır. Elektriksel ölçüm de bir sorundur.
7, kimyasal nikel paladyum
Altının çökelmesine kıyasla, nikel ve altın arasında ekstra bir paladyum tabakası bulunur ve paladyum, yer değiştirme reaksiyonunun neden olduğu korozyon olayını önleyerek altının çökelmesine tam hazırlık sağlayabilir. Altın, paladyumla sıkı bir şekilde kaplanmış olup iyi bir temas yüzeyi sağlar.
Avantajları: Kurşunsuz kaynak için uygundur. Çok düz bir yüzeye sahiptir, SMT için uygundur. Geçiş delikleri nikel altın kaplama da olabilir. Uzun depolama süresine sahiptir, depolama koşulları zorlu değildir. Elektriksel testler için uygundur. Anahtar kontak tasarımı için uygundur. Alüminyum tel bağlamaya uygundur, kalın levhalar için uygundur, çevresel etkilere karşı güçlü direnç gösterir.
8. Sert altının elektrokaplanması
Ürünün aşınma direncini artırmak, ekleme-çıkarma sayısını artırmak ve sert altın kaplama işlemini gerçekleştirmek için.
PCB yüzey işleme sürecindeki değişiklikler çok büyük değil, nispeten uzak bir ihtimal gibi görünse de, uzun vadeli yavaş değişimlerin büyük değişimlere yol açacağı unutulmamalıdır. Çevre koruma çağrılarının artması durumunda, PCB yüzey işleme süreci gelecekte kesinlikle önemli ölçüde değişecektir.
Gönderi zamanı: 05 Temmuz 2023
