I dag, när elektroniska enheter fortsätter att utvecklas mot miniatyrisering och hög prestanda, påverkar prestandan hos kretskort, som bärare av elektroniska system, direkt den övergripande driftskvaliteten hos utrustningen. Beläggningstekniken för kretskort, som ett viktigt medel för att förbättra prestanda hos kretskort, får allt större uppmärksamhet. Det spelar en nyckelroll för att säkerställa stabil drift och förlänga livslängden för elektroniska enheter genom att täcka kretskortets yta med en eller flera tunna filmer av specifika material, vilket ger kretskortet nya funktionella egenskaper såsom förbättrad ledningsförmåga, förbättrad oxidationsmotstånd och förbättrad lödbarhet.
1, Syftet och betydelsen av kretskortsbeläggning
(1) Skydda kretskort från miljöerosion
Under användningen av kretskort kommer de att möta olika komplexa miljöfaktorer, såsom fuktig luft, korrosiva gaser, damm, etc. Dessa faktorer kommer gradvis att erodera metalllinjerna på kretskortets yta, vilket orsakar kopparfolieoxidation, linjekorrosion, och leder i slutändan till kretsfel. Beläggning kan bilda en tät skyddande film på kretskortets yta, vilket effektivt isolerar direktkontakt mellan den yttre miljön och kretskortet och saktar ner hastigheten för metalloxidation och korrosion. Till exempel i tuffa miljöer som kustområden eller runt kemiföretag kan belagda kretskort ha en livslängd flera gånger längre än obelagda kretskort.
(2) Förbättra kretskortens elektriska prestanda
Vissa beläggningsmaterial har god ledningsförmåga. Genom att belägga kretskortets yta med dessa material kan kretsens motstånd minskas och effektiviteten och stabiliteten för signalöverföringen kan förbättras. I hög-kretsar är signalöverföringshastigheten snabb och frekvensen hög, vilket kräver extremt hög impedansanpassning av kretsen. Lämplig beläggning kan optimera kretsens impedansegenskaper, minska signalreflektion och förluster och säkerställa hög-kvalitetsöverföring av hög-signaler. Dessutom har vissa beläggningar också isoleringsegenskaper, som kan bilda ett isoleringsskikt på kretskortet, isolera ledningar med olika potentialer, förhindra kortslutning och ytterligare förbättra kretskortets elektriska tillförlitlighet.
(3) Förbättra lödbarheten hos kretskort
God lödbarhet är nyckeln till att säkerställa tillförlitlig anslutning mellan elektroniska komponenter och kretskort under monteringsprocessen av kretskort. Oxidation, kontaminering och andra problem på kretskortets yta kan dock minska dess lödbarhet, vilket leder till defekter som dålig lödning och virtuell lödning. Beläggning kan ta bort oxider från kretskortens yta, bilda ett ytskikt som är lätt att löda, förbättra vätningen och bindningen mellan lod och kretskort, göra lödningsprocessen smidigare och förbättra monteringseffektiviteten och produktkvaliteten.
2, Vanliga typer av kretskortsbeläggning
(1) Kemisk nickelguldplätering
Kemisk nickelguldplätering är en av de mycket använda beläggningsprocesserna i den nuvarande kretskortsindustrin. Denna process avsätter först ett lager av nickel på kretskortets yta genom kemisk plätering, med en tjocklek vanligtvis mellan 3-5 μm. Nickelskiktet har god slitstyrka och korrosionsbeständighet, vilket kan ge ett preliminärt skydd för kretskortet. Under tiden kan närvaron av ett nickelskikt förhindra koppar från att diffundera in i guldskiktet, vilket undviker missfärgning och prestandaförsämring av guldskiktet. Ovanpå nickelskiktet avsätts ett skikt av guld genom förskjutningsreaktion, med en tjocklek som vanligtvis sträcker sig från 0,05 till 0,1 μm. Guldskiktet har utmärkt oxidationsbeständighet, konduktivitet och svetsbarhet, vilket effektivt kan skydda nickelskiktet. Under lödningsprocessen av elektroniska komponenter kan guldskiktet snabbt lösas upp i lodet, vilket ger bra lödresultat. Den strömlösa nickelguldpläteringsprocessen är lämplig för kretskort som kräver hög ytplanhet, lödbarhet och tillförlitlighet, såsom datormoderkort, mobiltelefonkretskort etc.
(2) Kemisk nickelpalladiumplätering
Den kemiska nickelpalladiumpläteringsprocessen är utvecklad baserat på den kemiska nickelguldpläteringsprocessen. Jämfört med ENIG-processen lägger den till ett palladiumskikt mellan nickelskiktet och guldskiktet, med en tjocklek som vanligtvis sträcker sig från 0,05-0,1 μm. Tillsatsen av palladiumskikt kan effektivt undertrycka förekomsten av "svart skiva" -fenomen. Fenomenet "svart skiva" hänvisar till det ojämna fosforinnehållet på ytan av nickelskiktet eller den kemiska reaktionen mellan nickelskiktet och guldskiktet i miljöer med hög temperatur och hög luftfuktighet i ENIG-teknik, vilket gör att ytan på nickelskiktet blir svart, vilket påverkar lödningsprestanda och tillförlitlighet hos kretskortet. Palladiumskiktet i ENEPIG-processen kan förhindra negativa reaktioner mellan nickel och guld, vilket förbättrar beläggningens stabilitet och tillförlitlighet. Denna process är lämplig för områden som kräver extremt hög tillförlitlighet, såsom flyg, medicinsk utrustning, etc.
(3) Skyddsfilm för organisk lödbarhet
Skyddsfilm för organisk lödbarhet är en beläggningsprocess som belägger organiska tunna filmer på kretskortens yta. Tjockleken på OSP-filmen är extremt tunn, vanligtvis mellan 0,2-0,5 μm. Den bildar en genomskinlig organisk film på kopparytan genom kemiska metoder, som kan skydda koppar från oxidation under en viss tid, och kan snabbt sönderdelas under svetsning utan att påverka svetseffekten. OSP-tekniken har fördelarna med låg kostnad, enkel process och miljöskydd och är lämplig för kretskort som är kostnadskänsliga och har vissa krav på lödbarhet, såsom kretskort inom hemelektronik, vanliga hushållsapparater och andra områden. Antioxidantkapaciteten hos OSP-film är dock relativt svag och dess lagringstid är begränsad. I allmänhet måste svetsning och montering slutföras inom en kort tidsperiod efter beläggning.
(4) Kemisk utfällning av silver
Silveravsättningsprocessen avsätter ett tunt lager silver på kretskortets yta genom förskjutningsreaktion. Silverskiktet har utmärkt konduktivitet (näst efter guld) och lödbarhet, vilket effektivt kan minska linjeresistansen och förbättra signalöverföringsprestanda. Silverskiktets kemiska stabilitet är dock dålig och benägen för oxidation eller sulfurisering, så det är ofta nödvändigt att applicera organiska skyddsmedel eller utföra guldnedsänkningsbehandling för att förlänga dess livslängd. Denna process är lämplig för hög-kretsar (som 5G och satellitkommunikationsutrustning), men noggrann design krävs i miljöer med hög luftfuktighet/hög svavelhalt för att undvika silvermigrering eller korrosion.
3, Processen att belägga kretskort
(1) Förbearbetning
Förbehandling är det grundläggande steget i kretskortsbeläggning, som syftar till att avlägsna föroreningar som olja, oxider, damm, etc. på kretskortets yta, för att uppnå ett rent och aktiverat tillstånd, och ge en bra grund för efterföljande beläggningsprocesser. Förbehandling innefattar vanligtvis processer som oljeborttagning, mikroetsning, syratvätt och vattentvätt. Avfettningsprocessen använder alkaliska eller organiska lösningsmedel för att ta bort oljefläckar från kretskortets yta; Mikroetsningsprocessen tar bort oxidskiktet och små grader på kretskortets yta genom kemisk korrosion, ökar ytjämnheten och förbättrar vidhäftningen mellan beläggningen och kretskortet; Betningsprocessen används för att ytterligare avlägsna oxider från metallytan och justera ytans surhet eller alkalinitet; Vattentvättprocessen används för att rengöra och avlägsna rester av kemiska reagenser från de föregående stegen.
(2) Beläggning
Beroende på olika beläggningstyper används motsvarande beläggningsprocesser för beläggning. Med strömlös nickelplätering som ett exempel, efter avslutad förbehandling, nedsänks kretskortet i en strömlös nickelplätering som innehåller nickelsalter, reduktionsmedel, kelatbildare och andra komponenter. Under lämpliga temperaturförhållanden (vanligtvis 80-90 grader) och pH (vanligtvis 4,5-5,5) reduceras nickeljoner av reduktionsmedlet på kretskortets yta och avsätter ett nickelskikt. Efter att nickelplätering är klar, överför kretskortet till en guldpläteringslösning och avsätt ett guldskikt på ytan av nickelskiktet genom förskjutningsreaktion. Under beläggningsprocessen är det nödvändigt att strikt kontrollera processparametrarna såsom lösningens sammansättning, temperatur, pH-värde och tid för att säkerställa att beläggningens tjocklek, enhetlighet och kvalitet uppfyller kraven.
(3) Efterbearbetning
Efterbehandling innefattar främst processer som vattentvätt, torkning och testning. Vattentvätt används för att avlägsna resterande beläggningslösningar och kemiska reagenser på kretskortens yta, för att förhindra deras negativa effekter på kretskortens prestanda; Torkning är processen att ta bort fukt från kretskortets yta för att förhindra kvarvarande fukt från att orsaka rost eller andra kvalitetsproblem; Testprocessen utvärderar omfattande beläggningens kvalitet genom olika testmetoder, såsom visuell inspektion, filmtjockleksmätning, lödbarhetstestning, konduktivitetstestning, etc., för att säkerställa att det belagda kretskortet uppfyller designkrav och användningsstandarder.