I tillverkningsprocessen för PCB påverkar ytbehandlingstekniken inte bara lödbarheten och korrosionsbeständigheten hos PCB, utan har också en djupgående inverkan på dess elektriska prestanda och långsiktiga-tillförlitlighet. Med den snabba utvecklingen av elektronisk teknik,PCB ytbehandlingsprocesserutvecklas ständigt för att möta högre prestandakrav och miljöstandarder.
Varmluftsutjämning
Varmluftsutjämning, även känd som varmluftslödning, allmänt känd som tennsprutning. Denna process involverar beläggning av kretskortets yta med smält tennblylod - nuförtiden, blyfritt-lod används oftare på grund av miljökrav. Därefter används uppvärmd tryckluft för att utjämna lodet, vilket bildar ett beläggningsskikt som effektivt kan motstå kopparoxidation och ge utmärkt lödbarhet. Under varmluftkonditionering interagerar lodet med koppar för att bilda en koppartennmetallförening vid korsningen, med en tjocklek på cirka 1-2 mil.
Denna process är uppdelad i vertikala och horisontella typer. Horisontell beläggning anses allmänt ha fördelar på grund av dess mer enhetliga beläggning och förmågan att uppnå automatiserad produktion. Den allmänna processen inkluderar steg som mikroetsning, förvärmning, flussmedelsbeläggning, plåtsprutning och rengöring. Varmluftsutjämningsprocessen är mogen, med tillräcklig tillgång, relativt låg kostnad och god svetsbarhet, lämplig för bly-fri lödning och är en av de mycket använda ytbehandlingsmetoderna i branschen. Dess yta är dock inte tillräckligt jämn, vilket gör det svårt att svetsa komponenter med fin delning, och blyet som innehåller HASL står också inför miljöproblem.
Organisk beläggning
Organisk beläggning är processen att kemiskt odla ett lager av organisk film på en ren, bar kopparyta. Detta filmskikt är som en lojal väktare, med oxidationsbeständighet, värmechockbeständighet och fuktbeständighet, vilket effektivt kan skydda kopparytan från korrosion såsom oxidation eller vulkanisering i normala miljöer. Samtidigt, i den efterföljande svetsmiljön med hög-temperatur, kan den snabbt avlägsnas av flussmedlet, vilket ger plats för svetsarbetet.
Den organiska beläggningsprocessen har använts i stor utsträckning inom industrin på grund av dess betydande fördelar med enkel process och låg kostnad. Tidiga organiska beläggningsmolekyler var mestadels imidazol och bensotriazol, som hade rostskyddseffekter. Numera är nya molekyler främst bensimidazol. För att säkerställa förmågan att motstå flera återflödeslödningar måste flera organiska beläggningsskikt bildas på kopparytan, vilket kräver tillsats av kopparvätska i kemikaliebadet. Belägg först det första lagret, som adsorberar koppar. Sedan kombineras det andra lagret av organiska beläggningsmolekyler med koppar och staplas lager för lager tills en struktur av tjugo eller till och med hundratals organiska beläggningsmolekylenheter bildas. Korrosionsbeständigheten hos OSP-beläggning är dock relativt svag, och särskild uppmärksamhet bör ägnas åt förhållandena under lagring och användning.
Kemisk förnickling/doppguld
Den strömlösa nickelplätering/nedsänkningsguldprocessen är ett noggrant insvept lager av tjock och elektriskt utmärkt nickelguldlegering på kopparytan, som att sätta en stark "rustning" på kretskortet, vilket kan ge ett tillförlitligt skydd för kretskortet under lång tid. Till skillnad från OSP, som bara fungerar som ett enkelt anti-rostbarriärlager, kan strömlös nickelplätering/nedsänkningsguld bibehålla god elektrisk prestanda under lång-användning av kretskort och har starkare motståndskraft mot miljöförändringar.
Anledningen till nickelplätering är att det finns ömsesidig diffusion mellan guld och koppar, och nickelskiktet kan fungera som en stark barriär för att effektivt förhindra denna diffusion. Utan barriären av ett nickelskikt kan guld diffundera till koppar på bara några timmar. Dessutom har strömlös nickelplätering/immersionsguld många fördelar, såsom hög hållfasthet hos nickel. Endast 5um tjockt nickel kan effektivt kontrollera expansionen i Z-riktningen vid höga temperaturer, samtidigt som det förhindrar kopparupplösning, vilket är särskilt fördelaktigt för bly-fri lödning. Den allmänna processen för denna teknik inkluderar steg som syrabetning och rengöring, mikroetsning, försänkning, aktivering, kemisk nickelplätering och kemisk guldnedsänkning. Processen involverar sex kemikalietankar och nästan hundra kemikalier, vilket gör processen relativt komplex.
Nedsänkning i silver
Silvernedsänkningsprocessen är mellan OSP och strömlös nickel/guldplätering, och dess process är relativt enkel och snabb. Silvernedsänkning uppnås faktiskt genom förskjutningsreaktioner, som bildar ett nästan submikronnivå rent silverbeläggningsskikt på ytan av PCB. Ibland tillsätts vissa organiska föreningar under silvernedsänkningsprocessen, främst för att förhindra silverkorrosion och eliminera problem med silvermigrering. Detta tunna lager av organiska föreningar är dock vanligtvis svårt att mäta exakt, och analys visar att dess viktandel är mindre än 1 %.
Även när det utsätts för komplexa miljöer som värme, fukt och föroreningar, kan silverskiktet som bildas av nedsänkningsprocessen fortfarande uppvisa goda elektriska egenskaper och svetsbarhet, men dess lyster kan minska. På grund av frånvaron av ett nickelskikt under silverskiktet är nedsänkningssilver inte lika fysiskt starkt som strömlös nickelplätering/doppguld.
plåtdoppning
Med tanke på att alla lödmaterial för närvarande är baserade på tenn, och tennskiktet kan perfekt matcha alla typer av lod, ur detta perspektiv har nedsänkningstennprocessen breda utvecklingsmöjligheter. Men tidigare var PCB-behandlade med tenndoppningsteknik benägna att få problem med tennmorrhår. Under lödningsprocessen utgjorde tennwhisker och tennmigreringsfenomen allvarliga utmaningar för tillförlitligheten, vilket kraftigt begränsade tillämpningen av tenndoppningsteknik. Senare, genom att lägga till organiska tillsatser till tennnedsänkningslösningen, omvandlades tennlagrets struktur framgångsrikt till partiklar, vilket effektivt övervann ovannämnda- svårigheter och även gav tennnedsänkningsprocessen god termisk stabilitet och lödbarhet.
Dopptennprocessen kan bilda platta koppartenn intermetalliska föreningar, vilket gör dopptenn jämförbar med varmluftsutjämning vad gäller svetsbarhet, utan de planhetsproblem som är besvärande vid varmluftsutjämning och utan de dolda farorna med metalldiffusion i kemisk nickelplätering/doppguld. Lagringstiden för nedsänkningsplåtar är dock begränsad och om de får stå för länge bildas tennoxid på deras yta, vilket påverkar svetseffekten. Därför är det nödvändigt att strikt följa ordningen för nedsänkningsplåt under monteringen.
Andra ytbehandlingsprocesser
Elektropläterat nickelguld
Elektroplätering av nickelguld kan betraktas som "äldre bror" till PCB-ytbehandlingstekniken, som har funnits sedan PCB:s födelse och gradvis härlett andra processer. Denna process involverar elektroplätering av ett lager av nickel på ytan av PCB-ledaren, följt av galvanisering av ett lager av guld. Den huvudsakliga funktionen hos nickelplätering är att förhindra diffusion mellan guld och koppar. Nuförtiden är elektropläterat nickelguld huvudsakligen indelat i två kategorier: den ena är mjuk guldplätering, som huvudsakligen används för guldtrådsplätering under chipförpackning; Den andra typen är hårdguldplätering, som huvudsakligen används för elektrisk sammankoppling vid icke lödförband, såsom guldfingrar. Det bör noteras att under normala omständigheter kan svetsoperationer göra att det elektropläterade guldet blir sprött, vilket förkortar dess livslängd. Därför bör svetsning på elektropläterat guld undvikas så mycket som möjligt; Sannolikheten för sprödhet i strömlös nickelplätering/nedsänkningsguld är dock relativt låg på grund av det tunna och enhetliga guldskiktet.
Kemisk palladiumplätering
Processen med strömlös palladiumplätering är ganska lik den för strömlös nickelplätering. Huvudprincipen är att använda ett reduktionsmedel, såsom natriumdivätefosfat, för att reducera palladiumjoner till palladium på en katalytiskt aktiv yta. Det nybildade palladiumet kan också tjäna som en katalysator för att främja den kontinuerliga reaktionen och därigenom erhålla palladiumpläteringsskikt av vilken tjocklek som helst. Kemisk palladiumplätering har fördelarna med hög svetspålitlighet, god termisk stabilitet och utmärkt ytplanhet. Palladium är dock en relativt sällsynt ädelmetall, vilket resulterar i en relativt hög kostnad för denna process.