Acabado de superficie de PCB

El propósito más básico del tratamiento de superficie de PCB es garantizar una buena soldabilidad o propiedades eléctricas. Dado que el cobre en la naturaleza tiende a existir en forma de óxidos en el aire, es poco probable que permanezca como cobre en bruto durante mucho tiempo, por lo que se requieren otros tratamientos de cobre.

 

Hay muchos procesos de tratamiento de la superficie de PCB, como nivelación de aire caliente, protector de soldabilidad orgánico (OSP), oro niquelado de placa completa, oro de inmersión, estaño de inmersión, plata de inmersión, oro de níquel-paladio químico y oro duro galvanizado. Proceso, los siguientes se introducirán uno por uno.

 

1. nivelación de aire caliente (estaño spray)

El proceso general del proceso de nivelación de aire caliente es: micrograbado → precalentamiento → flujo de recubrimiento → pulverización → limpieza.

 

La nivelación de aire caliente, también conocida como nivelación de soldadura de aire caliente (comúnmente conocida como lata de rociado), es un proceso en el cual la soldadura de estaño fundido (plomo) se aplica a la superficie de la PCB y se calienta (comprime) calentando aire comprimido para formar Una capa resistente a la oxidación del cobre. También proporciona un buen recubrimiento de soldabilidad. Cuando se nivela el aire caliente, la soldadura y el cobre forman un compuesto intermetálico de cobre y estaño en la unión. El PCB se hunde en la soldadura fundida durante la nivelación del aire caliente; la cuchilla de aire sopla la soldadura líquida antes de que la soldadura se solidifique; La cuchilla de aire minimiza el menisco de la soldadura en la superficie de cobre y evita el puente de soldadura.

 

La nivelación de aire caliente se divide en tipo vertical y horizontal. En general, se considera que el tipo horizontal es mejor, principalmente porque el recubrimiento de nivelación de aire caliente horizontal es relativamente uniforme y puede realizar la producción automática.

Ventajas: largo tiempo de almacenamiento; después de completar el PCB, la superficie de cobre se humedece completamente (se cubre completamente con estaño antes de soldar); adecuado para soldadura sin plomo; Tecnología madura, bajo costo, adecuada para inspección visual y medición eléctrica.

 

Desventajas: No es adecuado para la unión de líneas; Debido a los problemas de planitud de la superficie, existen limitaciones en SMT; no es adecuado para el diseño de interruptor de contacto. El cobre se disolverá cuando se pulverice el estaño y la placa experimentará una temperatura alta. Placas particularmente gruesas o delgadas, la pulverización de estaño tiene limitaciones y las operaciones de producción son inconvenientes.

 

2. Protector de soldabilidad orgánica (OSP)

El proceso general es: desengrasado -> micrograbado -> decapado -> limpieza con agua pura -> recubrimiento orgánico -> limpieza, el control del proceso en relación con otros muestra que el proceso de tratamiento es relativamente fácil.

 

OSP es un proceso que cumple con los requisitos de la Directiva RoHS para el tratamiento de la superficie de la lámina de cobre de la placa de circuito impreso (PCB). OSP es la abreviatura de conservantes orgánicos de soldadura. La traducción al chino es máscara de soldadura orgánica, también conocida como protector de cobre, también conocida como Preflux en inglés. En pocas palabras, OSP cultiva químicamente una película orgánica sobre una superficie limpia de cobre. Esta película tiene propiedades antioxidantes, de choque térmico y de humedad. Se utiliza para proteger la superficie de cobre de la oxidación (oxidación o vulcanización) en el entorno normal. Sin embargo, en la subsiguiente alta temperatura de soldadura, la película protectora debe estar muy bien. Es removida fácilmente por el flujo, de modo que la superficie de cobre limpia expuesta se puede combinar inmediatamente con la soldadura fundida en una unión de soldadura firme en un tiempo muy corto.

Ventajas: Proceso simple, superficie muy plana, adecuado para soldadura sin plomo y SMT. Fácil de retrabajar, fácil de producir y operar, adecuado para operación horizontal. La placa es adecuada para múltiples procesos (por ejemplo, OSP + ENIG). Bajo coste y respetuoso con el medio ambiente.

 

Desventajas: Restricción de la cantidad de soldadura por reflujo (la soldadura múltiple es gruesa, la película se destruirá, básicamente no hay problema 2 veces). No es adecuado para la tecnología de prensado, unión de cables. La inspección visual y la medición eléctrica son inconvenientes. Se requiere protección de gas N2 para SMT. El retrabajo de SMT no es adecuado. Las condiciones de almacenamiento son altas.

 

3. Placa completa niquelada de oro.

El oro enchapado en níquel se recubre con una capa de níquel en el conductor de la superficie de la PCB y luego se reviste con una capa de oro. El niquelado es principalmente para evitar la difusión entre el oro y el cobre. Hay dos tipos de oro de níquel electrochapado: oro chapado en oro (oro puro, la superficie del oro no parece brillante) y oro duro (la superficie es suave y dura, resistente al desgaste, contiene otros elementos como el cobalto y el oro). la superficie se ve más brillante). El oro blando se utiliza principalmente para la unión de cables de oro en envases de chips; El oro duro se utiliza principalmente para la interconexión eléctrica en piezas no soldadas.

 

Ventajas: Mayor tiempo de almacenamiento> 12 meses. Adecuado para el diseño de interruptor de contacto y la unión de cables de oro. Adecuado para pruebas eléctricas.

 

Debilidad: Mayor costo, el oro es más grueso. Se requieren líneas de diseño adicionales para conducir la electricidad cuando se enchapan los dedos de oro. Debido a que el espesor del oro no siempre se usa, cuando se aplica a la soldadura, la unión de soldadura puede estar fragilizada debido al oro demasiado grueso, lo que puede afectar la resistencia. Problemas de uniformidad de la superficie de la galjanoplastia. El oro niquelado chapado no envuelve los bordes del alambre. No es adecuado para la unión de alambres de aluminio.


4. Inmersion de oro

El proceso general es: limpieza por desacidificación -> microelevado -> prepreg -> activación -> niquelado electrolítico -> inmersión química en oro; Hay 6 tanques químicos en el proceso, que involucran cerca de 100 tipos de productos químicos, el proceso es más complicado.

 

El oro de inmersión es una aleación de níquel-oro gruesa, eléctricamente buena, que se envuelve en la superficie de cobre y puede proteger la PCB durante mucho tiempo. Además, también tiene una tolerancia ambiental que otros procesos de tratamiento de superficies no tienen. Además, el oro de inmersión también puede prevenir la disolución del cobre, lo que beneficiará el ensamblaje sin plomo.

 

Ventajas: No es fácil de oxidar, se puede almacenar por mucho tiempo y la superficie es plana. Es adecuado para soldar pines de separación fina y componentes con juntas de soldadura pequeñas. Existe una preferencia por una placa PCB de botón (como una placa de teléfono móvil). La soldadura por reflujo se puede repetir varias veces y es menos probable que reduzca la capacidad de soldadura. Se puede utilizar como sustrato para la unión de cables COB (Chip On Board).

 

Desventajas: alto costo, poca fuerza de soldadura, debido al uso del proceso de níquel no eléctrico, fácil de tener problemas con el disco negro. La capa de níquel se oxida con el tiempo y la confiabilidad a largo plazo es un problema.

 

Lata de 5 mmersión

Dado que todas las soldaduras actuales se basan en estaño, la capa de estaño puede adaptarse a cualquier tipo de soldadura. El proceso de inmersión de estaño puede formar un compuesto intermetálico de cobre-estaño plano. Esta propiedad hace que la lata de inmersión tenga la misma buena soldabilidad que la nivelación de aire caliente sin el dolor de cabeza de nivelación de aire caliente. La losa no se puede almacenar por mucho tiempo. El montaje debe llevarse a cabo de acuerdo con el orden de la lata.

 

Ventajas: Adecuado para producción horizontal. Adecuado para el procesamiento de líneas finas, adecuado para soldaduras sin plomo, especialmente adecuado para la tecnología de prensado. Muy buena planitud, apta para SMT.

 

Desventajas: se requieren buenas condiciones de almacenamiento, preferiblemente no más de 6 meses para controlar el crecimiento de los bigotes. No es adecuado para el diseño de interruptor de contacto. Los requisitos del proceso para el proceso de la máscara de soldadura son relativamente altos, de lo contrario, la máscara de soldadura se caerá. Cuando se suelda varias veces, es mejor proteger con gas N2. La medición eléctrica también es un problema.

 

6. Inmersión de plata

El proceso de plata se realiza entre el recubrimiento orgánico y el níquel no eléctrico / oro de inmersión. El proceso es simple y rápido. Incluso si se expone al calor, la humedad y la contaminación, la plata puede mantener una buena soldabilidad pero perder el brillo. . La plata no tiene la buena resistencia física del níquel no eléctrico / oro de inmersión porque no hay níquel debajo de la capa de plata.

 

Ventajas: Proceso simple, adecuado para soldadura sin plomo, SMT. La superficie es muy plana, de bajo costo y adecuada para líneas muy finas.

 

Desventajas: Altos requisitos de almacenamiento y fácil contaminación. La resistencia de la soldadura es propensa a problemas (problemas de microcavidades). Es propenso a la electromigración y la aparición de la picadura de Giovanni en el cobre debajo de la máscara de soldadura. La medición eléctrica también es un problema.

 

7. Químico níquel paladio oro.

 

Comparado con el oro de inmersión, el oro de níquel-paladio químico tiene una capa adicional de paladio entre el níquel y el oro. El paladio puede prevenir la corrosión causada por la reacción de desplazamiento y está completamente preparado para la inmersión en oro. El oro se cubre herméticamente en la parte superior del paladio para proporcionar una buena superficie de contacto.

 

Ventajas: Adecuado para soldadura sin plomo. La superficie es muy plana y adecuada para SMT. Los orificios pasantes también pueden ser niquelados. Largo tiempo de almacenamiento, las condiciones de almacenamiento no son críticas. Adecuado para pruebas eléctricas. Conveniente para el diseño de contacto del interruptor. Adecuado para la unión de cables de aluminio, adecuado para placas gruesas, resistente a los ataques ambientales.

 

8. Oro duro galvanizado

 

Con el fin de mejorar la resistencia al desgaste del producto, se aumenta el número de inserciones y eliminaciones y se platea el oro duro.

 

Los cambios en el proceso de tratamiento de superficie de PCB no son muy grandes. Parece ser un asunto relativamente lejano, pero debe tenerse en cuenta que los cambios lentos a largo plazo conducirán a cambios enormes. En el caso de llamadas de protección ambiental cada vez más altas, el proceso de tratamiento de superficie de PCB definitivamente cambiará dramáticamente en el futuro.