O objetivo mais básico do tratamento de superfície de PCBs é garantir boa soldabilidade ou propriedades elétricas. Como o cobre, na natureza, tende a existir na forma de óxidos no ar, é improvável que se mantenha como o cobre original por muito tempo, por isso precisa ser tratado com cobre.
Existem muitos processos de tratamento de superfície de PCB. Os mais comuns são: agentes protetores soldados orgânicos planos (OSP), ouro niquelado em toda a placa, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, níquel químico, ouro e galvanoplastia de ouro duro. Sintoma.
1. O ar quente é plano (lata de spray)
O processo geral do processo de nivelamento por ar quente é: microerosão → pré-aquecimento → soldagem de revestimento → lata de pulverização → limpeza.
O ar quente é plano, também conhecido como soldagem a ar quente (comumente conhecido como spray de estanho), que consiste no revestimento do estanho fundido (chumbo) soldado à superfície da placa de circuito impresso (PCB) e, com o calor, comprime o ar retificado (sopro) para formar uma camada antioxidação de cobre. Este processo também pode proporcionar camadas de revestimento com boa soldabilidade. Toda a solda e o cobre do ar quente formam um composto interdutivo de cobre-estanho na combinação. A placa de circuito impresso geralmente afunda na água de fusão da solda; a lâmina de vento sopra o líquido soldado, tornando-o plano, antes da soldagem.
O nível de vento térmico é dividido em dois tipos: vertical e horizontal. Geralmente, acredita-se que o tipo horizontal seja melhor. A camada de retificação de ar quente horizontal é principalmente relativamente uniforme, o que permite a produção automatizada.
Vantagens: maior tempo de armazenamento; após a conclusão do PCB, a superfície do cobre fica completamente úmida (o estanho é completamente coberto antes da soldagem); adequado para soldagem de chumbo; processo maduro, baixo custo, adequado para inspeção visual e testes elétricos
Desvantagens: Não é adequado para encadernação de linhas; devido ao problema de planicidade da superfície, também existem limitações no SMT; não é adequado para projeto de interruptores de contato. Ao pulverizar estanho, o cobre se dissolve e a placa fica em alta temperatura. Especialmente em chapas grossas ou finas, a pulverização de estanho é limitada e a operação de produção é inconveniente.
2, protetor de soldabilidade orgânico (OSP)
O processo geral é: desengorduramento -> microcorrosão -> decapagem -> limpeza com água pura -> revestimento orgânico -> limpeza, e o controle do processo é relativamente fácil de mostrar o processo de tratamento.
OSP é um processo para tratamento de superfície de folhas de cobre de placas de circuito impresso (PCB), de acordo com os requisitos da diretiva RoHS. OSP é a abreviação de Conservantes Orgânicos de Soldagem, também conhecidos como conservantes orgânicos de soldabilidade, ou Preflux em inglês. Simplificando, OSP é uma película orgânica cultivada quimicamente sobre uma superfície de cobre limpa e nua. Esta película possui propriedades antioxidantes, de choque térmico e de resistência à umidade, protegendo a superfície de cobre contra ferrugem (oxidação ou vulcanização, etc.) em condições normais de operação. No entanto, na soldagem subsequente em altas temperaturas, esta película protetora deve ser facilmente removida pelo fluxo, de modo que a superfície de cobre limpa e exposta possa ser imediatamente combinada com a solda derretida em um tempo muito curto, formando uma junta de solda sólida.
Vantagens: O processo é simples, a superfície é muito plana, adequada para soldagem sem chumbo e SMT. Fácil de retrabalhar, operação de produção conveniente, adequada para operação em linha horizontal. A placa é adequada para processamento múltiplo (por exemplo, OSP + ENIG). Baixo custo, ecologicamente correto.
Desvantagens: limitação do número de soldagens por refluxo (múltiplas soldagens espessas de solda, o filme será destruído, basicamente 2 vezes sem problemas). Não é adequado para tecnologia de crimpagem e encadernação de fios. A detecção visual e a detecção elétrica não são convenientes. A proteção contra gás N2 é necessária para SMT. O retrabalho SMT não é adequado. Elevados requisitos de armazenamento.
3, toda a placa banhada a ouro níquel
A niquelagem de placas consiste na superfície do condutor da placa de circuito impresso (PCB) revestida primeiramente com uma camada de níquel e, em seguida, com uma camada de ouro. A niquelagem serve principalmente para evitar a difusão entre o ouro e o cobre. Existem dois tipos de niquelagem eletrodepositada: niquelagem de ouro macio (ouro puro, a superfície do ouro não parece brilhante) e niquelagem de ouro duro (superfície lisa e dura, resistente ao desgaste, contendo outros elementos como cobalto, a superfície do ouro parece mais brilhante). O ouro macio é usado principalmente para encapsular chips e fios de ouro; o ouro duro é usado principalmente em interconexões elétricas não soldadas.
Vantagens: Longo tempo de armazenamento >12 meses. Adequado para projeto de interruptores de contato e ligação com fio de ouro. Adequado para testes elétricos.
Fraqueza: Custo mais alto, ouro mais espesso. Dedos galvanizados exigem condução de fio de projeto adicional. Como a espessura do ouro não é uniforme, quando aplicado à soldagem, pode causar fragilização da junta de solda devido à espessura excessiva do ouro, afetando a resistência. Problema de uniformidade da superfície de galvanoplastia. O ouro de níquel galvanizado não cobre a borda do fio. Não é adequado para ligação de fios de alumínio.
4. Ouro afundado
O processo geral é: limpeza por decapagem –> microcorrosão –> pré-lixiviação –> ativação –> niquelagem química –> lixiviação química de ouro; Há 6 tanques químicos no processo, envolvendo quase 100 tipos de produtos químicos, e o processo é mais complexo.
O ouro submerso é envolto em uma liga espessa de níquel-ouro, com boa capacidade elétrica, na superfície de cobre, o que pode proteger a placa de circuito impresso por um longo tempo. Além disso, possui tolerância ambiental que outros processos de tratamento de superfície não possuem. Além disso, o ouro submerso também pode impedir a dissolução do cobre, o que beneficiará a montagem sem chumbo.
Vantagens: não oxida facilmente, pode ser armazenado por muito tempo, a superfície é plana, adequada para soldar pinos com folga fina e componentes com pequenas juntas de solda. Placa de circuito impresso (PCB) com botões (como placas de celular) é preferível. A soldagem por refluxo pode ser repetida várias vezes sem grande perda de soldabilidade. Pode ser usado como material base para fiação COB (Chip On Board).
Desvantagens: alto custo, baixa resistência à soldagem, devido ao uso de processo de níquel não galvanizado, fácil ocorrência de problemas de disco preto. A camada de níquel oxida com o tempo, o que compromete a confiabilidade a longo prazo.
5. Lata afundando
Como todas as soldas atuais são à base de estanho, a camada de estanho pode ser combinada com qualquer tipo de solda. O processo de afundamento de estanho pode formar compostos intermetálicos metálicos de cobre-estanho planos, o que faz com que o estanho afundado tenha a mesma soldabilidade que o nivelamento por ar quente, sem o problema da achatamento causado pelo nivelamento por ar quente. A placa de estanho não pode ser armazenada por muito tempo e a montagem deve ser realizada de acordo com a ordem de afundamento do estanho.
Vantagens: Adequado para produção em linha horizontal. Adequado para processamento em linha fina, adequado para soldagem sem chumbo, especialmente adequado para tecnologia de crimpagem. Ótima planura, adequado para SMT.
Desvantagens: São necessárias boas condições de armazenamento, de preferência não superiores a 6 meses, para controlar o crescimento de "fissuras de estanho". Não é adequado para projetos de interruptores de contato. Durante o processo de produção, a película de resistência à soldagem é relativamente alta, caso contrário, a película de resistência à soldagem cairá. Para soldagens múltiplas, a proteção com gás N2 é a melhor opção. A medição elétrica também é um problema.
6. Prata afundando
O processo de imersão da prata é um meio-termo entre o revestimento orgânico e o revestimento de níquel/ouro químico, sendo relativamente simples e rápido. Mesmo quando exposta ao calor, umidade e poluição, a prata ainda consegue manter boa soldabilidade, mas perde seu brilho. O revestimento de prata não possui a mesma resistência física do revestimento de níquel/ouro químico, pois não há níquel sob a camada de prata.
Vantagens: Processo simples, adequado para soldagem sem chumbo, SMT. Superfície muito plana, baixo custo, adequado para linhas muito finas.
Desvantagens: Altos requisitos de armazenamento, fácil contaminação. A resistência da soldagem é propensa a problemas (problema de microcavidades). É fácil ocorrer fenômenos de eletromigração e mordida de Javani no cobre sob a película de resistência da soldagem. A medição elétrica também é um problema.
7, níquel paládio químico
Comparado à precipitação do ouro, existe uma camada extra de paládio entre o níquel e o ouro, e o paládio pode prevenir o fenômeno de corrosão causado pela reação de substituição e preparar completamente para a precipitação do ouro. O ouro é revestido de paládio, proporcionando uma boa superfície de contato.
Vantagens: Adequado para soldagem sem chumbo. Superfície muito plana, adequado para SMT. Furos passantes também podem ser de níquel-ouro. Longo tempo de armazenamento, as condições de armazenamento não são severas. Adequado para testes elétricos. Adequado para projeto de contatos de interruptores. Adequado para ligação de fios de alumínio, adequado para chapas grossas, forte resistência a ataques ambientais.
8. Galvanoplastia de ouro duro
Para melhorar a resistência ao desgaste do produto, aumente o número de inserções e remoções e galvanize o ouro duro.
As mudanças no processo de tratamento de superfície de PCB não são muito grandes, parece algo relativamente distante, mas é importante destacar que mudanças lentas a longo prazo levarão a grandes mudanças. Com a crescente demanda por proteção ambiental, o processo de tratamento de superfície de PCB certamente mudará drasticamente no futuro.
Horário da publicação: 05/07/2023
