Οι γενικές επιφανειακές επεξεργασίες του PCB περιλαμβάνουν ψεκασμό κασσίτερου, OSP, εμβάπτιση χρυσού κ.λπ. Η «επιφάνεια» εδώ αναφέρεται στα σημεία σύνδεσης στο PCB που παρέχουν ηλεκτρικές συνδέσεις μεταξύ ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ή άλλων συστημάτων και του κυκλώματος του PCB, όπως τα μαξιλαράκια. Ή σημείο επαφής. Η ικανότητα συγκόλλησης του γυμνού χαλκού είναι πολύ καλή, αλλά είναι εύκολο να οξειδωθεί όταν εκτίθεται στον αέρα και είναι εύκολο να μολυνθεί. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το PCB πρέπει να υποστεί επιφανειακή επεξεργασία.

1. Κασσίτερο για σπρέι (HASL)

Όπου κυριαρχούν οι διάτρητες συσκευές, η συγκόλληση με κύμα είναι η καλύτερη μέθοδος συγκόλλησης. Η χρήση της τεχνολογίας επιφανειακής επεξεργασίας ισοπέδωσης συγκόλλησης θερμού αέρα (HASL, Hot-air Solder leveling) είναι επαρκής για να καλύψει τις απαιτήσεις διεργασίας της κυματικής συγκόλλησης. Φυσικά, για τις περιπτώσεις που απαιτούν υψηλή αντοχή διακλάδωσης (ιδιαίτερα σύνδεση επαφής), χρησιμοποιείται συχνά η επιμετάλλωση νικελίου/χρυσού. . Το HASL είναι η κύρια τεχνολογία επεξεργασίας επιφανειών που χρησιμοποιείται παγκοσμίως, αλλά υπάρχουν τρεις κύριες κινητήριες δυνάμεις που οδηγούν τη βιομηχανία ηλεκτρονικών να εξετάσει εναλλακτικές τεχνολογίες για το HASL: κόστος, απαιτήσεις νέων διεργασιών και απαιτήσεις χωρίς μόλυβδο.

Από πλευράς κόστους, πολλά ηλεκτρονικά εξαρτήματα όπως οι κινητές επικοινωνίες και οι προσωπικοί υπολογιστές γίνονται δημοφιλή καταναλωτικά αγαθά. Μόνο με την πώληση σε κόστος ή χαμηλότερες τιμές μπορούμε να είμαστε ανίκητοι στο σκληρό ανταγωνιστικό περιβάλλον. Μετά την ανάπτυξη της τεχνολογίας συναρμολόγησης στο SMT, τα τακάκια PCB απαιτούν μεταξοτυπία και διαδικασίες συγκόλλησης με επαναροή κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης. Στην περίπτωση του SMA, η διαδικασία επεξεργασίας επιφάνειας PCB χρησιμοποιούσε αρχικά την τεχνολογία HASL, αλλά καθώς οι συσκευές SMT συνεχίζουν να συρρικνώνονται, τα μαξιλαράκια και τα ανοίγματα στένσιλ έχουν γίνει επίσης μικρότερα και τα μειονεκτήματα της τεχνολογίας HASL έχουν σταδιακά αποκαλυφθεί. Τα μαξιλαράκια που επεξεργάζονται με την τεχνολογία HASL δεν είναι αρκετά επίπεδα και η ομοεπίπεδη δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις διαδικασίας των μαξιλαριών λεπτού βήματος. Οι περιβαλλοντικές ανησυχίες συνήθως επικεντρώνονται στις πιθανές επιπτώσεις του μολύβδου στο περιβάλλον.

2. Organic Solderability Protective Layer (OSP)

Το οργανικό συντηρητικό συγκόλλησης (OSP, Organic Solderability Preservative) είναι μια οργανική επίστρωση που χρησιμοποιείται για την πρόληψη της οξείδωσης του χαλκού πριν από τη συγκόλληση, δηλαδή για την προστασία της ικανότητας συγκόλλησης των επιθεμάτων PCB από ζημιά.

Μετά την επεξεργασία της επιφάνειας PCB με OSP, σχηματίζεται μια λεπτή οργανική ένωση στην επιφάνεια του χαλκού για την προστασία του χαλκού από την οξείδωση. Το πάχος του OSP Benzotriazoles είναι γενικά 100 A°, ενώ το πάχος του OSP Imidazoles είναι παχύτερο, γενικά 400 A°. Το φιλμ OSP είναι διαφανές, δεν είναι εύκολο να διακρίνει κανείς την ύπαρξή του με γυμνό μάτι και είναι δύσκολο να εντοπιστεί. Κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης (συγκόλληση επαναφοράς), το OSP τήκεται εύκολα στην πάστα συγκόλλησης ή στην όξινη ροή και ταυτόχρονα εκτίθεται η ενεργή επιφάνεια του χαλκού και τελικά σχηματίζονται διαμεταλλικές ενώσεις Sn/Cu μεταξύ των εξαρτημάτων και των επιθεμάτων. Επομένως, το OSP έχει πολύ καλά χαρακτηριστικά όταν χρησιμοποιείται για την επεξεργασία της επιφάνειας συγκόλλησης. Το OSP δεν έχει το πρόβλημα της ρύπανσης από μόλυβδο, επομένως είναι φιλικό προς το περιβάλλον.

Περιορισμοί του OSP:

①. Επειδή το OSP είναι διαφανές και άχρωμο, είναι δύσκολο να επιθεωρηθεί και είναι δύσκολο να διακρίνει κανείς εάν το PCB έχει επικαλυφθεί με OSP.

② Το ίδιο το OSP είναι μονωμένο, δεν μεταφέρει ηλεκτρισμό. Το OSP των βενζοτριαζολών είναι σχετικά λεπτό, το οποίο μπορεί να μην επηρεάζει την ηλεκτρική δοκιμή, αλλά για το OSP των Ιμιδαζολών, το προστατευτικό φιλμ που σχηματίζεται είναι σχετικά παχύ, γεγονός που θα επηρεάσει την ηλεκτρική δοκιμή. Το OSP δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το χειρισμό επιφανειών ηλεκτρικής επαφής, όπως επιφάνειες πληκτρολογίου για πλήκτρα.

③ Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης του OSP, απαιτείται ισχυρότερο Flux, διαφορετικά η προστατευτική μεμβράνη δεν μπορεί να εξαλειφθεί, γεγονός που θα οδηγήσει σε ελαττώματα συγκόλλησης.

④ Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποθήκευσης, η επιφάνεια του OSP δεν πρέπει να εκτίθεται σε όξινες ουσίες και η θερμοκρασία δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή, διαφορετικά το OSP θα εξατμιστεί.

3. Χρυσός εμβάπτισης (ENIG)

Ο μηχανισμός προστασίας της ENIG:

Το Ni/Au επιστρώνεται στην επιφάνεια του χαλκού με χημική μέθοδο. Το πάχος εναπόθεσης του εσωτερικού στρώματος του Ni είναι γενικά 120 έως 240 μin (περίπου 3 έως 6 μm) και το πάχος εναπόθεσης του εξωτερικού στρώματος του Au είναι σχετικά λεπτό, γενικά 2 έως 4 μinch (0.05 έως 0.1 μm). Το Ni σχηματίζει ένα στρώμα φραγμού μεταξύ συγκόλλησης και χαλκού. Κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης, το Au στο εξωτερικό θα λιώσει γρήγορα στη συγκόλληση και η συγκόλληση και το Ni θα σχηματίσουν μια διαμεταλλική ένωση Ni/Sn. Η επίστρωση χρυσού στο εξωτερικό είναι για να αποτρέψει την οξείδωση ή την παθητικοποίηση του Ni κατά την αποθήκευση, επομένως η επίστρωση χρυσού πρέπει να είναι αρκετά πυκνή και το πάχος να μην είναι πολύ λεπτό.

Χρυσός εμβάπτισης: Σε αυτή τη διαδικασία, σκοπός είναι η εναπόθεση ενός λεπτού και συνεχούς προστατευτικού στρώματος χρυσού. Το πάχος του κύριου χρυσού δεν πρέπει να είναι πολύ παχύ, διαφορετικά οι αρμοί συγκόλλησης θα γίνουν πολύ εύθραυστοι, γεγονός που θα επηρεάσει σοβαρά την αξιοπιστία της συγκόλλησης. Όπως η επινικελίωση, ο χρυσός εμβάπτισης έχει υψηλή θερμοκρασία εργασίας και μεγάλο χρόνο. Κατά τη διαδικασία εμβάπτισης, θα συμβεί μια αντίδραση μετατόπισης – στην επιφάνεια του νικελίου, ο χρυσός αντικαθιστά το νικέλιο, αλλά όταν η μετατόπιση φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, η αντίδραση μετατόπισης θα σταματήσει αυτόματα. Ο χρυσός έχει υψηλή αντοχή, αντοχή στην τριβή, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και δεν είναι εύκολο να οξειδωθεί, επομένως μπορεί να αποτρέψει το νικέλιο από την οξείδωση ή την παθητικοποίηση και είναι κατάλληλος για εργασία σε εφαρμογές υψηλής αντοχής.

Η επιφάνεια PCB που επεξεργάζεται η ENIG είναι πολύ επίπεδη και έχει καλή ομοεπίπεδη επιφάνεια, η οποία είναι η μόνη που χρησιμοποιείται για την επιφάνεια επαφής του κουμπιού. Δεύτερον, το ENIG έχει εξαιρετική ικανότητα συγκόλλησης, ο χρυσός θα λιώσει γρήγορα στη λιωμένη κόλληση, εκθέτοντας έτσι φρέσκο ​​Ni.

Περιορισμοί του ENIG:

Η διαδικασία του ENIG είναι πιο περίπλοκη και εάν θέλετε να επιτύχετε καλά αποτελέσματα, πρέπει να ελέγχετε αυστηρά τις παραμέτρους της διαδικασίας. Το πιο ενοχλητικό είναι ότι η επιφάνεια PCB που επεξεργάζεται η ENIG είναι επιρρεπής σε μαύρα τακάκια κατά τη διάρκεια του ENIG ή της συγκόλλησης, γεγονός που θα έχει καταστροφικό αντίκτυπο στην αξιοπιστία των αρμών συγκόλλησης. Ο μηχανισμός δημιουργίας του μαύρου δίσκου είναι πολύ περίπλοκος. Εμφανίζεται στη διαχωριστική επιφάνεια του Ni και του χρυσού και εκδηλώνεται άμεσα ως υπερβολική οξείδωση του Ni. Η υπερβολική ποσότητα χρυσού θα ευθραυστήσει τους αρμούς συγκόλλησης και θα επηρεάσει την αξιοπιστία.

Κάθε διαδικασία επεξεργασίας επιφάνειας έχει τα δικά της μοναδικά χαρακτηριστικά και το πεδίο εφαρμογής είναι επίσης διαφορετικό. Σύμφωνα με την εφαρμογή διαφορετικών σανίδων, απαιτούνται διαφορετικές απαιτήσεις επεξεργασίας επιφάνειας. Υπό τον περιορισμό της παραγωγικής διαδικασίας, μερικές φορές κάνουμε προτάσεις στους πελάτες με βάση τα χαρακτηριστικά των σανίδων. Ο κύριος λόγος είναι να έχουμε μια λογική επεξεργασία επιφάνειας με βάση την εφαρμογή του προϊόντος του πελάτη και τη δυνατότητα επεξεργασίας της εταιρείας. Επιλογή.