Tämä artikkeli analysoi pääasiassa kahta yleisimmin käytettyä prosessia PCB pintakäsittelyprosessi: kemiallinen nikkelikulta ja OSP-prosessin vaiheet ja ominaisuudet.

1. Kemiallinen nikkelikulta

1.1 Perusvaiheet

Rasvanpoisto → vesipesu → neutralointi → vesipesu → mikroetsaus → vesipesu → esiliotus → palladiumaktivointi → puhallus ja sekoitusvesipesu → sähkötön nikkeli → kuumavesipesu → sähkötön kulta → kierrätysvesipesu → jälkikäsittelyvesipesu → kuivaus

1.2 Sähkötön nikkeli

V. Yleensä sähkötön nikkeli jaetaan “syrjäytys”- ja “itsekatalysoituun” tyyppeihin. Kaavoja on monia, mutta riippumatta siitä, mikä niistä, korkean lämpötilan pinnoitteen laatu on parempi.

B. Nikkelikloridia (Nickel Chloride) käytetään yleensä nikkelisuolana

C. Yleisesti käytetyt pelkistimet ovat hypofosfiitti/formaldehydi/hydratsiini/borohydridi/amiiniboraani

D. Sitraatti on yleisin kelatoiva aine.

E. Kylpyliuoksen pH on säädettävä ja säädettävä. Perinteisesti käytetään ammoniakkia (Amonia), mutta on myös kaavoja, joissa käytetään trietanoliammoniakia (Triethanol Amine). Säädettävän pH:n ja ammoniakin stabiilisuuden korkeissa lämpötiloissa lisäksi se yhdistyy natriumsitraatin kanssa muodostaen yhteensä nikkelimetallia. Kelatoiva aine, jotta nikkeliä voidaan kerrostaa pinnoitetuille osille tasaisesti ja tehokkaasti.

F. Natriumhypofosfiitin käytöllä on pilaantumisongelmien vähentämisen lisäksi suuri vaikutus myös pinnoitteen laatuun.

G. Tämä on yksi kemiallisten nikkelisäiliöiden kaavoista.

Formulaation ominaisanalyysi:

A. PH-arvon vaikutus: sameutta esiintyy, kun pH on alle 8, ja hajoamista tapahtuu, kun pH on korkeampi kuin 10. Sillä ei ole selvää vaikutusta fosforipitoisuuteen, laskeumanopeuteen ja fosforipitoisuuteen.

B. Lämpötilan vaikutus: lämpötilalla on suuri vaikutus saostumisnopeuteen, reaktio on hidas alle 70 °C ja nopeus on nopea yli 95 °C, eikä sitä voida kontrolloida. 90°C on paras.

C. Koostumuksen pitoisuudessa natriumsitraattipitoisuus on korkea, kelatoivan aineen pitoisuus kasvaa, kerrostumisnopeus laskee ja fosforipitoisuus kasvaa kelatoivan aineen pitoisuuden myötä. Trietanoliamiinijärjestelmän fosforipitoisuus voi olla jopa 15.5 %.

D. Pelkistävän aineen natriumdivetyhypofosfiitin pitoisuuden kasvaessa laskeutumisnopeus kasvaa, mutta kylpyliuos hajoaa, kun se ylittää 0.37 M, joten pitoisuus ei saa olla liian korkea, liian korkea on haitallista. Fosforipitoisuuden ja pelkistimen välillä ei ole selvää yhteyttä, joten on yleensä tarkoituksenmukaista säätää konsentraatiota noin 0.1 M.

E. Trietanoliamiinin pitoisuus vaikuttaa pinnoitteen fosforipitoisuuteen ja kerrostumisnopeuteen. Mitä suurempi pitoisuus, sitä pienempi on fosforipitoisuus ja sitä hitaampi laskeuma, joten on parempi pitää pitoisuus noin 0.15 M:ssa. pH:n säätämisen lisäksi sitä voidaan käyttää myös metallikelatointiaineena.

F. Keskustelun perusteella tiedetään, että natriumsitraattipitoisuutta voidaan säätää tehokkaasti pinnoitteen fosforipitoisuuden muuttamiseksi tehokkaasti

H. Yleiset pelkistysaineet jaetaan kahteen luokkaan:

Kuparipinta on enimmäkseen aktivoimaton pinta, jotta se tuottaisi negatiivista sähköä “avoin pinnoituksen” tavoitteen saavuttamiseksi. Kuparipinta käyttää ensimmäistä kemiallista palladiummenetelmää. Siksi reaktiossa on fosforin eutektoosia ja 4-12 % fosforipitoisuus on yleinen. Siksi, kun nikkelin määrä on suuri, pinnoite menettää kimmoisuutensa ja magnetisuutensa ja hauras kiilto lisääntyy, mikä on hyvä ruosteenesto ja huono langan liimaukseen ja hitsaukseen.

1.3 ei sähkö kultaa

A. Sähkötön kulta jaetaan “syrjäytyskultaan” ja “sähköttömään kultaan”. Edellinen on niin kutsuttu “immersiokulta” (lmmersion Gold plating). Pinnoitekerros on ohut ja pohjapinta on täysin pinnoitettu ja pysähtyy. Jälkimmäinen hyväksyy pelkistimen syöttämään elektroneja, jotta pinnoituskerros voi jatkaa kemiallisen nikkelin paksuntamista.

B. Pelkistysreaktion tunnusomainen kaava on: pelkistys puolireaktio: Au e- Au0 hapettumisen puolireaktiokaava: Reda Ox e- täydellinen reaktiokaava: Au Red aAu0 Ox.

C. Kullanlähdekompleksien ja pelkistysaineiden lisäksi kemiallista kultapinnoituskaavaa on käytettävä myös yhdessä kelatointiaineiden, stabilointiaineiden, puskureiden ja turvotusaineiden kanssa, jotta se olisi tehokas.

D. Jotkut tutkimusraportit osoittavat, että kemiallisen kullan tehokkuus ja laatu paranevat. Pelkistysaineiden valinta on avainasemassa. Varhaisesta formaldehydistä uusiin boorihydridiyhdisteisiin kaliumboorihydridillä on yleisin vaikutus. Se on tehokkaampi, jos sitä käytetään yhdessä muiden pelkistysaineiden kanssa.

E. Pinnoitteen kerrostumisnopeus kasvaa kaliumhydroksidin ja pelkistimen pitoisuuden ja kylvyn lämpötilan noustessa, mutta laskee kaliumsyanidipitoisuuden noustessa.

F. Kaupallisten prosessien käyttölämpötila on enimmäkseen noin 90°C, mikä on iso testi materiaalin stabiiliudelle.

G. Jos ohuella piirilevyllä tapahtuu sivuttaista kasvua, se voi aiheuttaa oikosulkuvaaran.

H. Ohut kulta on herkkä huokoisuudelle ja helposti muodostuva Galvanic Cell Corrosion K. Ohuen kultakerroksen huokoisuusongelma voidaan ratkaista jälkikäsittelyllä fosforia sisältävällä passivoimalla.