Općenite površinske obrade PCB uključuju prskanje limom, OSP, uranjanje zlata, itd. “Površina” ovdje se odnosi na spojne točke na PCB-u koje osiguravaju električne veze između elektroničkih komponenti ili drugih sustava i kruga PCB-a, kao što su jastučići. Ili kontakt točka veze. Lemljivost golog bakra sama po sebi je vrlo dobra, ali se lako oksidira kada je izložena zraku i lako se kontaminira. Zbog toga se PCB mora površinski tretirati.

1. Lim za prskanje (HASL)

Tamo gdje dominiraju perforirani uređaji, valovito lemljenje je najbolja metoda lemljenja. Korištenje tehnologije površinske obrade izravnavanja lemom vrućim zrakom (HASL, Hot-air solder leveling) dovoljna je da zadovolji zahtjeve procesa valnog lemljenja. Naravno, u slučajevima koji zahtijevaju veliku čvrstoću spoja (osobito kontaktni spoj), često se koristi galvanizacija nikal/zlato. . HASL je glavna tehnologija površinske obrade koja se koristi u cijelom svijetu, ali postoje tri glavne pokretačke sile koje tjeraju elektroničku industriju da razmotri alternativne tehnologije za HASL: cijena, zahtjevi za novim procesima i zahtjevi bez olova.

Sa stajališta troškova, mnoge elektroničke komponente kao što su mobilne komunikacije i osobna računala postaju popularna roba široke potrošnje. Samo prodajom po trošku ili nižim cijenama možemo biti nepobjedivi u okruženju žestoke konkurencije. Nakon razvoja tehnologije montaže u SMT, PCB jastučići zahtijevaju sitotisak i procese lemljenja tijekom procesa montaže. U slučaju SMA, proces površinske obrade PCB-a je u početku još uvijek koristio HASL tehnologiju, ali kako se SMT uređaji nastavljaju skupljati, otvori za podloge i šablone su također postali manji, a nedostaci HASL tehnologije postupno su razotkriveni. Jastučići obrađeni HASL tehnologijom nisu dovoljno ravni, a koplanarnost ne može zadovoljiti procesne zahtjeve jastučića finog nagiba. Brige o okolišu obično se usredotočuju na potencijalni utjecaj olova na okoliš.

2. Zaštitni sloj organskog lemljenja (OSP)

Organski konzervans za lemljenje (OSP, Organic solderability preservative) je organski premaz koji se koristi za sprječavanje oksidacije bakra prije lemljenja, odnosno za zaštitu lemljivosti PCB jastučića od oštećenja.

Nakon što je površina PCB-a obrađena OSP-om, na površini bakra nastaje tanak organski spoj koji štiti bakar od oksidacije. Debljina benzotriazola OSP je općenito 100 A°, dok je debljina imidazola OSP deblja, općenito 400 A°. OSP film je proziran, njegovo postojanje nije lako razaznati golim okom, a teško ga je i otkriti. Tijekom procesa montaže (reflow lemljenje), OSP se lako topi u pastu za lemljenje ili kiseli fluks, a istovremeno je izložena aktivna bakrena površina i konačno se između komponenti i jastučića formiraju Sn/Cu intermetalni spojevi. Stoga OSP ima vrlo dobre karakteristike kada se koristi za obradu površine zavarivanja. OSP nema problem onečišćenja olovom, pa je ekološki prihvatljiv.

Ograničenja OSP-a:

①. Budući da je OSP proziran i bezbojan, teško ga je pregledati, a teško je i razlučiti je li PCB presvučen OSP-om.

② Sam OSP je izoliran, ne provodi struju. OSP benzotriazola je relativno tanak, što možda neće utjecati na električni test, ali za OSP imidazola nastali zaštitni film je relativno gust, što će utjecati na električni test. OSP se ne može koristiti za rukovanje električnim kontaktnim površinama, kao što su površine tipkovnice za tipke.

③ Tijekom procesa zavarivanja OSP-a, potreban je jači fluks, inače se zaštitni film ne može ukloniti, što će dovesti do grešaka u zavarivanju.

④ Tijekom procesa skladištenja, površina OSP-a ne smije biti izložena kiselim tvarima, a temperatura ne smije biti previsoka, inače će se OSP ispariti.

3. Imerzijsko zlato (ENIG)

ENIG-ov zaštitni mehanizam:

Ni/Au se na bakrenu površinu nanosi kemijskom metodom. Debljina taloženja unutarnjeg sloja Ni je općenito 120 do 240 μin (oko 3 do 6 μm), a debljina taloženja vanjskog sloja Au je relativno tanka, općenito 2 do 4 μinch (0.05 do 0.1 μm). Ni stvara zaštitni sloj između lema i bakra. Tijekom lemljenja, Au s vanjske strane brzo će se otopiti u lemu, a lem i Ni će formirati Ni/Sn intermetalni spoj. Pozlaćenje s vanjske strane sprječava oksidaciju ili pasivizaciju Ni tijekom skladištenja, tako da sloj pozlaćenja treba biti dovoljno gust, a debljina ne smije biti pretanka.

Imerzijsko zlato: U ovom procesu, svrha je taloženje tankog i kontinuiranog zaštitnog sloja zlata. Debljina glavnog zlata ne smije biti predebela, inače će lemni spojevi postati vrlo krhki, što će ozbiljno utjecati na pouzdanost zavarivanja. Poput niklanja, imerzijsko zlato ima visoku radnu temperaturu i dugo vremena. Tijekom procesa uranjanja dogodit će se reakcija pomaka – na površini nikla zlato zamjenjuje nikal, ali kada pomak dosegne određenu razinu, reakcija pomicanja će se automatski zaustaviti. Zlato ima visoku čvrstoću, otpornost na habanje, otpornost na visoke temperature i nije ga lako oksidirati, tako da može spriječiti nikal od oksidacije ili pasivacije, te je pogodno za rad u aplikacijama visoke čvrstoće.

Površina PCB-a obrađena ENIG-om je vrlo ravna i ima dobru koplanarnost, koja se jedina koristi za kontaktnu površinu gumba. Drugo, ENIG ima izvrsnu lemljivost, zlato će se brzo rastopiti u rastopljenom lemu, čime se otkriva svježi Ni.

Ograničenja ENIG-a:

ENIG-ov je proces složeniji, a ako želite postići dobre rezultate, morate strogo kontrolirati parametre procesa. Najviše problema je to što je površina PCB obrađena ENIG-om sklona crnim jastučićima tijekom ENIG-a ili lemljenja, što će imati katastrofalan utjecaj na pouzdanost lemnih spojeva. Generacijski mehanizam crnog diska vrlo je kompliciran. Javlja se na granici Ni i zlata, a izravno se očituje kao prekomjerna oksidacija Ni. Previše zlata će oštetiti lemne spojeve i utjecati na pouzdanost.

Svaki proces površinske obrade ima svoje jedinstvene značajke, a opseg primjene je također različit. U skladu s primjenom različitih ploča, potrebni su različiti zahtjevi za površinskom obradom. Pod ograničenjem proizvodnog procesa, ponekad dajemo prijedloge kupcima na temelju karakteristika ploča. Glavni razlog je razumna obrada površine na temelju kupčeve primjene proizvoda i procesnih sposobnosti tvrtke. s Izbor.