Pêvajoya kincê ya dawîn ji bo PCB hilberîn di van salên dawî de guherînên girîng rû dane. Van guheztinan encama hewcedariya domdar a derbaskirina sînorên HASL (Hevgirtina hewaya germ) û zêdebûna hejmara alternatîfên HASL ne.

Kincê dawîn tête bikar anîn da ku rûyê rûbirûya felqê sifir biparêze. Sifir (Cu) ji bo hêmanên welding rûpelek baş e, lê bi hêsanî tê oksîd kirin; Oksîdê sifir şilkirina zeviyê asteng dike. Her çend zêr (Au) naha ji bo pêçandina sifir tê bikar anîn, ji ber ku zêr oksîd nabe; Zêr û sifir dê zû belav bibin û li hev belav bibin. Her sifirek xuyangkirî dê tavilê oksîdek sifir a ne-weldable çêbike. Nêzîkbûnek ev e ku meriv “nîgara asteng” a nîkel (Ni) bikar bîne ku pêşî li veguheztina zêr û sifir digire û ji bo civata hêmanan rûberek domdar û domdar peyda dike.

Pêdiviyên PCB-yê ji bo nîkel-ne-elektrolîtîkî

Pêveka nîkelê ya ne-elektrolîtîkî divê çend fonksiyonan pêk bîne:

Rûerdê depoyeke zêr

Armanca dawîn a gerîdeyê ev e ku di navbera PCB û pêkhateyan de pêwendiyek bi hêza laşî ya bilind û taybetmendiyên elektrîkî yên baş çêbike. Ger li ser rûyê PCB oksîd an qirêjiyek hebe, ev pêveka weldedî dê bi herikîna qels a îroyîn re çênebe.

Zêr bi xwezayî li ser nîkelê depo dibe û di dema hilanîna dirêj de oksîd nabe. Lêbelê, zêr li nikilê oksîdkirî niştecih nabe, ji ber vê yekê divê nîkel di navbera serşoka nîkelê û hilweşîna zêr de paqij bimîne. Ji ber vê yekê, hewcedariya yekem a nîkelê ev e ku ew qas oksîjen bimîne ku bihêle zêr şil bibe. Parçeyan serşokên şuştina kîmyewî pêşve xistin da ku di barana nîkelê de 6 ~ 10% naveroka fosforê bihêlin. Ev naveroka fosforê di nav nîkelê ne-elektrolîtîk de wekî balansek baldar a kontrolkirina serşokê, oksîd, û taybetmendiyên elektrîkî û fîzîkî tê hesibandin.

serhişkiya

Rûyên ne-elektrolîtîk ên bi nîkel hatine pêçandin di gelek serîlêdanên ku hewceyê hêza laşî ne de têne bikar anîn, wek pêlên veguheztina otomotîkê. Pêdiviyên PCB ji yên van serlêdanan pir hindik hişktir in, lê hişkbûnek diyarkirî ji bo têl-girêdan, têkiliyên touchpad, girêdanên edge-connetor, û domdariya pêvajoyê girîng e.

Têkiliya rêber hişkiyek nîkel hewce dike. Ger serkêşî dendikê deforme bike, ku dibe alîkar ku rê “bihele” bikeve nav substratê, wendabûna hejandinê çêdibe. Wêneyên SEM -ê di rûkê de nîkel/zêr an nîkel/palladium (Pd)/zêr nehiştin.

Taybetmendiyên elektrîkê

Sifir metalê bijartî ye ji bo damezrandina qorikê ji ber ku çêkirina wê hêsan e. Sifir elektrîkê hema hema ji her metal çêtir dike (tablo 1) 1,2. Zêr di heman demê de têgihîştina elektrîkê ya baş jî heye, ku ew ji bo metalê herî derve bijartinek bêkêmasî dike ji ber ku elektron meylê didin ku li ser rûyê rêgezek rêveker biherikin (sûdê “rûbar”).

Table 1. Berxwedana metal PCB

Sifir 1.7 (tê de Ω cm

Zêr (di nav de 2.4 Ω cm

Nikel (tê de 7.4 Ω cm

Kincê nîkelê yê ne-elektrolîtîk 55 ~ 90 μ ω cm

Tevî ku taybetmendiyên elektrîkê yên piraniya lewheyên hilberandinê ji tebeqeya nîkelê bandor nabin, nîkel dikare bandorê li taybetmendiyên elektrîkê yên îşaretên frekansa bilind bike. Windakirina sînyala PCB -ya mîkrojav dikare ji taybetmendiyên sêwiranê derbas bike. Ev diyarde bi qalindiya nîkelê re nîsbet e – pêdivî ye ku çember ji nîkelê derbas bibe da ku bigihîje cîhê solder. Di gelek serîlêdanan de, îşaretên elektrîkê dikarin bi diyarkirina depoyên nîkelê yên kêmtir ji 2.5µm ve li taybetmendiya sêwiranê werin vegerandin.

Berxwedana têkiliyê

Berxwedana têkiliyê ji weldbûnê cûdatir e ji ber ku rûbera nîkel/zêr di tevahiya jiyana hilbera dawîn de nekêşandî dimîne. Pêdivî ye ku nikel/zêr piştî dirêjkirina xuyangkirina hawîrdorê ji têkiliya derve re rêber bimîne. Pirtûka Antler ya 1970 -an pêdiviyên pêwendiya nîkel/zêr bi hejmarî vegot. Cûrbecûr hawîrdorên karanîna dawîn hatine lêkolîn kirin: 3 “65 ° C, germahiyek normal a herî zêde ji bo pergalên elektronîkî yên ku di germahiya jûreyê de dixebitin, wek komputer; 125 ° C, germahiya ku tê de girêdanên gerdûnî divê bixebitin, bi gelemperî ji bo serîlêdanên leşkerî tête diyar kirin; 200 ° C, ew germahî ji bo alavên firînê her ku diçe girîngtir dibe. “

Ji bo germahiyên nizm, astengên nîkelê ne hewce ne. Her ku germahî zêde dibe, mîqdara nîkelê ya ku ji bo pêşîgirtina veguhastina nîkel/zêr hewce dike zêde dibe (Table II).

Table 2. Berxwedana têkiliya nîkel/zêr (1000 demjimêr)

Têkiliya astenga nikelê di 65 ° C de têkiliyek têrker li 125 ° C têkiliya têrker a li 200 ° C ye

0.0 µm 100% 40% 0%

0.5 µm 100% 90% 5%

2.0 µm 100% 100% 10%

4.0 µm 100% 100% 60%

Nîkelê ku di lêkolîna Antler de hatî bikar anîn bi elektroplîtasyonê bû. Ji nikel-ne-elektrolîtîk, wekî ku ji hêla Baudrand 4 ve hatî pejirandin, çêtirkirin têne hêvî kirin. Lêbelê, ev encam ji bo 0.5 μm zêr in, li cihê ku firok bi gelemperî 0.2 μm bar dike. Ji bo hêmanên pêwendiyê yên ku di 125 ° C de dixebitin tê texmîn kirin ku balafir bes e, lê hêmanên germahiya bilind dê ceribandinek pispor hewce bike.

“Nîkel stûrtir e, astenga çêtir e, di hemî rewşan de,” Antler pêşniyar dike, “lê rastiyên hilberîna PCB endezyaran teşwîq dike ku tenê bi qasî nikel hewce bike depo bikin. Nîkel/zêr xanî naha di têlefonên desta û rûpelên ku xalên pêwendiya touch-pad bikar tînin de tê bikar anîn. Taybetmendiya vî celebê elementê herî kêm 2 μm nikel e.

The connector

Nîkel/zêr-ne-elektrolîtîkî di çêkirina panelên çerxê yên bi fitara biharê, pêl-pêl, lêdana kêm-fişarê û pêvekên din ên ne-welded de têne bikar anîn.

Pêvekên pêvekê domdariya laşî ya dirêjtir hewce dike. Di van rewşan de, kincên nîkel ên ne-elektrolîtîkî ji bo serîlêdanên PCB-ê têra xwe xurt in, lê helandina zêr ne wusa ye. Zêrê safî yê pir nazik (60 heta 90 Knoop) di dema pêlêdana dubare de dê ji nikelê dûr bikeve. Dema ku zêr tê derxistin, nîkelê eşkere zû oksîd dibe, di encamê de berxwedana têkiliyê zêde dibe.

Kincê nîkel-ne-elektrolîtîkî/xeniqîna zêr dibe ku ji bo girêdanên pêvek ên ku di seranserê jiyana hilberê de pir insertan didomînin ne hilbijartina çêtirîn be. Rûyên nîkel/paladyûm/zêr ji bo girêdanên pir -armanc têne pêşniyar kirin.

Çîna asteng

Nikilê ne-elektrolîtîk fonksiyona sê tebeqeyên asteng li ser pêlê heye: 1) pêşîgirtina li belavbûna sifir bi zêr; 2) Ji bo pêşîgirtina li belavbûna zêr li nikelê; 3) Çavkaniya nîkelê ku ji pêkhateyên intermetallic Ni3Sn4 pêk tê.

Belavbûna sifir bi nikel

Veguheztina sifir bi nîkelê dê bibe sedema hilweşîna sifir li ser zêrê rûerd. Dê sifir zû oksîd bibe, di encamê de weldinga belengaz di dema kombûnê de çêdibe, ya ku di doza herikîna nîkelê de çêdibe. Nikil hewce ye ku pêşî li koçbûn û belavbûna lewheyên vala bigire di dema hilanînê de û di dema kombûnê de dema ku warên din ên plakayê werin zeliqandin. Ji ber vê yekê, hewcedariya germahiya çîna asteng ji yek hûrdemî di binê 250 ° C de kêmtir e.

Turn û Owen6 bandora tebeqeyên astengên cihê yên li ser sifir û zêr lêkolîn kirine. Wan dît ku “… Berawirdkirina nirxên permeability sifir di 400 ° C û 550 ° C de destnîşan dike ku krom û nîkel hexavalent bi naveroka fosforê% 8-10% tebeqeyên astengên herî bibandor in ku hatine lêkolîn kirin “. (tablo 3).

Table 3. Derbasbûna sifir bi rêya nikel ber bi zêr

Qalindiya nîkelê 400 ° C 24 demjimêr 400 ° C 53 demjimêr 550 ° C 12 demjimêr

0.25 μm 1 µm 12 µm 18 µm

0.50 μm 1 µm 6 µm 15 µm

1.00 µm 1 µm 1 µ M 8 µm

2.00 μm Non-belavbûna ne-belavbûnê ne-belavbûnê

Li gorî hevkêşeya Arrhenius, belavbûna di germahiyên nizm de bi qûntir hêdî hêdî ye. Balkêş e, di vê ezmûnê de, nîkelê ne-elektrolîtîkî 2 û 10 carî ji nîkelê elektroplakirî bikêrtir bû. Turn û Owen destnîşan dikin ku “… Astengek (8%) 2µm (80µinch) ya vî alloyî belavbûna sifir di astek nizm de kêm dike. “

Ji vê ceribandina germahiya zehfî, stûrek nîkelê bi kêmî ve 2 μm taybetmendiyek ewledar e.

Belavbûna nîkel bi zêr

Pêwîstiya duyemîn a nîkelê ne-elektrolîtîk ev e ku nîkel di nav “genim” an “kunên zirav” ên ku bi zêr têne çandin koç nebin. Ger nikel bi hewayê re bikeve têkiliyê, wê oksîd bibe. Nîkel oksîd nayê firotin û dijwar e ku meriv bi herikînê jê bike.

Li ser nikel û zêr çend gotar hene ku wekî hilgirên çîpê seramîkî têne bikar anîn. Van materyalan ji bo demek dirêj li hember germahiyên giran ên kombûnê disekinin. Testek hevbeş a ji bo van rûpelan ji bo 500 hûrdeman 15 ° C ye.

Ji bo nirxandina şiyana rûkên ne-elektrolîtîk ên nîkel/zêr-tîrêjkirî ji bo pêşîlêgirtina oksîdasyona nikelê, weldability rûberên pîr-germê hate lêkolîn kirin. Germ/şilbûn û şert û mercên cihê hatin ceribandin. Van lêkolînan destnîşan kir ku nîkel bi lêdana zêr bi têra xwe tê parastin, û destûrê dide weldabûna baş piştî pîrbûna dirêj.

Belavbûna nîkelê bi zêr dibe ku di hin rewşan de, wekî mînak girêdana têl-termalsonîkî ya zêr, bibe faktorek tixûbdar. Di vê serîlêdanê de, rûbera nîkel/zêr ji rûkê nîkel/paladyûm/zêr kêmtir pêşkeftî ye. Iacovangelo li taybetmendiyên belavbûna palladiumê wekî astengek di navbera nikel û zêr de lêkolîn kir û dît ku 0.5μm palladium di germahiyên zêde de jî koçê asteng dike. Vê lêkolînê di heman demê de destnîşan kir ku di nav 2.5 μm nikel/palladiumê de belavbûnek sifir tune ku di nav 15 hûrdeman de li 500 ° C bi spektroskopiya Auger hatî destnîşan kirin.

Berhevoka nîkel a navbeynkar

Di dema hilkişîna çîmentoyê an pêlkirina pêlê de, dê atomên ji rûyê PCB -ê bi atomên solder ve bêne tevlihev kirin, li gorî taybetmendiyên belavbûna metal û kapasîteya avakirina “pêkhateyên intermetalîk” (Table 4).

Table 4. Di welding de belavbûna materyalên PCB

Germahiya metal ° C belavbûnê (µinches/ SEC.)

Zêr 450 486 117.9 167.5

Sifir 450 525 4.1 7.0

Palladium 450 525 1.4 6.2

Nikel 700 1.7

Di pergalên nîkel/zêr û teneqe/pêşeng de, zêr tavilê di nav teneke bêserûber de dihele. Kevir bi çêkirina pêkhateyên navmetalî Ni3Sn4 ve girêdanek xurt bi nîkelê bingehîn re çêdike. Pêdivî ye ku nîkel têr were depo kirin da ku pêveker nekeve binê sifir.Pîvana Bader destnîşan kir ku ji 0.5 mîkonê zêdetir nîkel ne hewce ye ku astengan biparêze, tewra ji şeş serpêlên germahiyê jî. Di rastiyê de, herî zêde qalîteya qata intermetalîkî ya hatî dîtin ji 0.5μm (20µinch) kêmtir e.

hêrs

Nikel/zêrê ne-elektrolîtîk tenê van demên dawî bûye kirasek rûkalê ya PCB-ya dawîn a hevpar, ji ber vê yekê dibe ku prosedurên pîşesaziyê ji bo vê rûkê minasib nebin. Ji bo ceribandina poroziya nîkel/zêrê elektrolîtîk ku wekî pêvekek pêvekirî tê bikar anîn (IPC-TM-650 2.3.24.2) 9 pêvajoyek hilma nîtrojenê heye. Nikel/impregnasyona ne-elektrolîtîk dê vê ceribandinê derbas neke. Standardek porosîta Ewropî bi karanîna ferricyanide potassium hatî pêşve xistin da ku porozîtiya têkildar a rûerdên daîreyê diyar bike, ku li gorî poran per mîlîmetre çargoşe (kêz /mm2) tê dayîn. Pêdivî ye ku rûyek xalîçeyek baş ji 10 kîlometre çargoşe kêmtir ji 100 kunên XNUMX mezinkirinê hebe.

xelasî

Pîşesaziya hilberîna PCB -ê eleqedar e ku ji ber sedemên lêçûn, dema çerxê, û lihevhatina materyalê mîqdara nîkelê ku li ser panelê hatî razandin kêm bike. Pêdivî ye ku hûrguliya nîkelê ya kêmtirîn bibe alîkar ku pêşî li belavbûna sifir li ser zêr were girtin, hêza welda baş were parastin, û berxwedana têkiliyê kêm bimîne. Pêdivî ye ku taybetmendiya nîkelê ya herî zêde di hilberîna plakayê de destûr bide, ji ber ku tu awayên ciddî yên têkçûnê bi depoyên nîkelê yên qalind re têkildar nabin.

Ji bo piraniya sêwiranên desteya gerîdeyê ya îroyîn, pêçek nîkel a ne-elektrolîtîkî ya 2.0μm (80µinches) qalindiya herî kêm a nîkelê ye. Di pratîkê de, dê cûrbecûr qalindên nîkelê li ser hilberek PCB -yê were bikar anîn (Wêne 2). Guherîna stûriya nîkelê dê ji guherîna taybetmendiyên kîmyewiyên serşokê û guheztina dema rûniştinê ya makîneya rakirina otomatîkî derkeve. Ji bo misogerkirina kêmtirîn 2.0μm, pêdivî ye ku taybetmendiyên bikarhênerên dawîn 3.5μm, herî kêm 2.0μm, û herî zêde jî 8.0µm hewce bikin.

Vê rêzika diyarkirî ya stûrbûna nîkelê ji bo hilberîna bi mîlyonan panelên gerdûnî guncan e. Rêza weldability, temenê hilanînê û pêdiviyên pêwendiya elektronîkên îroyîn bicîh tîne. Ji ber ku hewcedariyên meclîsê ji hilberek ji ya din ciyawaz in, dibe ku ji bo her serîlêdanek taybetî pêdivî be ku kincên rûkê bêne xweşkirin.