PCB ķīmiskā niķeļa-zelta un OSP procesa soļi un raksturlielumu analīze

Šajā rakstā galvenokārt analizēti divi visbiežāk lietotie procesi PCB virsmas apstrādes process: ķīmiskais niķeļa zelts un OSP procesa soļi un raksturlielumi.

ipcb

1. Ķīmiskais niķeļa zelts

1.1 Pamatdarbības

Attaukošana → mazgāšana ar ūdeni → neitralizācija → mazgāšana ar ūdeni → mikrokodināšana → mazgāšana ar ūdeni → iepriekšēja mērcēšana → pallādija aktivizēšana → pūšana un maisīšana ar ūdeni → bezvada niķelis → mazgāšana ar karstu ūdeni → elektrozelts → mazgāšana ar ūdeni → pēcapstrādes mazgāšana ar ūdeni → žāvēšana

1.2 Bezelektroniskais niķelis

A. Parasti bezelektronisko niķeli iedala “pārvietošanas” un “paškatalizējamā” tipos. Ir daudz formulu, taču neatkarīgi no tā, kura no tām, augstas temperatūras pārklājuma kvalitāte ir labāka.

B. Niķeļa hlorīdu (niķeļa hlorīdu) parasti izmanto kā niķeļa sāli

C. Parasti izmantotie reducējošie līdzekļi ir hipofosfīts/formaldehīds/hidrazīns/borhidrīds/amīnborāns.

D. Citrāts ir visizplatītākais helātu veidotājs.

E. Vannas šķīduma pH ir jāpielāgo un jākontrolē. Tradicionāli tiek izmantots amonjaks (Amonia), taču ir arī formulas, kurās tiek izmantots trietanola amonjaks (Triethanol Amine). Papildus regulējamam pH līmenim un amonjaka stabilitātei augstās temperatūrās, tas arī apvienojas ar nātrija citrātu, veidojot niķeļa metālu. Helātu veidojošs līdzeklis, lai niķelis varētu vienmērīgi un efektīvi nogulsnēties uz pārklātajām daļām.

F. Papildus piesārņojuma problēmu samazināšanai nātrija hipofosfīta izmantošana arī ļoti ietekmē pārklājuma kvalitāti.

G. Šī ir viena no ķīmisko niķeļa tvertņu formulām.

Formulācijas raksturlielumu analīze:

A. PH vērtības ietekme: duļķainība radīsies, ja pH ir zemāks par 8, un sadalīšanās notiks, ja pH ir augstāks par 10. Tam nav acīmredzamas ietekmes uz fosfora saturu, nogulsnēšanās ātrumu un fosfora saturu.

B. Temperatūras ietekme: temperatūrai ir liela ietekme uz nokrišņu ātrumu, reakcija ir lēna zem 70 °C, un ātrums ir strauji virs 95 °C, un to nevar kontrolēt. 90°C ir vislabākā temperatūra.

C. Kompozīcijas koncentrācijā nātrija citrāta saturs ir augsts, helātu veidotāja koncentrācija palielinās, nogulsnēšanās ātrums samazinās un fosfora saturs palielinās līdz ar helātu veidotāja koncentrāciju. Fosfora saturs trietanolamīna sistēmā var sasniegt pat 15.5%.

D. Palielinoties reducētāja nātrija dihidrogēnhipofosfīta koncentrācijai, palielinās nogulsnēšanās ātrums, bet vannas šķīdums sadalās, kad tas pārsniedz 0.37M, tāpēc koncentrācija nedrīkst būt pārāk augsta, pārāk augsta ir kaitīga. Nav skaidras attiecības starp fosfora saturu un reducētāju, tāpēc parasti ir lietderīgi kontrolēt koncentrāciju aptuveni 0.1 M.

E. Trietanolamīna koncentrācija ietekmēs pārklājuma fosfora saturu un nogulsnēšanās ātrumu. Jo augstāka koncentrācija, jo mazāks fosfora saturs un lēnāka nogulsnēšanās, tāpēc koncentrāciju labāk noturēt aptuveni 0.15M. Papildus pH regulēšanai to var izmantot arī kā metāla helātu veidotāju.

F. No diskusijas ir zināms, ka nātrija citrāta koncentrāciju var efektīvi regulēt, lai efektīvi mainītu pārklājuma fosfora saturu.

H. Vispārējos reducētājus iedala divās kategorijās:

Vara virsma lielākoties ir neaktivizēta virsma, lai tā radītu negatīvu elektroenerģiju, lai sasniegtu “atvērtās pārklājuma” mērķi. Vara virsma izmanto pirmo bezelektroniskā pallādija metodi. Tāpēc reakcijā ir fosfora eitektoze, un bieži sastopams 4-12% fosfora saturs. Tāpēc, ja niķeļa daudzums ir liels, pārklājums zaudē savu elastību un magnētismu, un palielinās trauslais spīdums, kas ir labs rūsas novēršanai un slikti stiepļu savienošanai un metināšanai.

1.3 bez elektrības zelta

A. Bezelektroniskais zelts ir sadalīts “izspiešanas zeltā” un “bezelektrozā zeltā”. Pirmais ir tā sauktais “iersijas zelts” (lmmersion Gold plating). Apšuvuma slānis ir plāns, un apakšējā virsma ir pilnībā pārklāta un apstājas. Pēdējais pieņem reducētāju, lai piegādātu elektronus, lai pārklājuma slānis varētu turpināt bezelektroniskā niķeļa sabiezēšanu.

B. Redukcijas reakcijas raksturīgā formula ir: reducēšanas pusreakcija: Au e- Au0 oksidācijas pusreakcijas formula: Reda Ox e- pilna reakcijas formula: Au Red aAu0 Ox.

C. Papildus zelta avota kompleksu nodrošināšanai un reducējošiem līdzekļiem bezelektroniskā zelta pārklājuma formula ir jāizmanto arī kopā ar helātus veidojošiem līdzekļiem, stabilizatoriem, buferiem un uzbriestājiem, lai tā būtu efektīva.

D. Daži pētījumu ziņojumi liecina, ka tiek uzlabota ķīmiskā zelta efektivitāte un kvalitāte. Galvenais ir reducējošo līdzekļu izvēle. No agrīna formaldehīda līdz neseniem borhidrīda savienojumiem kālija borhidrīdam ir visizplatītākā iedarbība. Tas ir efektīvāks, ja to lieto kopā ar citiem reducējošiem līdzekļiem.

E. Pārklājuma nogulsnēšanās ātrums palielinās, palielinoties kālija hidroksīda un reducētāja koncentrācijai un vannas temperatūrai, bet samazinās, palielinoties kālija cianīda koncentrācijai.

F. Komercializēto procesu darba temperatūra lielākoties ir ap 90°C, kas ir liels materiāla stabilitātes pārbaudījums.

G. Ja uz plānās ķēdes pamatnes rodas sānu augšana, tas var izraisīt īssavienojuma risku.

H. Plānajam zeltam ir nosliece uz porainību un viegli veidoties Galvanisko šūnu korozija K. Plānā zelta slāņa porainības problēmu var atrisināt ar pēcapstrādes pasivāciju, kas satur fosforu.