Splošne površinske obdelave PCB vključujejo brizganje pločevine, OSP, potapljanje zlata itd. “Površina” se tukaj nanaša na priključne točke na tiskani vezji, ki zagotavljajo električne povezave med elektronskimi komponentami ali drugimi sistemi in vezjem tiskanega vezja, kot so blazinice. Ali kontaktna točka za povezavo. Sama spajkanost golega bakra je zelo dobra, vendar se zlahka oksidira, ko je izpostavljen zraku, in se zlahka kontaminira. Zato je treba PCB površinsko obdelati.

1. Posoda za pršenje (HASL)

Kjer prevladujejo perforirane naprave, je valovno spajkanje najboljša metoda spajkanja. Uporaba tehnologije površinske obdelave spajkanja z vročim zrakom (HASL, Hot-air spajkalna izravnava) zadostuje za izpolnjevanje procesnih zahtev valovnega spajkanja. Seveda se za priložnosti, ki zahtevajo visoko trdnost spoja (predvsem kontaktna povezava), pogosto uporablja galvanizacija nikelj/zlato. . HASL je glavna tehnologija površinske obdelave, ki se uporablja po vsem svetu, vendar obstajajo tri glavne gonilne sile, ki spodbujajo elektronsko industrijo k razmišljanju o alternativnih tehnologijah za HASL: stroški, zahteve glede novih procesov in zahteve brez svinca.

S stroškovnega vidika postajajo številne elektronske komponente, kot so mobilne komunikacije in osebni računalniki, priljubljeno potrošniško blago. Le s prodajo po ceni ali nižjih cenah smo lahko nepremagljivi v ostri konkurenci. Po razvoju tehnologije sestavljanja v SMT, PCB blazinice med postopkom montaže zahtevajo postopke sitotiska in ponovnega spajkanja. V primeru SMA je postopek površinske obdelave PCB sprva še vedno uporabljal tehnologijo HASL, a ker se naprave SMT še naprej krčijo, so se tudi blazinice in odprtine šablone zmanjšale, slabosti tehnologije HASL pa so se postopoma izpostavile. Blazinice, obdelane s tehnologijo HASL, niso dovolj ravne in koplanarnost ne more izpolnjevati procesnih zahtev finih ploščic. Okoljske skrbi se običajno osredotočajo na potencialni vpliv svinca na okolje.

2. Zaščitni sloj za organsko spajkanje (OSP)

Zaščitno sredstvo za organsko spajkanje (OSP, Organic spajkalno sredstvo) je organski premaz, ki se uporablja za preprečevanje oksidacije bakra pred spajkanjem, to je za zaščito spajkanja PCB blazinic pred poškodbami.

Ko je površina PCB obdelana z OSP, se na površini bakra tvori tanka organska spojina, ki ščiti baker pred oksidacijo. Debelina benzotriazolov OSP je običajno 100 A°, medtem ko je debelina imidazolov OSP debelejša, običajno 400 A°. OSP film je prozoren, njegovega obstoja ni lahko razločiti s prostim očesom in ga je težko zaznati. Med postopkom montaže (reflow spajkanjem) se OSP zlahka stopi v spajkalno pasto ali kisli fluks, hkrati pa je izpostavljena aktivna bakrena površina in na koncu med komponentami in blazinicami nastanejo Sn/Cu intermetalne spojine. Zato ima OSP zelo dobre lastnosti, ko se uporablja za obdelavo varilne površine. OSP nima problema onesnaženosti s svincem, zato je okolju prijazen.

Omejitve OSP:

①. Ker je OSP prozoren in brezbarven, ga je težko pregledati in težko je razločiti, ali je PCB prevlečen z OSP.

② Sam OSP je izoliran, ne prevaja električne energije. OSP benzotriazolov je razmeroma tanek, kar morda ne vpliva na električni test, toda za OSP imidazolov je nastali zaščitni film relativno debel, kar bo vplivalo na električni test. OSP ni mogoče uporabiti za obdelavo električnih kontaktnih površin, kot so površine tipkovnice za tipke.

③ Med postopkom varjenja OSP je potreben močnejši flux, sicer zaščitnega filma ni mogoče odstraniti, kar bo povzročilo napake pri varjenju.

④ Med postopkom shranjevanja površina OSP ne sme biti izpostavljena kislim snovem in temperatura ne sme biti previsoka, sicer bo OSP izhlapel.

3. Potopno zlato (ENIG)

ENIG-jev zaščitni mehanizem:

Ni/Au se na bakreno površino nanese s kemično metodo. Debelina odlaganja notranje plasti Ni je na splošno 120 do 240 μin (približno 3 do 6 μm), debelina odlaganja zunanje plasti Au pa je razmeroma tanka, običajno 2 do 4 μinch (0.05 do 0.1 μm). Ni tvori pregradno plast med spajko in bakrom. Med spajkanjem se Au na zunanji strani hitro stopi v spajko, spajka in Ni pa tvorita intermetalno spojino Ni/Sn. Zunanja prevleka preprečuje oksidacijo ali pasivizacijo Ni med skladiščenjem, zato mora biti pozlačena plast dovolj gosta in debelina ne sme biti pretanka.

Potopno zlato: Pri tem postopku je namen nanesti tanko in neprekinjeno zlato zaščitno plast. Debelina glavnega zlata ne sme biti predebela, sicer bodo spajkalni spoji postali zelo krhki, kar bo resno vplivalo na zanesljivost varjenja. Tako kot nikljanje ima potopno zlato visoko delovno temperaturo in dolgo časa. Med postopkom potapljanja se bo pojavila reakcija premika – na površini niklja zlato nadomesti nikelj, ko pa premik doseže določeno raven, se reakcija premika samodejno ustavi. Zlato ima visoko trdnost, odpornost na obrabo, visoko temperaturno odpornost in ga ni enostavno oksidirati, zato lahko prepreči oksidacijo ali pasivacijo niklja in je primerno za delo v aplikacijah z visoko trdnostjo.

Površina PCB, obdelana z ENIG, je zelo ravna in ima dobro koplanarnost, ki je edina uporabljena za kontaktno površino gumba. Drugič, ENIG ima odlično spajkanje, zlato se bo hitro stopilo v staljeno spajko in tako izpostavilo svež Ni.

Omejitve ENIG:

Proces ENIG je bolj zapleten in če želite doseči dobre rezultate, morate strogo nadzorovati procesne parametre. Najbolj moteča stvar je, da je površina PCB, obdelana z ENIG, nagnjena k črnim blazinicam med ENIG ali spajkanjem, kar bo imelo katastrofalen vpliv na zanesljivost spajkalnih spojev. Mehanizem ustvarjanja črnega diska je zelo zapleten. Pojavlja se na meji med Ni in zlatom in se neposredno kaže kot prekomerna oksidacija Ni. Preveč zlata bo krhko spajkalne spoje in vplivalo na zanesljivost.

Vsak postopek površinske obdelave ima svoje edinstvene značilnosti, različen pa je tudi obseg uporabe. Glede na uporabo različnih plošč so potrebne različne zahteve za površinsko obdelavo. V okviru omejitve proizvodnega procesa včasih strankam dajemo predloge glede na značilnosti plošč. Glavni razlog je razumna površinska obdelava, ki temelji na uporabi izdelka stranke in procesnih zmogljivostih podjetja. s Izbira.