ماده اصلی برد مدار چاپی، مس، مستعد اکسیداسیون است که بر قابلیت لحیم کاری و عملکرد الکتریکی آن تأثیر می گذارد. هدف از درمان سطح ساخت یک لایه محافظ بر روی سطح مس برای اطمینان از عملکرد پایدار آن است. در حال حاضر، فرآیندهایی مانند تسطیح هوای گرم، پوشش ارگانیک و آبکاری نیکل/طلا الکترولس به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند که هر کدام مزایا، معایب و سناریوهای کاربردی خاص خود را دارند.
ماده اصلی برد مدار چاپی، مس، مستعد اکسیداسیون است که بر قابلیت لحیم کاری و عملکرد الکتریکی آن تأثیر می گذارد. هدف از درمان سطح ساخت یک لایه محافظ بر روی سطح مس برای اطمینان از عملکرد پایدار آن است. در حال حاضر، فرآیندهایی مانند تسطیح هوای گرم، پوشش ارگانیک و آبکاری نیکل/طلا الکترولس به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند که هر کدام مزایا، معایب و سناریوهای کاربردی خاص خود را دارند.
1، فرآیند تسطیح هوای گرم
تراز کردن هوای داغ با پوشش دادن سطح صفحه مدار چاپی با لحیم سرب مذاب قلع و استفاده از هوای فشرده گرم شده برای تراز کردن، ایجاد یک لایه پوشش ضد اکسیداسیون و لحیم کاری به دست می آید. در طی این فرآیند، یک ترکیب بین فلزی قلع مس به ضخامت 1-2 میل تولید می شود. این فرآیند به دو نوع عمودی و افقی تقسیم می شود که دومی به دلیل پوشش یکنواخت و سهولت تولید خودکار مورد پسندتر است.
این فرآیند شامل میکرو اچینگ، پیش گرم کردن، پوشش فلاکس، اسپری قلع و تمیز کردن است. این فرآیند دارای هزینه کم، جوش پذیری خوب و فناوری بالغ است، اما دارای مشکلاتی مانند صافی سطح ضعیف، تولید آسان دانه های قلع و سازگاری با محیط زیست ضعیف است. برای الکترونیک مصرفی و زمینه های کنترل صنعتی که به هزینه حساس هستند، نیازهای کمی برای صافی و جوشکاری خوب دارند، مانند تابلوهای کنترل خانگی، مناسب است.
2، فرآیند پوشش آلی
OSP از نظر شیمیایی یک لایه آلی روی سطح مس لخت تشکیل می دهد که معمولاً در برابر اکسیداسیون مقاوم است و می تواند با شار لحیم کاری در حین جوشکاری حذف شود. امروزه بنزیمیدازول به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و برای مقابله با لحیم کاری مجدد چند لایه، چندین لایه پوشش آلی باید ساخته شود. جریان فرآیند چربی زدایی، میکرو اچ، شستشوی اسید، تمیز کردن، پوشش آلی و تمیز کردن ثانویه را پوشش می دهد و کنترل فرآیند نسبتا آسان است.
فناوری OSP ساده و مقرون به صرفه است، تقریباً 25% -30% از بردهای مدار چاپی آن را به کار می گیرند و نسبت فزاینده ای از مزیت لحیم کاری مس خالی برخوردار است. با این حال، به اسید و رطوبت حساس است و در نتیجه عملکرد لحیم کاری با جریان ثانویه ضعیف، زمان ذخیره سازی و استفاده محدود، و مشکلات خاصی در آزمایش و مونتاژ می شود. مناسب برای سناریوهایی با نیازهای کم برای عملکرد اتصال سطحی و عمر ذخیره سازی، مانند بردهای مدار چاپی برای تلویزیون، بردهای بسته بندی تراشه با چگالی بالا و غیره.
3، فرآیند آبکاری نیکل شیمیایی / غوطه وری طلا
ENIG یک لایه آلیاژ طلای نیکل روی سطح مس تشکیل می دهد که می تواند برای مدت طولانی از برد مدار چاپی محافظت کند. در مقایسه با OSP، عملکرد الکتریکی و مقاومت محیطی آن بهتر است. آبکاری نیکل می تواند از انتشار طلا و مس جلوگیری کند و همچنین انبساط جهت Z را در دماهای بالا کنترل کند که برای لحیم کاری بدون سرب مفید است. این فرآیند شامل ترشی و تمیز کردن، میکرو اچینگ، پیش غوطه وری، فعال سازی، آبکاری شیمیایی نیکل و غوطه وری در طلا است که کنترل آن پیچیده و دشوار است.
این فرآیند به راحتی اکسید نمی شود، می تواند برای مدت طولانی ذخیره شود، دارای سطح صاف است، برای لحیم کاری پین های شکاف ریز مناسب است، می تواند در برابر لحیم کاری مجدد با جریان مجدد مقاومت کند و می تواند به عنوان بستری برای اتصال سیم COB استفاده شود. با این حال، هزینه بالا، استحکام جوش ضعیف، و حساسیت به مشکلات دیسک سیاه، قابلیت اطمینان طولانی مدت را زیر سوال میبرد. عمدتاً در زمینه هایی استفاده می شود که به قابلیت اتصال سطحی بالا و طول عمر ذخیره سازی طولانی نیاز دارند، مانند نواحی دکمه های تلفن همراه، مناطق اتصال روتر و غیره. در حال حاضر، حدود 10٪ -20٪ از بردهای مدار چاپی استفاده می شود.
4، روند غرق شدن نقره
فرآیند رسوب نقره بین OSP و ENIG، ساده و سریع است. اگرچه نمی تواند یک لایه محافظ ضخیم تشکیل دهد، اما می تواند عملکرد الکتریکی و جوش پذیری خوبی را حفظ کند. با این حال، سطح درخشندگی خود را از دست می دهد و قدرت بدنی ضعیفی دارد. این یک لایه پوشش نقره خالص در سطح زیر میکرون را از طریق واکنش جابجایی تشکیل می دهد، گاهی اوقات ترکیبات آلی را برای جلوگیری از خوردگی و مهاجرت نقره اضافه می کند.
فرآیند رسوب نقره ساده، با عملکرد الکتریکی و جوش پذیری خوب و ظرفیت ذخیره سازی خوب است، اما برای سناریوهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا دارند، مناسب نیست. معمولاً در زمینه هایی استفاده می شود که به عملکرد الکتریکی و جوش پذیری بالایی نیاز دارند و به هزینه حساس هستند، مانند برخی از مدارهای الکترونیکی مصرفی و تجهیزات ارتباطی.
5، فرآیند رسوب قلع
با توجه به این واقعیت که لحیم کاری بیشتر بر اساس قلع است، چشم انداز نظری فناوری رسوب قلع گسترده است. با توجه به محدودیتهای سبیلهای قلع و مهاجرت قلع، بعداً با افزودن افزودنیهای آلی برای ایجاد پایداری حرارتی و جوشپذیری خوب، تشکیل ترکیبات بینفلزی مسطح قلع مس، اجتناب از مشکل صافی تسطیح هوای گرم و بدون مشکلات انتشار فلز، حل شد. با این حال، مدت زمان نگهداری فویل آلومینیوم کوتاه است و مونتاژ باید به ترتیب انجام شود. مناسب برای سناریوهایی که نیاز به جوش پذیری بالا، صاف بودن و مونتاژ سریع دارند، مانند محصولات الکترونیکی متوسط تا پایین.