PCB-Technologie - Produktionsprozess der Leiterplattenoberfläche

Die allgemeinen Oberflächenbehandlungen von Leiterplatten einschließlich Zinnsprühen, OSP, und Gold immersion. Die "Oberfläche" bezieht sich hier auf die Verbindungspunkte auf der Leiterplatte, die elektrische Verbindungen zwischen elektronischen Komponenten oder anderen Systemen und der Schaltung der Leiterplatte bereitstellen, Ein Anschlusspunkt für ein Pad oder eine Kontaktverbindung. Die Lötbarkeit von blankem Kupfer selbst ist sehr gut, aber es ist leicht zu oxidieren, wenn es der Luft ausgesetzt ist, und es ist leicht kontaminiert zu werden. Deshalb muss die Leiterplatte oberflächenbehandelt werden.

1. Spraydose (HASL)

Wo perforierte Geräte dominieren, ist Wellenlöten die beste Lötmethode. Um den Prozessanforderungen des Wellenlötens gerecht zu werden, genügt der Einsatz der Heißluft-Lot-Nivellierungstechnologie (HASL, Heißluft-Lot-Nivellierung). Natürlich wird bei den Gelegenheiten, die eine hohe Verbindungsfestigkeit erfordern (insbesondere Kontaktverbindung), häufig Galvanik von Nickel/Gold eingesetzt. HASL ist die weltweit wichtigste Oberflächenbehandlungstechnologie, aber es gibt drei Haupttreiber, die die Elektronikindustrie antreiben, alternative Technologien für HASL in Betracht zu ziehen: Kosten, neue Prozessanforderungen und bleifreie Anforderungen.

Aus Kostensicht, Viele elektronische Komponenten wie Mobilfunk und Personal Computer werden zu beliebten Konsumgütern. Nur durch Verkauf zu Kosten oder niedrigeren Preisen können wir im harten Wettbewerbsumfeld unbesiegbar sein. Nach der Entwicklung der Montagetechnik zu SMT, PCB-Pads Siebdruck- und Reflow-Lötprozesse während des Montageprozesses erfordern. Im Fall von SMA, die Leiterplattenoberfläche Aufbereitungsprozess zunächst noch HASL-Technologie verwendet, aber mit dem kontinuierlichen Schrumpfen von SMT-Geräten, Auch die Pads und Schablonenöffnungen sind kleiner geworden, und die Nachteile der HASL-Technologie wurden allmählich aufgedeckt. Die mit der HASL-Technologie verarbeiteten Pads sind nicht flach genug, und die Koplanarität kann die Prozessanforderungen von Feinabstellpads nicht erfüllen. Umweltbelange konzentrieren sich in der Regel auf die potenziellen Auswirkungen von Blei auf die Umwelt.

2. Organische Lötbarkeit Schutzschicht (OSP)

Organisches Lötbarkeitskonservierungsmittel (OSP, Organisches Lötbarkeitskonservierungsmittel) ist eine organische Beschichtung, die verwendet wird, um zu verhindern, dass Kupfer vor dem Löten oxidiert, das heißt, um die Lötbarkeit von Leiterplatten-Pads vor Beschädigungen zu schützen.

Nachdem die Leiterplattenoberfläche mit OSP behandelt wurde, bildet sich auf der Oberfläche des Kupfers eine dünne organische Verbindung, um das Kupfer vor Oxidation zu schützen. Die Dicke von Benzotriazolen OSP ist im Allgemeinen 100 A°, während die Dicke von Imidazoles OSP dicker ist, im Allgemeinen 400 A°. OSP-Film ist transparent, es ist nicht einfach, seine Existenz mit bloßem Auge zu unterscheiden, und es ist schwer zu erkennen. Während des Montageprozesses (Reflow-Löten) wird das OSP leicht in die Lötpaste oder den sauren Flux eingeschmolzen, gleichzeitig wird die aktive Kupferoberfläche freigelegt und schließlich werden zwischen den Komponenten und den Pads Sn/Cu intermetallische Verbindungen gebildet. Daher hat OSP sehr gute Eigenschaften, wenn es zur Behandlung der Schweißoberfläche verwendet wird. OSP hat nicht das Problem der Bleiverschmutzung, daher ist es umweltfreundlich.

Einschränkungen von OSP:

1.Da OSP transparent und farblos ist, ist es schwierig zu prüfen, und es ist schwierig zu unterscheiden, ob die Leiterplatte mit OSP beschichtet wurde.

2. OSP selbst ist isoliert, es leitet keinen Strom. Das OSP von Benzotriazolen ist relativ dünn und kann den elektrischen Test nicht beeinflussen, aber für das OSP von Imidazoles ist der gebildete Schutzfilm relativ dick, was den elektrischen Test beeinflusst. OSP kann nicht verwendet werden, um elektrische Kontaktflächen wie Tastaturoberflächen für Tasten zu handhaben.

3. Während des Schweißprozesses von OSP wird stärkerer Flux benötigt, sonst kann der Schutzfilm nicht beseitigt werden, was zu Schweißfehlern führt.

4. Während des Speicherprozesses sollte die Oberfläche des OSP nicht sauren Substanzen ausgesetzt werden, und die Temperatur sollte nicht zu hoch sein, sonst verflüchtigt sich das OSP.

3. Tauchgold (ENIG)

Schutzmechanismus der ENIG:

Ni/Au wird auf der Kupferoberfläche durch chemische Methode plattiert. Die Abscheidungsdicke der inneren Schicht von Ni beträgt im Allgemeinen 120 bis 240 μin (etwa 3 bis 6 μm), und die Abscheidungsdicke der äußeren Schicht von Au ist relativ dünn, im Allgemeinen 2 bis 4 μinch (0.05 bis 0.1 μm). Ni bildet eine Barriereschicht zwischen Löt und Kupfer. Während des Lötens schmilzt das Au auf der Außenseite schnell mit dem Lot, und das Lot und Ni bilden eine Ni/Sn intermetallische Verbindung. Die Vergoldung auf der Außenseite soll Ni-Oxidation oder Passivierung während der Lagerung verhindern, so dass die Vergoldungsschicht dicht genug sein sollte und die Dicke nicht zu dünn sein sollte.

Tauchgold: Bei diesem Prozess soll eine dünne und kontinuierliche Goldschutzschicht aufgebracht werden. Die Dicke des Hauptgolds sollte nicht zu dick sein, sonst werden die Lötstellen sehr spröde, was die Zuverlässigkeit des Schweißens ernsthaft beeinträchtigen wird. Wie das Vernickeln hat Immersionsgold eine hohe Arbeitstemperatur und eine lange Zeit. Während des Tauchprozesses tritt eine Verdrängungsreaktion auf – auf der Oberfläche von Nickel ersetzt Gold Nickel, aber wenn die Verdrängung ein bestimmtes Niveau erreicht, stoppt die Verdrängungsreaktion automatisch. Gold hat eine hohe Festigkeit, Abriebfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und ist nicht leicht zu oxidieren, so dass es Nickel von Oxidation oder Passivierung verhindern kann und für die Arbeit in hochfesten Anwendungen geeignet ist.

Die Leiterplattenoberfläche Die von ENIG behandelte Oberfläche ist sehr flach und hat eine gute Koplanarität, die einzige, die für die Kontaktfläche des Tasters verwendet wird. Zweitens, ENIG hat ausgezeichnete Lötbarkeit, Gold schmilzt schnell in das geschmolzene Lot, dadurch frisches Ni.

Einschränkungen von ENIG:

Der Prozess von ENIG ist komplizierter, und wenn Sie gute Ergebnisse erzielen möchten, müssen Sie die Prozessparameter streng kontrollieren. Das Ärgerlichste ist, dass die ENIG-behandelte Leiterplattenoberfläche während ENIG oder Löten anfällig für schwarze Pads ist, was sich katastrophal auf die Zuverlässigkeit von Lötstellen auswirkt. Der Erzeugungsmechanismus der schwarzen Scheibe ist sehr kompliziert. Es tritt an der Grenzfläche von Ni und Gold auf, was sich direkt als übermäßige Oxidation von Ni manifestiert. Zu viel Gold versprödet die Lötstellen und beeinträchtigt die Zuverlässigkeit.