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Técnica y método para eliminar la capa de plata de la placa de PCB
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Técnica y método para eliminar la capa de plata de la placa de PCB

Técnica y método para eliminar la capa de plata de la placa de PCB

2022-03-31
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Author:pcb

Bien conocido, Porque Placa de circuito impreso No apto para la industria pesada después del montaje, Por lo tanto, el costo de los productos de desecho es causado por el micro vacío. La investigación adicional sobre este problema demuestra que el problema se debe enteramente a la soldabilidad causada por el diseño de la placa de circuito., Independientemente del proceso de deposición de plata u otro tratamiento final de la superficie.

1.. Root cause analysis
By analyzing the root cause of defects, La tasa de defectos puede reducirse mediante la mejora del proceso y la optimización de los parámetros.. El efecto Gianni generalmente ocurre bajo la grieta entre la película de soldadura y la superficie de cobre.. En el proceso de precipitación de plata, Porque las grietas son pequeñas, Suministro limitado de iones de plata en solución precipitada de plata, Pero aquí el cobre se corroe en iones de cobre, La reacción de precipitación de plata se produce en la superficie de cobre fuera de la grieta.. Porque la conversión iónica es la fuerza motriz de la precipitación de plata, El grado de erosión de la superficie de cobre bajo la grieta está directamente relacionado con el espesor de la precipitación de plata. Las grietas pueden formarse por cualquiera de las siguientes razones: erosión transversal excesiva/development or poor bonding of the solder film to the copper surface; Uneven electroplated copper layer (thin copper orifice); There are obvious deep scratches on the substrate copper under the resistance film. La corrosión ocurre cuando el azufre o el oxígeno en el aire reaccionan con la superficie metálica. Silver reacts with sulfur to form a $silver sulfide (Ag2.S) film on the surface, Si el contenido de azufre es alto, eventualmente se vuelve negro. Hay varias maneras de contaminar la plata con azufre, either by air (as mentioned earlier) or by other sources such as PWB wrapping paper. Diferentes modos de reacción entre plata y oxígeno, Generalmente hay cobre debajo de la capa de plata, formando óxido cuproso marrón oscuro. Este defecto se debe a que la tasa de deposición de plata es muy rápida., Formación de depósitos de plata de baja densidad, Esto hace que el cobre en la parte inferior de la capa de plata sea fácilmente accesible al aire, Por lo tanto, el cobre reaccionará con oxígeno en el aire. La estructura cristalina suelta tiene un gran espacio intergranular, por lo que se necesita una capa de deposición de plata más gruesa para realizar la resistencia a la oxidación.. Esto significa depositar una capa de plata más gruesa durante la producción, Esto aumenta los costos de producción y aumenta la probabilidad de problemas de soldabilidad, como microporos y soldadura deficiente.. La exposición al cobre suele estar relacionada con procesos químicos previos a la precipitación de plata. Este defecto aparece después del proceso de deposición de plata, Esto se debe principalmente a que las películas residuales que no se eliminan completamente antes del proceso impiden la deposición de la capa de plata.. Las películas residuales producidas durante la soldadura de Resistencia son comunes, No está claro por qué los desarrolladores desarrollan, Esto se llama "membrana residual"., Esta película residual previene la precipitación de plata. La tecnología de tratamiento mecánico es también una de las razones de la exposición al cobre. La estructura de la superficie de la placa de circuito afectará la uniformidad del contacto entre la placa de circuito y la solución.. La circulación insuficiente o excesiva de la solución puede dar lugar a depósitos de plata desiguales.. Contaminación iónica: la presencia de material iónico en la superficie de la placa de circuito puede interferir con el rendimiento eléctrico de la placa de circuito. These ions mainly come from the silver immersion solution itself (remaining in the silver immersion layer or under the solder resist film). Diferentes soluciones de plata precipitada tienen diferentes contenidos iónicos. Mayor contenido iónico de la solución, En las mismas condiciones de lavado, cuanto mayor es el valor de contaminación iónica. La porosidad del depósito de plata es también uno de los factores importantes que influyen en la contaminación iónica.. La capa de plata con alta porosidad es fácil de retener iones en la solución, Esto aumenta la dificultad del lavado, lo que resulta en un aumento correspondiente del valor de contaminación iónica.. El efecto del lavado posterior también afectará directamente a la contaminación iónica., El lavado inadecuado o la mala calidad del agua pueden dar lugar a una contaminación iónica excesiva. El diámetro del poro suele ser inferior a 1 mm. La cavidad en el compuesto de interfaz metálica entre la soldadura y la superficie de soldadura se llama microporos porque es en realidad un "Grupo de cavitación plana" en la superficie de soldadura., Por lo tanto, reduce en gran medida la fuerza de la Junta de soldadura. Microporos en la OSP, Enig and deposited Silver Surface. La causa fundamental de los microporos no está clara., Pero se han identificado varios factores de influencia. Although all microvoids in the ag-precipitate layer occur on thick silver (more than 15μm thick) surfaces, No todos los microporos se encuentran en capas gruesas de plata. Cuando la estructura de la superficie de cobre en el Fondo de la capa de deposición de plata es muy áspera, es más probable que aparezcan microporos.. La aparición de microporos también parece estar relacionada con el tipo y la composición de la materia orgánica Co - depositada en la capa de plata.. En vista de los fenómenos mencionados anteriormente, Fabricante de equipos originales, Correo urgente, Fabricante de pwb, Varios estudios de soldadura simulada realizados por proveedores químicos, Ninguno de ellos elimina completamente los poros.

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2. Preventive measures
In order to avoid or eliminate defects and improve the yield, Las medidas preventivas deben tener en cuenta los efectos de los productos químicos y el equipo en los defectos de la producción real.. La prevención del efecto Gianni se remonta al proceso de recubrimiento de cobre pretratado. Para agujeros de alta relación de aspecto y microporos, El espesor uniforme de la galvanoplastia ayuda a eliminar el peligro oculto del efecto Gianni. Corrosión excesiva o erosión lateral en el pelado de película, Los procesos de grabado y pelado de estaño pueden contribuir a la formación de grietas, Solución corrosiva residual u otra solución puede estar presente en la grieta. Sin embargo,, El problema de la película de soldadura sigue siendo la razón principal del efecto Gianni.. La mayoría de las placas defectuosas con efecto Gianni tienen corrosión lateral o desprendimiento de película de soldadura, Esto se debe principalmente al proceso de desarrollo de la exposición. Por consiguiente,, Si la película de soldadura se desarrolla después del "pie delantero" y la película de soldadura se cura completamente, De esta manera, el problema del efecto Gianni puede ser casi eliminado. Para obtener una buena deposición de plata, La posición de deposición de plata debe ser 100% Cu, La solución en cada tanque tiene una buena capacidad de perforación, Y la solución se puede intercambiar eficientemente a través del agujero. Para estructuras muy finas, Por ejemplo, HDI Board, Es muy útil instalar un ultrasonido o una jeringa en una solución de pretratamiento y precipitación de plata. Gestión de la producción para el proceso de precipitación de plata, El efecto de Gianni se puede mejorar mediante el control de la velocidad de corrosión para formar una superficie lisa y semibrillante.. For original equipment manufacturers (Oems), Es necesario evitar grandes superficies de cobre o a través de agujeros de alta relación de aspecto conectados a cables finos para eliminar los peligros ocultos del efecto Gianni.. Proveedores de productos químicos, La solución de precipitación de plata no debe ser muy corrosiva., Mantener un pH adecuado, Controlar la tasa de precipitación de plata y producir la estructura cristalina necesaria, El espesor de la plata fina puede lograr la resistencia a la corrosión. La corrosión puede reducirse aumentando la densidad del recubrimiento y reduciendo la porosidad.. Uso de envases sin azufre, Sellado simultáneo para aislar la placa de contacto con el aire, También debe evitarse el contacto entre el azufre en el aire y la superficie de plata. El cartón envasado se almacena a una temperatura de 3.0℃ y una humedad relativa del 4.0%.. Aunque la vida útil de la bandeja de plata es muy larga, El almacenamiento todavía debe seguir "primero en entrar", Principio de primera salida. El cobre expuesto puede reducirse o eliminarse optimizando el proceso de pre - precipitación.. Para ello, La superficie de cobre puede inspeccionarse mediante un ensayo de "Corte de agua" o un ensayo de "punto brillante" después del micrograbado.. Una superficie de cobre limpia puede mantener la película de agua durante al menos 40 segundos. Mantener periódicamente el equipo para garantizar una circulación uniforme y estable de la solución, Los parámetros operativos del asentamiento de plata se obtienen mediante la optimización del tiempo Doe, Temperatura y agitación para asegurar el espesor deseado y la alta calidad de la capa de plata. Utilizar ultrasonido o jeringa según sea necesario para mejorar la humectabilidad de la solución de precipitación de plata a través de microporos, Agujeros y placas de alta relación de aspecto, Y proporcionar una solución viable para la producción de tableros HDI. Estos métodos mecánicos auxiliares se pueden utilizar para el pretratamiento y la deposición de plata para asegurar que la pared del agujero esté completamente húmeda.. La contaminación iónica puede reducirse reduciendo la concentración iónica de la solución de plata precipitada.. Por consiguiente,, El contenido iónico de la solución precipitada de plata debe ser lo más bajo posible sin afectar las propiedades de la solución.. Limpiar la Sección de limpieza normal con agua desionizada durante al menos 1 minuto, and the ion content (anions and cations) must be periodically tested for compliance with industry standards. Distinguir los principales contaminantes, Los resultados de estas pruebas deben registrarse y mantenerse. Los microporos son un defecto difícil de prevenir, ya que la verdadera causa de los microporos no está clara.. Como se ha descrito anteriormente, Ya sabemos que hay factores que parecen causar o acompañar microporos, Y los microporos pueden ser controlados eliminando o minimizando estos factores. El espesor de la deposición de plata es un factor importante que causa microporos, Por lo tanto, controlar el espesor de la deposición de plata es el primer paso. Segundo, La tasa de corrosión y la tasa de deposición de plata deben ajustarse para obtener una estructura superficial lisa y uniforme.. El contenido de materia orgánica en los depósitos de plata también debe controlarse midiendo la pureza de los depósitos de plata en diferentes puntos de la vida útil del líquido del depósito.. The reasonable silver content should be controlled above 90% (atomic ratio).

3. The ideal process - AlphaSTAR
Además to excellent performance, El "proceso ideal" también debe cumplir los requisitos de Seguridad, Requisitos de protección ambiental y fiabilidad para la industria electrónica publicados el 1 de julio, 2006. Aunque les Chemicals tiene una línea de productos alphalevel desde 1994, Les Chemicals continue to improve processes and R & D, La tecnología de ranura de plata de tercera generación se ha desarrollado con éxito para: Placa de circuito impreso Estrella alfabética. El proceso AlphaStar está diseñado para satisfacer los estrictos requisitos de acabado de hoy. Resuelve los problemas anteriores que conducen a la eliminación de PCB, Aumento de los costos, Protección y seguridad del medio ambiente, Y cumplir con las regulaciones actuales y futuras que pueden afectar a la industria de PCB. The process consists of 7 steps (three of which are washing steps), Su rendimiento y ventajas se describen de la siguiente manera: el pretratamiento se divide en cuatro pasos: desengrasar, Lavado, Micro - corrosión y lavado. La tensión superficial de la solución de eliminación de aceite es muy baja y puede humedecer todas las superficies de cobre., Esto no sólo elimina el problema de la exposición al cobre, sino que también promueve la deposición de la capa de plata en poros de alta relación de aspecto y microporos.. Una fórmula única de micro - grabado produce partículas ligeramente más gruesas, Estructura superficial semibrillante que ayuda a formar una capa de plata con una estructura cristalina fina y compacta, Causa alta densidad, Depósitos de plata de baja porosidad, incluso a un espesor de plata muy bajo. Esto mejora en gran medida la resistencia a la corrosión de la capa de plata. La precipitación de plata se divide en tres pasos: pre - lixiviación, Precipitación de plata y lavado con agua desionizada. La enseñanza preparatoria tiene tres objetivos. First, Se utiliza como solución sacrificial para evitar que el cobre y otras sustancias entren en el tanque de micro - grabado y contaminen la solución de precipitación de plata.. Segundo, El objetivo es proporcionar una superficie de cobre limpia para la reacción de sustitución de sedimentos de plata., Por lo tanto, la superficie de cobre puede obtener el mismo entorno químico y valor de pH que la solución de precipitación de plata.. La tercera función del proceso es la reposición automática de la ranura de plata, since the prepreg has the same composition as the silver sink (except for the metallic silver). En la reacción de precipitación de plata, Consumo de plata metálica, El cambio del contenido de componentes orgánicos en la solución de precipitación de plata es sólo la pérdida causada por la lixiviación del tanque., Las soluciones de pre - lixiviación y precipitación de plata tienen la misma composición, La cantidad de pre - lixiviación es igual a la cantidad de precipitación de plata, Por lo tanto, la solución de precipitación de plata no acumula materia orgánica innecesaria. La precipitación de plata se lleva a cabo mediante la sustitución de iones de cobre y plata.. La superficie de cobre se coarta ligeramente a través de la solución de micro - grabado AlphaStar para asegurar la formación de una capa uniforme de deposición de plata a una velocidad controlada.. La lenta tasa de deposición de plata favorece la deposición de estructuras cristalinas compactas, Evitar el crecimiento de partículas debido a la precipitación y aglomeración, Formación de una capa de plata de alta densidad. Tan denso, moderately thick (6-12U ") silver layer not only has high corrosion resistance, Y tiene una buena conductividad eléctrica. La precipitación de plata es muy estable, Larga vida útil, insensible a la luz y a los haluros traza. Otras ventajas de AlphaStar incluyen una reducción significativa del tiempo de inactividad, Baja contaminación iónica, Bajo costo del equipo.

4. Conclusion
The AlphaSTAR process combines several finishing properties that meet and exceed the PCB industry's requirements for solderability, Fiabilidad, Seguridad, Cumplimiento. El proceso AlphaStar tiene una amplia ventana de operación; Fácil de operar, Control y mantenimiento, Operación de reelaboración, Coste de producción del mismo tratamiento final de superficie. El proceso AlphaStar resuelve los problemas relacionados con los seis procesos de precipitación de plata mencionados anteriormente., Eliminar o reducir su impacto directo en la calidad PCB Board Productos. In addition, El proceso se ajusta a las normas RoHS y RAEE., Capa de plata sin plomo.