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Blogue PCB
Caractéristiques et application de la technologie de traitement de surface des PCB
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Caractéristiques et application de la technologie de traitement de surface des PCB

2022-03-29
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Author:pcb

- moi.. Introduction
With the continuouArt. improvement of human'Art. requirementArt. for the living environment, ProblèmeArt. environnementaux actuels PCB Board Le processus de production est particulièrement important. Le sujet du plomb et du brome est actuellement brûlant; Sans plomb et sans halogène PCB BoardÀ bien des égards. Bien que le procédé de traitement de surface ait changé PCB BoardS n'est pas grand pour le moment, C'est une chose relativement éloignée., Il convient toutefois de noter que des changements lents à long terme entraîneront de grands changements.. Dans un contexte de plus en plus favorable à l'environnement, Traitement de surface PCB BoardÀ l'avenir, il y aura certainement de grands changements en Chine..

PCB board

2.. Celui - ci. purpose of surface treatment
The basic purpose of surface treatment is to ensure good solderability or electrical properties. Comme le cuivre est souvent présent dans l'air sous forme d'oxydes dans la nature, il est peu probable qu'il reste grossier pendant longtemps., Traitement supplémentaire du cuivre nécessaire. Bien que dans les assemblages ultérieurs, Un flux fort peut être utilisé pour éliminer la plupart des oxydes de cuivre, Mais les flux forts eux - mêmes ne sont pas faciles à éliminer, Par conséquent, l'industrie n'utilise généralement pas de flux élevés.

3.. Five common surface treatment processes
There are many surface treatment processes for PCB Board. Le nivellement de l'air chaud est courant, Revêtements organiques, Nickelage électrolytique/Trempage de l'or, Trempage de l'argent et de l'étain, Voici une introduction.
1) Hot air leveling
Hot air leveling, Aussi connu sous le nom de niveau de soudure à air chaud, Est un revêtement de soudure en plomb - étain fondu PCB and flattening (blowing) it with heated compressed air to form a Couche that resists copper oxidation and provides good reliability. Revêtement soudable. Lors du nivellement à l'air chaud, la soudure et le cuivre forment un composé Intermétallique cuivre - étain à l'articulation.. L'épaisseur de la soudure pour protéger la surface du cuivre est d'environ 1 - 2 Mils. The PCB Board Immersion dans la soudure fondue à l'air chaud; Le couteau à gaz souffle la soudure liquide avant le durcissement de la soudure; Le couteau à gaz peut plier le ménisque de la soudure sur la surface du cuivre et empêcher le pont de la soudure. Le nivellement de l'air chaud est divisé en deux types: vertical et horizontal.. On pense généralement que le type horizontal est meilleur, Principalement parce que la couche horizontale de nivellement de l'air chaud est plus uniforme, ce qui permet une production automatisée. Le procédé général de nivellement à l'air chaud est le suivant: micro - gravure, préchauffage, revêtement de flux, pulvérisation d'étain et nettoyage..

2) Organic coating
The organic coating process is different from other surface treatment processes, Il agit comme barrière entre le cuivre et l'air; Le procédé de revêtement organique est simple et peu coûteux., Il est donc largement utilisé dans l'industrie. Les molécules des premiers revêtements organiques sont l'Imidazole et le Benzotriazole, qui jouent un rôle dans la prévention de la rouille., La molécule est principalement le Benzimidazole, C'est un groupe fonctionnel d'azote lié chimiquement PCB Board. Lors du soudage ultérieur, Si une seule couche de revêtement organique sur la surface du cuivre n'est pas acceptable, Il doit y avoir beaucoup de couches.. C'est pourquoi les liquides de cuivre sont généralement ajoutés aux réservoirs de produits chimiques. Après revêtement, Cuivre adsorbé par revêtement; Ensuite, les molécules de revêtement organique de la deuxième couche se lient au cuivre jusqu'à ce que 20 ou même des centaines de molécules de revêtement organique soient assemblées sur la surface du cuivre., Assurer une soudure à Reflow multiple . Les résultats des essais montrent que le procédé de revêtement organique peut maintenir de bonnes performances dans de nombreux procédés de soudage sans plomb.. Le procédé général de revêtement organique est le suivant: dégraissage, micro - gravure, décapage, nettoyage à l'eau pure et nettoyage du revêtement organique., Et le contrôle du processus est plus facile que d'autres traitements de surface.

3) Electroless Nickel/Immersion Gold
The Nickelage électrolytique/Le processus de lixiviation de l'or n'est pas aussi simple que le revêtement organique. Nickelage électrolytique/L'or immergé semblait leur donner une épaisse armure. PCB; En outre, Nickelage électrolytique/Le procédé de lixiviation de l'or n'est pas aussi résistant à la rouille qu'un revêtement organique.. layer, Utilisation à long terme PCB Board Et obtenir de bonnes performances électriques. Donc,, Nickelage électrolytique plating/Le trempage de l'or est un alliage Nickel - or recouvert d'une couche de cuivre ayant de bonnes propriétés électriques., Ça protège. PCB Board à long terme; En outre, Il a également une protection de l'environnement qui n'est pas disponible dans d'autres procédés de traitement de surface.. PL'impatience. La raison du nickelage est la diffusion mutuelle de l'or et du cuivre, Et la couche de nickel empêche la diffusion entre l'or et le cuivre; Pas de couche de nickel, L'or se répandra dans le cuivre en quelques heures.. Un autre avantage du nickelage électrolytique/Le trempage de l'or est la résistance du nickel, Parce que seulement 5. microns de nickel peuvent limiter l'expansion Z à haute température. En outre, electroless nickel/Le trempage de l'or empêche également la dissolution du cuivre, Cela facilitera l'assemblage sans plomb. Procédé général de nickelage électrolytique / Le procédé de lixiviation de l'or est le suivant: décapage - micro - Gravure - pré - lixiviation - activation - nickelage électrolytique - lixiviation de l'or électrolytique, Il y a principalement 6 réservoirs de produits chimiques, Près d'une centaine de produits chimiques, Par conséquent, le contrôle du processus est difficile.

4.) Immersion silver
The immersion silver process is between organic coating and electroless nickel/Trempage de l'or. Le processus est relativement simple et rapide; C'est moins compliqué que le nickel électrolytique./Trempage de l'or, Il n'a pas non plus ajouté une épaisse couche d'armure PCB, Mais il offre encore de bonnes performances électriques. L'argent est le frère cadet de l'or et maintient une bonne soudabilité même lorsqu'il est exposé à des températures élevées, Humidité et contamination, Mais il perd du lustre.. L'argent immergé n'a pas une bonne résistance physique au nickelage électrolytique/Tremper l'or parce qu'il n'y a pas de nickel sous la couche d'argent. En outre, L'argent immergé a de bonnes propriétés de stockage, Après plusieurs années d'imprégnation d'argent, il n'y a pas de problème majeur d'assemblage. L'imprégnation d'argent est une réaction de remplacement, C'est presque une couche d'argent sous - micron.. Parfois, le procédé de lixiviation de l'argent contient également de la matière organique, Principalement utilisé pour prévenir la corrosion de l'argent et éliminer les problèmes de migration de l'argent; Il est souvent difficile de mesurer cette mince couche de matière organique, L'analyse montre que la matière organique est inférieure à 1% en poids.

5) Immersion Tin
Since all current solders are based on tin, La couche d'étain peut correspondre à n'importe quel type de soudure. De ce point de vue,, La technologie de trempage de l'étain a de vastes perspectives de développement. Cependant,, La moustache d'étain apparaît devant PCB BoardAprès trempage de l'étain, La migration des moustaches d'étain et de l'étain pendant le soudage pose des problèmes de fiabilité., Par conséquent, l'utilisation du procédé de trempage de l'étain est limitée.. Plus tard,, Ajout d'additifs organiques à la solution d'imprégnation d'étain, Cela permet à la structure de la couche d'étain d'avoir une structure granulaire, Cela surmonte le problème précédent, Et a une bonne stabilité thermique et soudabilité. Le procédé de trempage de l'étain peut former des composés intermétalliques plats Cu - Sn, Cela permet à l'étain immergé d'avoir la même bonne soudabilité que le nivellement à l'air chaud, sans problème de nivellement à l'air chaud; Il n'y a pas de nickelage électrolytique non plus. / Problèmes de diffusion entre les métaux d'or immergés - les composés intermétalliques cuivre - étain peuvent être solidement liés. La plaque d'étain trempée ne peut pas être conservée trop longtemps, L'assemblage doit être effectué dans l'ordre de trempage de l'étain..

6) Other surface treatment processes
There are few applications of other surface treatment processes. Jetons un coup d'oeil à un nombre relativement élevé de procédés d'électrodéposition ni - au et de palladium électrolytique. L'électrodéposition de nickel - or est l'initiateur du traitement de surface PCB Boards. Depuis PCB Boards, Et progressivement évolué vers d'autres approches. Appliquer d'abord une couche de nickel sur la surface du conducteur PCB et appliquer une couche d'or. Le nickelage vise principalement à empêcher la diffusion entre l'or et le cuivre.. Now there are two types of electroplated nickel gold: soft gold plating (pure gold, the gold surface does not look bright) and hard gold plating (the surface is smooth and hard, Résistant à l'usure, Contient d'autres éléments, tels que le cobalt, and the gold surface looks brighter). L'or mou est principalement utilisé pour le fil d'or dans l'emballage des puces. L'or dur est principalement utilisé pour l'interconnexion électrique dans les zones non soudées. Compte tenu des coûts, L'industrie utilise généralement le transfert d'image pour réduire l'utilisation de l'or par placage sélectif. Actuellement, Le placage sélectif de l'or est de plus en plus utilisé dans l'industrie, Principalement en raison de la difficulté de contrôler le nickelage électrolytique/Procédé de lixiviation de l'or. Dans des conditions normales, Le soudage peut rendre l'or plaqué fragile, Cela réduira la durée de vie, Par conséquent, éviter le soudage sur l'or plaqué; Mais nickel électrolytique/L'or immergé est très mince et cohérent, Et la fragilisation est rare. . Le procédé de placage électrolytique du palladium est similaire au procédé de placage électrolytique du nickel. The main process is to reduce palladium ions to palladium on the catalytic surface by a reducing agent (such as sodium dihydrogen hypophosphite), Le nouveau Palladium peut servir de catalyseur pour la réaction, Pour obtenir n'importe quelle épaisseur de revêtement Palladium. L'avantage du palladium électrolytique est une bonne fiabilité de soudage, Stabilité thermique, Et la planéité de la surface.

4. The choice of surface treatment technology
The choice of surface treatment process mainly depends on the type of final assembly components; the surface treatment process will affect the production, Montage et utilisation finale PCB Board. L'utilisation de cinq traitements de surface courants est décrite ci - dessous..
1) Hot air leveling
Hot air leveling once dominated the PProcédé de traitement de surface noir de carbone. Années 80, Plus des trois quarts PCB BoardAdopter un processus de nivellement à l'air chaud, Mais au cours de la dernière décennie, l'industrie a réduit l'utilisation des processus de nivellement à l'air chaud.. On estime qu'environ 25 à 40% des PCB Boards. Utiliser un processus de nivellement à air chaud. Sale., Puant, Le processus dangereux de nivellement de l'air chaud n'a jamais été le processus le plus populaire, Mais c'est un très bon procédé pour des pièces plus grandes et des conducteurs plus espacés. In PCB Board Plus dense, La planéité du nivellement par air chaud affectera l'assemblage ultérieur; Donc,, Les panneaux HDI n'utilisent généralement pas de processus de nivellement à l'air chaud. Au fur et à mesure que la technologie avance, L'industrie a mis au point un processus de nivellement à l'air chaud pour le qfP Et BGA avec un espacement de montage plus petit, Mais peu d'applications pratiques. Actuellement, Certaines usines utilisent des revêtements organiques et du nickel électrolytique/Le procédé de trempage de l'or remplace le procédé de nivellement à l'air chaud; Les progrès technologiques ont également conduit certaines usines à adopter des procédés de trempage de l'étain et de l'argent.. Et la tendance récente à l'absence de plomb, L'utilisation du nivellement à l'air chaud est encore limitée. Malgré ce qu'on appelle le nivellement de l'air chaud sans plomb,, Cela peut impliquer des problèmes de compatibilité des appareils.

2) Organic coating
It is estimated that about 25%-30% of PCB BoardNous utilisons actuellement un procédé de revêtement organique, and this proportion has been rising (it is likely that organic coating is now in place over hot air leveling). Le procédé de revêtement organique peut être utilisé dans la basse technologie PCB BoardComme la haute technologie PCB Boards, Par exemple, une télévision à un côté PCB BoardS et panneaux d'emballage à puce haute densité. Pour BGA, Les revêtements organiques ont également de nombreuses applications. Si PCB Board Il n'y a pas d'exigences fonctionnelles ou de limites de durée de conservation pour les raccordements de surface, Le revêtement organique sera un procédé de traitement de surface idéal.

3) Electroless Nickel/Immersion Gold
The electroless nickel/Le procédé de lixiviation de l'or est différent du revêtement organique. Principalement utilisé pour les circuits imprimés ayant des exigences fonctionnelles de connexion de surface et une longue durée de conservation, Comme les zones critiques du téléphone, Zone de connexion Edge du boîtier du routeur, Et la flexibilité du processeur à puce. Zone de contact électrique connectée. Nickelage électrolytique/En raison de la planéité du nivellement à l'air chaud et de l'élimination du flux de revêtement organique, le trempage de l'or a été largement utilisé dans les années 1990. Application de la technologie de lixiviation de l'or/Réduction du processus de lixiviation de l'or, Mais presque toute la haute technologie PCB Board L'usine a du nickel électrolytique/Fil doré. Tenir compte de la fragilité des soudures lors de l'enlèvement des composés intermétalliques cuivre - étain, Les composés intermétalliques Nickel - étain relativement fragiles posent de nombreux problèmes.. Donc,, almost all portable electronic products (such as mobile phones) use copper-tin intermetallic compound solder joints formed by organic coating, Trempage de l'argent ou de l'étain, Nickel électrolytique/Trempage de l'or pour former des zones critiques, Zone de contact et zone de blindage EMI . Environ 10 à 20% selon les estimations PCB BoardS nickel électrolytique actuellement utilisé/Procédé de lixiviation de l'or.

4) Immersion silver
Immersion silver is cheaper than electroless nickel plating/Trempage de l'or. Si PCB Board Avec les exigences de la fonction de connexion, les coûts doivent être réduits, Tremper l'argent est un bon choix; Plus bonne planéité et contact avec l'argent immergé, Le procédé de trempage de l'argent doit donc être choisi.. L'argent immergé a de nombreuses applications dans les produits de communication, Automobile, Et périphériques informatiques, L'argent immergé est également utilisé dans la conception de signaux à grande vitesse. Parce que l'argent immergé a de meilleures propriétés électriques que d'autres traitements de surface, Il peut également être utilisé pour les signaux à haute fréquence. EMS recommande le procédé de trempage de l'argent en raison de sa facilité d'assemblage et de sa meilleure vérifiabilité.. Cependant,, the growth of immersion silver is slow (but not decreased) due to defects such as tarnishing and solder joint voids. Environ 10 à 15% selon les estimations PCB BoardNous utilisons actuellement un procédé de trempage de l'argent.

5) Immersion Tin
The introduction of tin into the surface treatment process is a matter of nearly ten years, Ce processus est le résultat des exigences de l'automatisation de la production.. Immersion tin does not bring any * elements into the welding place, Particulièrement adapté au plan arrière de communication. L'étain perdra sa soudabilité au - delà de la durée de conservation des circuits imprimés., Le trempage de l'étain nécessite donc de meilleures conditions de stockage.. En outre, L'utilisation du procédé de lixiviation de l'étain est limitée en raison de la présence de cancérogènes.. On estime que 5 à 10% environ PCB BoardNous utilisons actuellement le procédé de trempage de l'étain.

5. Conclusion
As customer requirements are getting higher and higher, Exigences environnementales de plus en plus strictes, De plus en plus de processus de traitement de surface, Le choix du procédé de traitement de surface, qui est prometteur et plus fonctionnel, semble un peu éblouissant.. . Où? PCB Board Il est actuellement impossible de prévoir avec précision les futurs traitements de surface..