پیام فرستادن
حداکثر 5 پرونده ، هر اندازه 10 میلیون پشتیبانی می شود. خوب
Shenzhen Perfect Precision Product Co., Ltd. 86-189-26459278 lyn@7-swords.com
اخبار قیمت دریافت کنید
خانه - اخبار - ویژگی ها، کاربرد و روند توسعه فرآیند تصفیه سطح PCB

ویژگی ها، کاربرد و روند توسعه فرآیند تصفیه سطح PCB

August 22, 2022

با بهبود مستمر نیازهای انسان برای محیط زندگی، مشکلات زیست محیطی درگیر در فرآیند تولید PCB به ویژه برجسته است.در حال حاضر، سرب و برم داغ ترین موضوعات هستند.بدون سرب و بدون هالوژن بر توسعه PCB در بسیاری از جنبه ها تأثیر می گذارد.اگرچه در حال حاضر تغییرات در فرآیند تصفیه سطح PCB زیاد نیست و به نظر می رسد که هنوز امری دور است، اما باید توجه داشت که تغییرات آهسته طولانی مدت تغییرات بزرگی را به همراه خواهد داشت.با افزایش تقاضا برای حفاظت از محیط زیست، فرآیند تصفیه سطح PCB مطمئناً در آینده دستخوش تغییرات بزرگی خواهد شد.


هدف از عملیات سطحی
هدف اساسی از عملیات سطح اطمینان از لحیم کاری خوب یا عملکرد الکتریکی است.از آنجایی که مس در طبیعت تمایل دارد به شکل اکسید در هوا وجود داشته باشد، بعید است که برای مدت طولانی به عنوان مس اصلی باقی بماند، بنابراین درمان های دیگری برای مس مورد نیاز است.اگرچه در مونتاژ بعدی، می توان از شار قوی برای حذف بیشتر اکسید مس استفاده کرد، حذف خود شار قوی آسان نیست، بنابراین صنعت به طور کلی از شار قوی استفاده نمی کند.
آخرین اخبار شرکت ویژگی ها، کاربرد و روند توسعه فرآیند تصفیه سطح PCB  0
فرآیند معمول درمان سطحی
در حال حاضر، فرآیندهای تصفیه سطح PCB زیادی از جمله تسطیح هوای گرم، پوشش ارگانیک، آبکاری نیکل الکترولس / غوطه وری طلا، غوطه وری نقره و غوطه وری قلع وجود دارد که یک به یک معرفی خواهند شد.

 

1. تسطیح هوای گرم
تسطیح با هوای گرم که به عنوان تسطیح لحیم کاری با هوای گرم نیز شناخته می شود، فرآیندی است برای پوشش دادن لحیم کاری قلع مذاب روی سطح PCB و تسطیح (دمیدن) با هوای فشرده گرم شده برای تشکیل یک لایه پوششی که در برابر اکسیداسیون مس مقاوم است و لحیم کاری خوبی را فراهم می کند. .ترکیب بین فلزی قلع مس در محل اتصال لحیم کاری و مس با تسطیح هوای داغ تشکیل می شود.ضخامت لحیم کاری که از سطح مس محافظت می کند حدود 1-2 میلی متر است.PCB باید در لحیم مذاب در هنگام تراز کردن هوای گرم غوطه ور شود.چاقوی هوا قبل از اینکه لحیم جامد شود، لحیم مایع را منفجر می کند.تیغه باد می تواند منیسک لحیم کاری روی سطح مس را به حداقل برساند و از پل زدن لحیم جلوگیری کند.تسطیح هوای گرم به دو نوع عمودی و افقی تقسیم می شود.به طور کلی در نظر گرفته می شود که نوع افقی بهتر است، عمدتاً به این دلیل که پوشش تسطیح افقی هوای گرم یکنواخت تر است و می تواند تولید خودکار را تحقق بخشد.فرآیند کلی فرآیند تراز کردن هوای گرم عبارت است از: میکرو اچینگ ← پیش گرمایش ← شار پوشش ← پاشش قلع ← تمیز کردن.

آخرین اخبار شرکت ویژگی ها، کاربرد و روند توسعه فرآیند تصفیه سطح PCB  1
2. پوشش ارگانیک
فرآیند پوشش آلی با سایر فرآیندهای تصفیه سطح متفاوت است زیرا به عنوان یک لایه مانع بین مس و هوا عمل می کند.تکنولوژی پوشش ارگانیک ساده و کم هزینه است که باعث می شود در صنعت به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد.مولکول های اولیه پوشش آلی ایمیدازول و بنزوتریازول هستند که نقش جلوگیری از زنگ زدگی را ایفا می کنند.آخرین مولکول عمدتاً بنزیمیدازول است که مسی است که گروه عاملی نیتروژن را به PCB پیوند شیمیایی می دهد.در فرآیند جوشکاری بعدی، اگر تنها یک لایه پوشش آلی روی سطح مس وجود داشته باشد، امکان پذیر نیست.باید لایه های زیادی وجود داشته باشد.به همین دلیل است که معمولاً مس مایع به مخزن مواد شیمیایی اضافه می شود.پس از پوشش لایه اول، لایه پوشش مس را جذب می کند.سپس، مولکول های پوشش آلی لایه دوم با مس ترکیب می شوند تا 20 یا حتی 100 برابر مولکول های پوشش آلی روی سطح مس جمع شوند، که می تواند لحیم کاری مجدد را تضمین کند.این آزمایش نشان می دهد که آخرین فناوری پوشش آلی می تواند عملکرد خوبی را در بسیاری از فرآیندهای جوشکاری بدون سرب حفظ کند.فرآیند کلی فرآیند پوشش ارگانیک عبارت است از: چربی زدایی → میکرو اچینگ → ترشی → تمیز کردن آب خالص → پوشش ارگانیک → تمیز کردن.کنترل فرآیند نسبت به سایر فرآیندهای تصفیه سطح آسان تر است.
3. آبکاری نیکل الکترولس / آبکاری نیکل الکترولس غوطه وری طلا / فرآیند غوطه وری طلا
بر خلاف پوشش آلی، به نظر می رسد آبکاری نیکل الکترولس / اشباع طلا، زره ضخیم را روی PCB قرار می دهد.علاوه بر این، فرآیند آبکاری نیکل الکترولس / فرو بردن طلا مانند پوشش آلی به عنوان لایه مانع ضد زنگ نیست.می تواند در استفاده طولانی مدت از PCB مفید باشد و به عملکرد الکتریکی خوبی دست یابد.بنابراین، آبکاری نیکل الکترولس / غوطه وری طلا به این صورت است که یک لایه ضخیم از آلیاژ طلای نیکل با خواص الکتریکی خوب روی سطح مس پیچیده می شود، که می تواند PCB را برای مدت طولانی محافظت کند.علاوه بر این، تحمل محیطی نیز دارد که سایر فرآیندهای تصفیه سطحی فاقد آن هستند.دلیل آبکاری نیکل این است که طلا و مس یکدیگر را پخش می کنند و لایه نیکل می تواند از انتشار بین طلا و مس جلوگیری کند.بدون لایه نیکل، طلا در عرض چند ساعت در مس پخش می شود.یکی دیگر از مزایای آبکاری نیکل الکترولس / اشباع طلا، استحکام نیکل است.تنها 5 میکرون نیکل می تواند انبساط در جهت Z را در دمای بالا محدود کند.علاوه بر این، آبکاری نیکل الکترولس / غوطه وری طلا نیز می تواند از انحلال مس جلوگیری کند که برای مونتاژ بدون سرب مفید خواهد بود.فرآیند کلی آبکاری نیکل الکترولس / فرآیند آبشویی طلا عبارت است از: تمیز کردن اسیدی → میکرو اچینگ → پیش پرگ → فعال سازی → آبکاری نیکل الکترولس → شسته شدن طلا بدون الکترولس.عمدتاً 6 مخزن شیمیایی وجود دارد که شامل نزدیک به 100 ماده شیمیایی است، بنابراین کنترل فرآیند دشوار است.

آخرین اخبار شرکت ویژگی ها، کاربرد و روند توسعه فرآیند تصفیه سطح PCB  2
4. فرآیند آبشویی نقره
بین پوشش آلی و آبکاری نیکل الکترولس / شسته شدن طلا، فرآیند نسبتا ساده و سریع است.به اندازه آبکاری نیکل الکترولس / غوطه وری در طلا پیچیده نیست، و همچنین یک لایه زره ضخیم روی PCB قرار نمی دهد، اما همچنان می تواند عملکرد الکتریکی خوبی را ارائه دهد.نقره برادر کوچک طلاست.حتی اگر نقره در معرض گرما، رطوبت و آلودگی قرار گیرد، همچنان می تواند لحیم کاری خوبی داشته باشد، اما درخشش خود را از دست می دهد.غوطه وری نقره استحکام فیزیکی خوبی مانند آبکاری نیکل الکترولس / غوطه وری طلا را ندارد زیرا هیچ نیکلی در زیر لایه نقره وجود ندارد.علاوه بر این، اشباع نقره خاصیت ذخیره سازی خوبی دارد و در صورت مونتاژ تا چندین سال پس از آغشته شدن نقره مشکل بزرگی وجود نخواهد داشت.اشباع نقره یک واکنش جابجایی است که تقریباً یک پوشش نقره خالص است.گاهی اوقات، برخی از مواد آلی در فرآیند شستشوی نقره گنجانده می شود، عمدتاً برای جلوگیری از خوردگی نقره و حذف مهاجرت نقره.به طور کلی اندازه گیری این لایه نازک از مواد آلی دشوار است و تجزیه و تحلیل نشان می دهد که وزن ارگانیسم کمتر از 1٪ است.

آخرین اخبار شرکت ویژگی ها، کاربرد و روند توسعه فرآیند تصفیه سطح PCB  3
5. غوطه وری قلع
از آنجایی که همه لحیم ها بر پایه قلع هستند، لایه قلع می تواند با هر نوع لحیم کاری مطابقت داشته باشد.از این منظر، فرآیند غوطه وری قلع چشم انداز توسعه زیادی دارد.با این حال، سبیل های حلبی پس از فرو بردن PCB قبلی در قلع ظاهر می شوند.در طول فرآیند جوشکاری، مهاجرت سبیل های قلع و قلع مشکلات قابلیت اطمینان را به همراه خواهد داشت.بنابراین، استفاده از فرآیند غوطه وری قلع محدود است.بعداً افزودنی‌های آلی به محلول غوطه‌وری قلع اضافه شد که می‌تواند ساختار لایه قلع را ساختار دانه‌ای نشان دهد، بر مشکلات قبلی غلبه کند و پایداری حرارتی و لحیم‌کاری خوبی داشته باشد.فرآیند غوطه وری قلع می تواند یک ترکیب بین فلزی مسطح قلع را تشکیل دهد که باعث می شود غوطه ور شدن قلع همان لحیم کاری خوبی را به عنوان تسطیح در هوای داغ بدون سردرد صافی ناشی از تسطیح هوای داغ داشته باشد.هیچ مشکل انتشار بین آبکاری نیکل الکترولس / فلزات غوطه ور طلا در غوطه وری قلع وجود ندارد - ترکیبات بین فلزی قلع مس را می توان محکم به هم متصل کرد.صفحه غوطه وری قلع را نباید برای مدت طولانی نگهداری کرد و مونتاژ باید طبق ترتیب غوطه وری قلع انجام شود.


6. سایر فرآیندهای تصفیه سطح
سایر فرآیندهای تصفیه سطح کمتر اعمال می شوند.فرآیندهای آبکاری طلای نیکل و آبکاری پالادیوم الکترولس که نسبتاً کاربرد بیشتری دارند به شرح زیر است.آبکاری طلای نیکل مبتکر فرآیند تصفیه سطح PCB است.از زمان ظهور PCB ظاهر شد و به تدریج به روش های دیگر تبدیل شد.ابتدا هادی را روی سطح PCB با یک لایه نیکل و سپس یک لایه طلا می پوشانیم.آبکاری نیکل عمدتاً برای جلوگیری از انتشار بین طلا و مس است.در حال حاضر دو نوع روکش طلای نیکل وجود دارد: آبکاری طلای نرم (طلای خالص، سطح طلا روشن به نظر نمی رسد) و آبکاری طلای سخت (سطح صاف و سخت، مقاوم در برابر سایش، حاوی کبالت و عناصر دیگر و ... سطح طلا روشن به نظر می رسد).طلای نرم عمدتاً برای سیم طلا در هنگام بسته بندی تراشه استفاده می شود.طلای سخت عمدتاً برای اتصال الکتریکی در مکان های غیر جوش داده شده استفاده می شود.با توجه به هزینه، صنعت اغلب از روش انتقال تصویر برای آبکاری انتخابی برای کاهش استفاده از طلا استفاده می کند.


در حال حاضر استفاده از آبکاری طلای انتخابی در صنعت همچنان رو به افزایش است که عمدتاً به دلیل دشواری در کنترل فرآیند آبکاری نیکل الکترولس / آبشویی طلا است.در شرایط عادی، جوشکاری منجر به شکنندگی طلای آبکاری شده می شود که عمر مفید آن را کوتاه می کند.بنابراین باید از جوشکاری روی طلای آبکاری شده خودداری کرد.با این حال، به دلیل طلای نازک و ثابت آبکاری نیکل الکترولس / غوطه وری طلا، تردی به ندرت رخ می دهد.فرآیند آبکاری پالادیوم الکترولس شبیه به آبکاری نیکل الکترولس است.فرآیند اصلی کاهش یون های پالادیوم به پالادیوم روی سطح کاتالیزوری از طریق یک عامل احیا کننده (مانند هیپوفسفیت دی هیدروژن سدیم) است.پالادیوم تازه تشکیل شده می تواند به کاتالیزوری برای ترویج واکنش تبدیل شود، بنابراین هر ضخامتی از پوشش پالادیوم را می توان به دست آورد.از مزایای آبکاری پالادیوم الکترولس می توان به قابلیت اطمینان جوش خوب، پایداری حرارتی و صافی سطح اشاره کرد.
آخرین اخبار شرکت ویژگی ها، کاربرد و روند توسعه فرآیند تصفیه سطح PCB  4

انتخاب فرآیند تصفیه سطح
انتخاب فرآیند تصفیه سطح عمدتاً به نوع اجزای نهایی مونتاژ شده بستگی دارد.فرآیند تصفیه سطح بر تولید، مونتاژ و استفاده نهایی PCB تأثیر می گذارد.موارد زیر به طور خاص موارد کاربرد پنج فرآیند متداول تصفیه سطح را معرفی خواهند کرد.


1. تسطیح هوای گرم
تسطیح هوای گرم زمانی نقش اصلی را در فرآیند تصفیه سطح PCB ایفا می کرد.در دهه 1980، بیش از سه چهارم PCBها از فناوری تراز هوای گرم استفاده می کردند.با این حال، صنعت در دهه گذشته استفاده از فناوری تسطیح هوای گرم را کاهش داده است.تخمین زده می شود که در حال حاضر حدود 25 تا 40 درصد PCB ها از فناوری تراز هوای گرم استفاده می کنند.فرآیند تسطیح هوای گرم کثیف، بدبو و خطرناک است، بنابراین هرگز یک فرآیند مورد علاقه نبوده است.با این حال، تسطیح هوای گرم یک فرآیند عالی برای قطعات بزرگتر و سیم هایی با فاصله بیشتر است.در PCB با چگالی بالا، صاف بودن سطح هوای گرم بر مونتاژ بعدی تأثیر می گذارد.بنابراین، فرآیند تراز هوای گرم به طور کلی برای بردهای HDI استفاده نمی شود.با پیشرفت تکنولوژی، فرآیند تسطیح هوای گرم مناسب برای مونتاژ QFP و BGA با فاصله کمتر در صنعت ظاهر شده است، اما کاربرد واقعی کمتر است.در حال حاضر، برخی از کارخانه ها از پوشش آلی و آبکاری نیکل الکترولس / فرآیند غوطه وری طلا برای جایگزینی فرآیند تسطیح هوای گرم استفاده می کنند.توسعه فناوری همچنین برخی از کارخانه ها را به اتخاذ فرآیندهای اشباع قلع و نقره سوق داده است.با روند بدون سرب در سال های اخیر، استفاده از تسطیح هوای گرم محدودتر شده است.اگرچه به اصطلاح تسطیح هوای گرم بدون سرب ظاهر شده است، ممکن است شامل سازگاری تجهیزات باشد.


2. پوشش ارگانیک
تخمین زده می شود که در حال حاضر، حدود 25٪ - 30٪ PCB ها از فناوری پوشش آلی استفاده می کنند، و این نسبت در حال افزایش است (احتمالاً پوشش آلی اکنون در وهله اول از تسطیح هوای گرم پیشی گرفته است).فرآیند پوشش ارگانیک را می توان برای PCB با تکنولوژی پایین یا PCB با تکنولوژی بالا، مانند PCB یک طرفه تلویزیون و برد بسته بندی تراشه با چگالی بالا استفاده کرد.برای BGA، پوشش آلی نیز به طور گسترده استفاده می شود.اگر PCB هیچ نیاز کاربردی برای اتصال سطح یا دوره ذخیره سازی نداشته باشد، پوشش ارگانیک ایده آل ترین فرآیند تصفیه سطح خواهد بود.
3. آبکاری نیکل الکترولس / آبکاری نیکل الکترولس غوطه وری طلا / فرآیند غوطه وری طلا
متفاوت از پوشش ارگانیک، عمدتاً بر روی تخته هایی با الزامات عملکردی برای اتصال و عمر طولانی ذخیره سازی روی سطح، مانند ناحیه کلید تلفن همراه، ناحیه اتصال لبه پوسته روتر و ناحیه تماس الکتریکی اتصال الاستیک پردازنده تراشه استفاده می شود.با توجه به صاف بودن تسطیح هوای گرم و حذف شار پوشش آلی، آبکاری نیکل الکترولس / اشباع طلا به طور گسترده ای در دهه 1990 استفاده شد.بعداً به دلیل ظاهر شدن دیسک سیاه و شکننده آلیاژ فسفر نیکل، استفاده از فرآیند آبکاری نیکل الکترولس / فرو بردن طلا کاهش یافت.با این حال، در حال حاضر، تقریباً هر کارخانه PCB با تکنولوژی بالا دارای آبکاری نیکل الکترولس / خط فرو بردن طلا است.با توجه به اینکه با حذف ترکیب بین فلزی قلع مس، اتصال لحیم شکننده می شود، مشکلات زیادی در ترکیب بین فلزی نسبتا شکننده قلع نیکل رخ خواهد داد.بنابراین، تقریباً تمام محصولات الکترونیکی قابل حمل (مانند تلفن‌های همراه) از اتصالات لحیم ترکیبی بین فلزی قلع مسی استفاده می‌کنند که با پوشش ارگانیک، غوطه‌وری نقره یا غوطه‌وری قلع تشکیل شده‌اند، در حالی که از آبکاری نیکل الکترولس / غوطه‌وری طلا برای تشکیل مناطق کلیدی، نواحی تماس و محافظ EMI استفاده می‌شود. مناطق.تخمین زده می شود که در حال حاضر، حدود 10٪ - 20٪ PCB ها از فرآیند آبکاری نیکل الکترولس / اشباع طلا استفاده می کنند.


4. غوطه وری نقره
ارزان تر از آبکاری نیکل الکترولس / غوطه وری طلا است.اگر PCB دارای الزامات کاربردی است و نیاز به کاهش هزینه دارد، غوطه وری نقره انتخاب خوبی است.علاوه بر مسطح بودن و تماس خوب اشباع نقره، فرآیند اشباع نقره باید انتخاب شود.غوطه وری نقره به طور گسترده ای در محصولات ارتباطی، خودروها و لوازم جانبی کامپیوتر و همچنین در طراحی سیگنال با سرعت بالا استفاده می شود.اشباع نقره همچنین می تواند در سیگنال های فرکانس بالا به دلیل خواص الکتریکی عالی آن استفاده شود که با سایر عملیات های سطحی قابل تطبیق نیست.EMS فرآیند اشباع نقره را توصیه می کند زیرا مونتاژ آن آسان است و قابلیت بازرسی خوبی دارد.اما به دلیل ایراداتی مانند کدر شدن و سوراخ لحیم کاری در اشباع نقره رشد آن کند است (اما کاهش نمی یابد).تخمین زده می شود که در حال حاضر حدود 10 تا 15 درصد PCB ها از فرآیند اشباع نقره استفاده می کنند.


5. غوطه وری قلع
نزدیک به ده سال از ورود قلع به فرآیند تصفیه سطح می گذرد.ظاهر این فرآیند نتیجه الزامات اتوماسیون تولید است.آغشته شدن قلع هیچ عنصر جدیدی را به محل جوش وارد نمی کند و به ویژه برای صفحه پشتی ارتباطی مناسب است.قلع قابلیت لحیم کاری را پس از مدت نگهداری تخته از دست می دهد، بنابراین شرایط نگهداری بهتر برای غوطه وری قلع مورد نیاز است.علاوه بر این، استفاده از فرآیند اشباع قلع به دلیل مواد سرطان زا محدود شده است.تخمین زده می شود که در حال حاضر حدود 5 تا 10 درصد PCB ها از فرآیند غوطه وری قلع استفاده می کنند.نتیجه گیری: با توجه به نیازهای روزافزون مشتریان، الزامات زیست محیطی سخت گیرانه و فرآیندهای بیشتر و بیشتر تصفیه سطح، به نظر می رسد انتخاب فرآیند تصفیه سطح با چشم انداز توسعه بهتر و جهانی بودن قوی تر کمی گیج کننده و گیج کننده است.در حال حاضر نمی توان به طور دقیق پیش بینی کرد که فرآیند تصفیه سطح PCB در آینده به کجا خواهد رفت.در هر صورت، ابتدا باید پاسخگوی نیازهای مشتری و حفظ محیط زیست باشد!