Технологія покриття друкованої плати пов’язана не лише із зовнішнім виглядом друкованої плати, але також є основним фактором, який визначає її електричні характеристики, надійність і термін служби. З розвитком електронних пристроїв до мініатюризації, високої продуктивності та високої надійності.
Хімічне міднення: наріжний камінь для досягнення не{0}}провідної металізації поверхні
Хімічне міднення, також відоме як неелектролітичне міднення, є ключовим процесом у виробництві друкованих плат для досягнення -провідності через отвори та металізації поверхні. Принцип ґрунтується на самокаталітичній реакції окиснення-відновлення, де іони міді відновлюються до металевої міді та осідають на поверхні підкладки під дією певного відновника. Цей процес не потребує зовнішнього джерела живлення та може рівномірно утворювати шар міді на не-провідних поверхнях, таких як ізоляційні матеріали підкладки. Для друкованих плат із великим відношенням глибини отвору до діаметра переваги безгальванічного міднення особливо значні. Це може гарантувати, що всі частини стінки отвору можуть отримати рівномірне покриття, забезпечуючи хороший електропровідний нижній шар для подальшого процесу міднення та забезпечуючи надійне з’єднання схеми на всій платі. У виробництві з’єднувальних плат високої-щільності мідне покриття використовується для обробки глухих отворів, щоб досягти електричних з’єднань між тонкими ланцюгами та відповідати вищим вимогам до інтеграції електронних пристроїв.
Нанесення гальванічного нікельового золота: створення високоякісних-електричних з’єднань і захисних шарів
Процес гальванічного нанесення нікель-золота широко використовується у виробництві друкованих плат. Спочатку шар нікелю наноситься гальванічно на поверхню провідника друкованої плати. Основна функція шару нікелю полягає в тому, щоб блокувати дифузію між золотом і міддю, запобігати погіршенню продуктивності, спричиненому дифузією золота та міді, і створювати хорошу підкладку для покращення адгезії наступних покриттів. Потім шар золота наноситься гальванічним покриттям, що значно покращує продуктивність друкованої плати завдяки чудовій провідності, здатності до пайки та стійкості до окислення. У високочастотних ланцюгах золотий шар може ефективно зменшити втрати сигналу та забезпечити високу{5}}якісну передачу сигналу. Для деяких інтерфейсів друкованих плат, які часто підключаються та від’єднуються, наприклад USB-інтерфейси на материнських платах комп’ютерів, інтерфейси заряджання та передачі даних на мобільних телефонах, нікельове покриття може протистояти зношенню під час процесу підключення та підтримувати стабільні електричні з’єднання. друковані плати, які працюють у важких умовах, як-от друковані плати в промисловому контрольному обладнанні та автомобільних електронних пристроях, мають корозійно-стійке покриття з нікелевого золота, яке може протистояти вторгненню корозійних середовищ у навколишнє середовище, захищаючи стабільну роботу друкованої плати. Відповідно до різних сценаріїв застосування, гальванічне покриття нікелевим золотом можна розділити на м’яке та тверде золото. М’яке золото (чисте золото з темнішим кольором поверхні) переважно використовується для скріплення золотих дротів під час пакування мікросхем, тоді як тверде золото (що містить такі елементи, як кобальт, із яскравою та зносостійкою поверхнею) зазвичай використовується для електричних з’єднань у непаяних з’єднаннях, наприклад у зоні золотих пальців.
Хімічне нікелювання/імерсійне золото: забезпечує-тривалу стабільну електричну ефективність
Процес неелектричного нікелювання/занурення в золото може утворити товстий і електрично міцний шар нікелевого золотого сплаву на поверхні міді, забезпечуючи -тривалий ефективний захист друкованої плати. На відміну від інших процесів, які служать лише захистом від іржі, цей процес може підтримувати хороші електричні характеристики протягом тривалого-користування друкованими платами. Основною функцією нікелювання є запобігання взаємній дифузії між золотом і міддю. Без нікелевого бар’єру золото дифундує в мідь за короткий період часу, серйозно вплинувши на продуктивність друкованої плати. У той же час шар нікелю має певну міцність, навіть товщиною лише 5 мкм, він може ефективно контролювати розширення друкованої плати в напрямку z- у високотемпературному середовищі та запобігати розчиненню міді, що є дуже корисним для бессвинцевого-паяння. У виробництві друкованих плат електронних пристроїв із надзвичайно високими вимогами до надійності, таких як аерокосмічні електронні системи та високоякісні-сервери, процес безгальванічного нікелювання/золотого занурення широко використовується завдяки його чудовим перевагам у продуктивності. Технологічний процес є відносно складним і включає кілька етапів, таких як кислотне травлення та очищення, мікротравлення, попереднє занурення, активація, хімічне нікелювання, хімічне занурення золотом тощо. Він повинен працювати в шести хімічних резервуарах, використовуючи майже сотню хімікатів, і вимоги до контролю процесу є надзвичайно суворими.
Sinking Silver: поєднання чудової продуктивності та технологічних переваг
Процес осадження срібла є між органічним покриттям і електролітичним нікелем/іммерсійним золотом і має унікальні переваги. Цей процес відносно простий і швидкий, утворюючи майже субмікронний шар чистого срібного покриття на поверхні друкованої плати за допомогою реакції зміщення. Срібний шар може забезпечити хороші електричні характеристики та здатність до спаювання друкованих плат у складних середовищах, таких як спека, волога та забруднення, але його поверхня з часом втратить блиск. Через відсутність шару нікелю під шаром срібла, фізична міцність нанесеного срібла дещо поступається міцності процесу безгальванічного нікелювання/занурення в золото. Під час процесу часткового осадження срібла деякі органічні сполуки додаються головним чином для запобігання корозії срібла та усунення проблем міграції срібла. Хоча вміст органічної сполуки в цьому шарі дуже низький, зазвичай менше 1% за вагою, він відіграє важливу роль у підвищенні стабільності та надійності шару осадження срібла. У виробництві друкованих плат деяких споживчих електронних виробів, які чутливі до вартості та мають певні вимоги до електричних характеристик і здатності до паяння, процес осадження сріблом має високу економічну-ефективність.
Осадження олова: вирішення традиційних задач
Процес осадження олова має потенціал для розвитку у виробництві друкованих плат, оскільки шар олова може добре поєднуватися з різними матеріалами припою на основі олова. Ранній процес осадження олова мав серйозні проблеми з олов’яними вусами, а під час процесу зварювання олов’яні вуса та міграція олова могли спричинити загрозу надійності, значно обмежуючи його застосування. Але з розвитком технології шляхом додавання органічних добавок до розчину для осадження олова структура шару олова перетворюється на частинки, успішно подолавши проблему олов’яних вусів, а також володіючи хорошою термічною стабільністю та зварюваністю. Процес осадження олова може утворювати плоскі інтерметалічні сполуки міді та олова, надаючи їм зварюваність, порівнянну з вирівнюванням гарячим повітрям, без проблем площинності, які є неприємними при вирівнюванні гарячим повітрям, і без проблеми дифузії металу при хімічному нікелюванні/золоті зануренням. Однак довго зберігати жерстяні тарілки не варто. У деяких електронних виробах, які вимагають високої здатності до паяння та мають невеликі обмеження щодо часу зберігання, як-от виготовлення тестових друкованих плат для коротко-користування, застосовувався процес осадження олова.
Органічне покриття: економічний і практичний вибір для захисту
Органічне покриття, також відоме як органічна паяльна маска, — це шар органічної плівки, нанесений на чисту голу мідну поверхню хімічними методами. Цей шар плівки може ефективно запобігати окисленню, тепловому удару, волозі та захищати мідну поверхню від іржавіння (окислення або вулканізації тощо) у звичайних умовах. Під час подальшого зварювання при високих температурах його можна швидко видалити за допомогою флюсу, дозволяючи чистій поверхні міді швидко з’єднатися з розплавленим припоєм, утворюючи паяні з’єднання. Технологія OSP проста, економічно-ефективна та широко використовується в галузі. Ранні молекули OSP були в основному такими речовинами, як імідазол і бензотриазол, які діяли як інгібітори іржі, тоді як найновіші молекули - це переважно бензімідазол. Щоб досягти багаторазового паяння оплавленням, на мідній поверхні необхідно сформувати кілька шарів органічного покриття, для чого потрібно додати мідну рідину в хімічну ванну. Під час процесу нанесення покриття перший шар адсорбує мідь, а наступні молекули органічного покриття послідовно з’єднуються з міддю, зрештою утворюючи шари органічного покриття до двадцяти або навіть сотні шарів. Потік процесу включає такі етапи, як знежирення, мікротравлення, промивання кислотою, очищення чистою водою, органічне покриття та очищення, і керування процесом є відносно простим порівняно з іншими процесами обробки поверхні. Однак OSP також має певні обмеження, як-от утворена надзвичайно тонка захисна плівка, яка схильна до подряпин або потертостей, і після багаторазового високо{10}}температурного зварювання плівка OSP на незавареній з’єднувальній площадці може знебарвитись або потріскатися, що вплине на зварюваність і надійність.