L'objectif le plus fondamental du traitement de surface des PCB est d'assurer une bonne soudabilité ou de bonnes propriétés électriques. Étant donné que le cuivre a tendance à exister dans la nature sous forme d'oxydes dans l'air, il est peu probable qu'il soit conservé sous sa forme originale pendant une longue période. Il doit donc être traité avec du cuivre.
Il existe de nombreux procédés de traitement de surface des PCB. Les articles courants sont les agents de protection soudés organiques (OSP), l'or nickelé en carton complet, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, le nickel chimique, l'or et l'or dur par galvanoplastie. Symptôme.
1. L'air chaud est plat (spray étain)
Le processus général du processus de nivellement à l'air chaud est le suivant : micro-érosion → préchauffage → soudage de revêtement → étain pulvérisé → nettoyage.
L'air chaud est plat, également connu sous le nom d'air chaud soudé (communément appelé pulvérisation d'étain), qui consiste à recouvrir l'étain en fusion (plomb) soudé sur la surface du PCB et à utiliser le chauffage pour comprimer l'air de rectification (soufflage) pour former une couche d'oxydation anti-cuivre. Il peut également fournir des couches de revêtement avec une bonne soudabilité. L'ensemble de la soudure et du cuivre de l'air chaud forment un composé inductif métallique cuivre-étain lors de la combinaison. Le PCB coule généralement dans l'eau fondue soudée ; le couteau à vent souffle le liquide soudé plat soudé avant le soudé ;
Le niveau du vent thermique est divisé en deux types : vertical et horizontal. On pense généralement que le type horizontal est meilleur. C'est principalement la couche horizontale de rectification de l'air chaud qui est relativement uniforme, ce qui permet de réaliser une production automatisée.
Avantages : durée de stockage plus longue ; une fois le PCB terminé, la surface du cuivre est complètement humide (l'étain est complètement recouvert avant le soudage) ; adapté au soudage au plomb ; processus mature, faible coût, adapté à l’inspection visuelle et aux tests électriques
Inconvénients : Ne convient pas à la reliure en ligne ; en raison du problème de planéité de la surface, il existe également des limitations sur le SMT ; ne convient pas à la conception de commutateurs de contact. Lors de la pulvérisation d'étain, le cuivre se dissoudra et le panneau sera à haute température. Plaques particulièrement épaisses ou minces, la pulvérisation d'étain est limitée et l'opération de production est peu pratique.
2, protecteur de soudabilité organique (OSP)
Le processus général est le suivant : dégraissage -> micro-gravure -> décapage -> nettoyage à l'eau pure -> revêtement organique -> nettoyage, et le contrôle du processus est relativement simple pour montrer le processus de traitement.
OSP est un procédé de traitement de surface de feuilles de cuivre de cartes de circuits imprimés (PCB) conformément aux exigences de la directive RoHS. OSP est l'abréviation de Organic Solderability Preservatives, également connus sous le nom de conservateurs de soudabilité organiques, également connus sous le nom de Preflux en anglais. En termes simples, l'OSP est un film cutané organique cultivé chimiquement sur une surface de cuivre propre et nue. Ce film a une résistance à l'oxydation, aux chocs thermiques et à l'humidité, pour protéger la surface du cuivre dans un environnement normal et ne rouille plus (oxydation ou vulcanisation, etc.) ; Cependant, lors du soudage ultérieur à haute température, ce film protecteur doit être facilement éliminé rapidement par le flux, de sorte que la surface de cuivre propre et exposée puisse être immédiatement combinée avec la soudure fondue en très peu de temps pour devenir un joint de soudure solide.
Avantages : Le processus est simple, la surface est très plate, adaptée au soudage sans plomb et au SMT. Facile à retravailler, opération de production pratique, adaptée au fonctionnement en ligne horizontale. La carte est adaptée à plusieurs traitements (par exemple OSP+ENIG). Faible coût, respectueux de l'environnement.
Inconvénients : la limitation du nombre de soudures par refusion (soudures multiples en épaisseur, le film sera détruit, en gros 2 fois sans problème). Ne convient pas à la technique de sertissage ni à la reliure filaire. La détection visuelle et la détection électrique ne sont pas pratiques. Une protection contre le gaz N2 est requise pour le SMT. La retouche SMT ne convient pas. Exigences de stockage élevées.
3, toute la plaque plaquée nickel or
Le nickelage en plaque est le conducteur de surface du PCB d'abord plaqué d'une couche de nickel puis plaqué d'une couche d'or, le nickelage sert principalement à empêcher la diffusion entre l'or et le cuivre. Il existe deux types de nickel-or électrolytique : le placage à l'or doux (or pur, la surface de l'or ne semble pas brillante) et le placage à l'or dur (surface lisse et dure, résistante à l'usure, contenant d'autres éléments tels que le cobalt, la surface de l'or semble plus brillante). L'or mou est principalement utilisé pour le fil d'or d'emballage de puces ; L’or dur est principalement utilisé dans les interconnexions électriques non soudées.
Avantages : Longue durée de stockage >12 mois. Convient pour la conception de commutateurs de contact et la reliure en fil d'or. Convient aux tests électriques
Faiblesse : Coût plus élevé, or plus épais. Les doigts électrolytiques nécessitent une conduction filaire de conception supplémentaire. Étant donné que l'épaisseur de l'or n'est pas constante, lorsqu'il est appliqué au soudage, cela peut provoquer une fragilisation du joint de soudure en raison d'un or trop épais, affectant ainsi la résistance. Problème d’uniformité de la surface de galvanoplastie. L'or nickelé galvanisé ne couvre pas le bord du fil. Ne convient pas au collage de fils d'aluminium.
4. Couler de l’or
Le processus général est le suivant : nettoyage par décapage –> micro-corrosion –> prélixiviation –> activation –> nickelage autocatalytique –> lixiviation chimique de l'or ; Il y a 6 réservoirs de produits chimiques dans le processus, impliquant près de 100 types de produits chimiques, et le processus est plus complexe.
L'or coulant est enveloppé dans un alliage nickel-or épais et électriquement bon sur la surface du cuivre, ce qui peut protéger le PCB pendant une longue période ; De plus, il présente également une tolérance environnementale que les autres procédés de traitement de surface n'ont pas. De plus, la fonte de l’or peut également empêcher la dissolution du cuivre, ce qui bénéficiera à l’assemblage sans plomb.
Avantages : pas facile à oxyder, peut être stocké pendant une longue période, la surface est plate, adaptée au soudage de broches fines et de composants avec de petits joints de soudure. Carte PCB préférée avec boutons (comme la carte de téléphone portable). Le soudage par refusion peut être répété plusieurs fois sans grande perte de soudabilité. Il peut être utilisé comme matériau de base pour le câblage COB (Chip On Board).
Inconvénients : coût élevé, faible résistance au soudage, car l'utilisation d'un procédé de nickel non électrolytique entraîne facilement des problèmes de disque noir. La couche de nickel s'oxyde avec le temps et la fiabilité à long terme pose problème.
5. Étain coulant
Puisque toutes les soudures actuelles sont à base d’étain, la couche d’étain peut être adaptée à n’importe quel type de soudure. Le processus de coulage de l'étain peut former des composés intermétalliques plats cuivre-étain, ce qui confère à l'étain coulant la même bonne soudabilité que le nivellement à l'air chaud sans le problème plat du nivellement à l'air chaud ; Le fer blanc ne peut pas être stocké trop longtemps, et le montage doit être effectué selon l'ordre de coulage de l'étain.
Avantages : Convient à la production en ligne horizontale. Convient au traitement des lignes fines, convient au soudage sans plomb, particulièrement adapté à la technologie de sertissage. Très bonne planéité, adapté au SMT.
Inconvénients : De bonnes conditions de stockage sont nécessaires, de préférence pas plus de 6 mois, pour contrôler la croissance des moustaches d'étain. Ne convient pas à la conception de commutateurs de contact. Dans le processus de production, le processus de film de résistance de soudage est relativement élevé, sinon le film de résistance de soudage tombera. Pour les soudages multiples, la protection contre le gaz N2 est la meilleure. La mesure électrique pose également problème.
6. Argent coulant
Le processus de naufrage de l'argent se situe entre le revêtement organique et le placage autocatalytique au nickel/or, le processus est relativement simple et rapide ; Même exposé à la chaleur, à l’humidité et à la pollution, l’argent reste capable de conserver une bonne soudabilité, mais perdra son éclat. Le placage d’argent n’a pas la bonne résistance physique du nickelage autocatalytique/placage à l’or car il n’y a pas de nickel sous la couche d’argent.
Avantages : Processus simple, adapté au soudage sans plomb, SMT. Surface très plane, peu coûteuse, adaptée aux ridules très fines.
Inconvénients : Exigences de stockage élevées, facile à polluer. La résistance du soudage est sujette à des problèmes (problème de micro-cavité). Il est facile d'avoir un phénomène d'électromigration et un phénomène de morsure Javani du cuivre sous le film de résistance de soudage. La mesure électrique est également un problème
7, nickel palladium chimique
Par rapport à la précipitation de l'or, il existe une couche supplémentaire de palladium entre le nickel et l'or, et le palladium peut empêcher le phénomène de corrosion provoqué par la réaction de remplacement et préparer pleinement la précipitation de l'or. L'or est étroitement recouvert de palladium, offrant une bonne surface de contact.
Avantages : Convient au soudage sans plomb. Surface très plane, adaptée au SMT. Les trous traversants peuvent également être en nickel-or. Longue durée de stockage, les conditions de stockage ne sont pas difficiles. Convient aux tests électriques. Convient à la conception de contacts de commutation. Convient pour la reliure en fil d'aluminium, convient pour les plaques épaisses, forte résistance aux attaques environnementales.
8. Galvanoplastie de l’or dur
Afin d'améliorer la résistance à l'usure du produit, augmentez le nombre d'insertions et de retraits et galvanoplastie de l'or dur.
Les changements dans le processus de traitement de surface des PCB ne sont pas très importants, cela semble être une chose relativement lointaine, mais il convient de noter que des changements lents à long terme entraîneront de grands changements. Face aux appels croissants à la protection de l'environnement, le processus de traitement de surface des PCB va certainement changer radicalement à l'avenir.
Heure de publication : 05 juillet 2023
