I produksjonsprosessen for PCB påvirker overflatebehandlingsteknologien ikke bare loddeevnen og korrosjonsmotstanden til PCB, men har også en dyp innvirkning på dens elektriske ytelse og langsiktige-pålitelighet. Med den raske utviklingen av elektronisk teknologi,PCB overflatebehandlingsprosesserer i stadig utvikling for å møte høyere ytelseskrav og miljøstandarder.
Varmluftutjevning
Varmluftutjevning, også kjent som varmluftloddeutjevning, ofte kjent som tinnsprøyting. Denne prosessen innebærer å belegge overflaten av PCB-en med smeltet blyloddemetall - i dag er bly-fri loddemetall mer vanlig på grunn av miljøkrav. Deretter brukes oppvarmet trykkluft for å utjevne loddetinn, og danner et belegg som effektivt kan motstå kobberoksidasjon og gi utmerket loddeevne. Under varmluftkondisjonering samhandler loddetinn med kobber for å danne en kobbertinnmetallforbindelse ved krysset, med en tykkelse på omtrent 1-2 mil.
Denne prosessen er delt inn i vertikale og horisontale typer. Horisontalt belegg er ansett for å ha fordeler på grunn av det mer jevne belegget og muligheten til å oppnå automatisert produksjon. Den generelle prosessen inkluderer trinn som mikroetsing, forvarming, flussbelegg, tinnsprøyting og rengjøring. Varmluftsutjevningsprosessen er moden, med tilstrekkelig tilførsel, relativt lav kostnad og god sveisbarhet, egnet for bly-fri lodding, og er en av de mye brukte overflatebehandlingsmetodene i bransjen. Overflaten er imidlertid ikke jevn nok, noe som gjør det vanskelig å sveise komponenter med fine stigninger, og blyet som inneholder HASL møter også miljøproblemer.
Organisk belegg
Organisk belegg er prosessen med å kjemisk dyrke et lag med organisk film på en ren, bar kobberoverflate. Dette laget av film er som en lojal vokter, med oksidasjonsmotstand, varmestøtmotstand og fuktmotstand, som effektivt kan beskytte kobberoverflaten mot korrosjon som oksidasjon eller vulkanisering i normale miljøer. Samtidig, i det påfølgende sveisemiljøet med høye-temperaturer, kan det raskt fjernes av flussen, og gjøre plass for sveisearbeidet.
Den organiske belegningsprosessen har blitt mye brukt i industrien på grunn av dens betydelige fordeler med enkel prosess og lave kostnader. Tidlige organiske beleggmolekyler var for det meste imidazol og benzotriazol, som hadde antirusteffekter. I dag er nye molekyler hovedsakelig benzimidazol. For å sikre evnen til å motstå lodding med flere reflow, må flere organiske belegglag dannes på kobberoverflaten, noe som krever tilsetning av kobbervæske i det kjemiske badet. Først belegg det første laget, som adsorberer kobber. Deretter kombineres det andre laget med organiske beleggsmolekyler med kobber og stables lag for lag til en struktur på tjue eller til og med hundrevis av organiske beleggmolekylsammenstillinger er dannet. Korrosjonsmotstanden til OSP-belegg er imidlertid relativt svak, og spesiell oppmerksomhet bør rettes mot forholdene under lagring og bruk.
Kjemisk fornikling/nedsenkingsgull
Den strømløse nikkelpletterings-/nedsenkingsgullprosessen er et nøye pakket lag av tykk og elektrisk utmerket nikkelgulllegering på kobberoverflaten, som å sette en sterk "rustning" på PCB-en, som kan gi pålitelig beskyttelse for PCB-en i lang tid. I motsetning til OSP, som kun fungerer som et enkelt antirustbarrierelag, kan strømløs nikkelbelegg/nedsenkingsgull opprettholde god elektrisk ytelse under lang-bruk av PCB og ha sterkere motstand mot miljøendringer.
Grunnen til fornikling er at det er gjensidig diffusjon mellom gull og kobber, og nikkellaget kan fungere som en sterk barriere for effektivt å forhindre denne diffusjonen. Uten barrieren til et nikkellag kan gull diffundere til kobber på bare noen få timer. I tillegg har strømløs nikkelbelegg/nedsenkingsgull mange fordeler, som høy styrke på nikkel. Bare 5um tykt nikkel kan effektivt kontrollere utvidelsen i Z-retningen ved høye temperaturer, samtidig som den forhindrer kobberoppløsning, noe som er spesielt fordelaktig for bly-fri lodding. Den generelle prosessen med denne teknologien inkluderer trinn som syrebeising og rengjøring, mikroetsing, forhåndsnedsenking, aktivering, kjemisk nikkelbelegg og kjemisk gullnedsenking. Prosessen involverer seks kjemikalietanker og nesten hundre kjemikalier, noe som gjør prosessen relativt kompleks.
Nedsenking i sølv
Sølvnedsenkingsprosessen er mellom OSP og strømløs nikkel/gullbelegg, og prosessen er relativt enkel og rask. Sølvnedsenking oppnås faktisk gjennom fortrengningsreaksjoner, og danner et nesten submikronnivå rent sølvbelegg på overflaten av PCB. Noen ganger tilsettes noen organiske forbindelser under sølvneddykkingsprosessen, hovedsakelig for å forhindre sølvkorrosjon og eliminere sølvmigrasjonsproblemer. Imidlertid er dette tynne laget av organiske forbindelser vanligvis vanskelig å måle nøyaktig, og analyse viser at vektandelen er mindre enn 1 %.
Selv når det utsettes for komplekse miljøer som varme, fuktighet og forurensning, kan sølvlaget som dannes av nedsenkingsprosessen fortsatt vise gode elektriske egenskaper og sveisbarhet, men glansen kan reduseres. På grunn av fraværet av et nikkellag under sølvlaget, er nedsenkingssølv ikke så fysisk sterkt som strømløs fornikling/nedsenkingsgull.
tinndypping
Gitt at alle loddematerialer for tiden er basert på tinn, og tinnlaget kan perfekt matche alle typer loddemetall, fra dette perspektivet, har nedsenkingstinnprosessen brede utviklingsmuligheter. Tidligere var imidlertid PCB behandlet med tinndyppingsteknologi utsatt for problemer med tinnhårhår. Under loddeprosessen ga tinnhårhår og tinnmigrasjonsfenomener alvorlige utfordringer for påliteligheten, noe som i stor grad begrenset anvendelsen av tinndyppeteknologi. Senere, ved å tilsette organiske tilsetningsstoffer til tinnnedsenkingsløsningen, ble strukturen til tinnlaget vellykket forvandlet til partikler, og effektivt overvunnet de -nevnte vanskelighetene, og også gitt tinnnedsenkingsprosessen god termisk stabilitet og loddeevne.
Dypptinnprosessen kan danne flate kobbertinn intermetalliske forbindelser, noe som gjør dykktinn sammenlignbart med varmluftsutjevning når det gjelder sveisbarhet, uten flathetsproblemene som er plagsomme ved utjevning av varmluft, og uten de skjulte farene ved metalldiffusjon i kjemisk nikkelplettering/nedsenkingsgull. Oppbevaringstiden for tinnplater er imidlertid begrenset, og hvis de får stå for lenge, vil det dannes tinnoksid på overflaten, noe som vil påvirke sveiseeffekten. Derfor er det nødvendig å strengt følge rekkefølgen på nedsenkingstinn under montering.
Andre overflatebehandlingsprosesser
Elektrobelagt nikkelgull
Elektroplettering av nikkelgull kan betraktes som "eldre bror" til PCB overflatebehandlingsteknologi, som har eksistert siden fødselen av PCB og gradvis avledet andre prosesser. Denne prosessen involverer galvanisering av et lag med nikkel på overflaten av PCB-lederen, etterfulgt av galvanisering av et lag med gull. Hovedfunksjonen til nikkelbelegg er å forhindre diffusjon mellom gull og kobber. I dag er elektroplettert nikkelgull hovedsakelig delt inn i to kategorier: den ene er myk gullbelegg, hovedsakelig brukt til gulltrådplettering under chippakking; Den andre typen er hardgullbelegg, hovedsakelig brukt til elektrisk sammenkobling ved ikke-loddeforbindelser, for eksempel gullfingre. Det skal bemerkes at under normale omstendigheter kan sveiseoperasjoner føre til at det galvaniserte gullet blir sprøtt, og dermed forkorte levetiden. Derfor bør sveising på galvanisert gull unngås så mye som mulig; Sannsynligheten for sprøhet i strømløs nikkelplettering/nedsenkingsgull er imidlertid relativt lav på grunn av det tynne og jevne gulllaget.
Kjemisk palladiumplettering
Prosessen med strømløs palladiumplettering er ganske lik den for strømløs nikkelplettering. Hovedprinsippet er å bruke et reduksjonsmiddel, slik som natriumdihydrogenfosfat, for å redusere palladiumioner til palladium på en katalytisk aktiv overflate. Det nylig genererte palladiumet kan også tjene som en katalysator for å fremme den kontinuerlige reaksjonen, og derved oppnå palladiumpletteringslag av enhver tykkelse. Kjemisk palladiumplettering har fordelene med høy sveisepålitelighet, god termisk stabilitet og utmerket overflateplanhet. Imidlertid er palladium et relativt sjeldent edelt metall, noe som resulterer i en relativt høy kostnad for denne prosessen.