Като ключов носител за предаване на сигнал и свързване на компоненти, стабилността на работата на печатната платка пряко влияе върху качеството на работа на оборудването. Въпреки това, металните материали в печатните платки, особено медните проводници, са склонни към химически реакции с кислорода във въздуха, което води до окисление. Окислените печатни платки могат да имат проблеми като повишено съпротивление на веригата и намалена възможност за запояване, а в тежки случаи може дори да причинят прекъсване на веригата. Следователно предприемането на научно ефективни мерки за предотвратяване на окисляването на печатни платки се превърна във важна връзка в осигуряването на надеждността на електронните устройства.
1, Анализиране на принципите и опасностите от окисляване на печатни платки
Окисляването на печатната платка е по същество химическа реакция между метални материали и вещества като кислород и влага. Вземайки медта като пример, във влажна среда медта първо реагира с кислорода, за да образува меден оксид, който допълнително се комбинира с въглероден диоксид и вода във въздуха, за да образува основен меден карбонат. Този процес на окисляване не само променя физичните и химичните свойства на металната повърхност, но също така уврежда кристалната структура на метала на микроскопично ниво, което води до намаляване на проводимостта. За вериги с прецизни печатни платки малките промени в съпротивлението, причинени от окисляване, могат да доведат до изкривяване на сигнала, забавяне и други проблеми при високо-честотното предаване на сигнала; В процеса на заваряване оксидният слой ще попречи на проникването на спойка и метал, причинявайки дефекти при заваряване като виртуално заваряване и студено заваряване и намаляване на степента на квалификация на продукта.
2, Оптимизиране на процеса на повърхностна обработка
(1) Химическо никелово златно покритие
Процесът на безелектрическо никелиране е често използван метод за предотвратяване на окисляването на печатни платки. Този процес първо отлага равномерен никелов слой върху повърхността на печатната платка, обикновено с дебелина 3-5 микрона. Никеловият слой има добра химическа стабилност и може ефективно да изолира контакта между кислорода и основната мед; Впоследствие върху повърхността на никеловия слой се отлага слой злато с дебелина около 0,05-0,1 микрона. Химическите свойства на златото са изключително стабилни и почти не реагират с кислорода, което допълнително засилва защитния ефект. Повърхността на печатната платка, обработена с безелектроникелово златно покритие, е плоска и гладка, с отлична спойка, подходяща за електронни продукти с високи изисквания за надеждност, като оборудване за комуникационни базови станции, медицински електронни инструменти и др. Въпреки това, този процес има относително високи разходи и строги изисквания за контролиране на състава на покритието и параметрите на процеса. Неправилната работа може да доведе до необичайно съдържание на фосфор в никеловия слой и неравномерна дебелина на златния слой.
(2) Органичен протектор за спояване
Органичният защитен слой за запояване е тънък слой органичен защитен филм, образуван върху медната повърхност на печатната платка, с дебелина само 0,2-0,5 микрона. Този защитен филм може ефективно да потиска окисляването на медта, без да засяга свързването между спойка и мед по време на заваряване. Технологията OSP е проста, рентабилна-ефективна и подходяща за окабеляване на печатни платки с висока плътност, широко използвана в производството на платки за потребителски електронни продукти като смартфони и таблети. Но устойчивостта на износване и устойчивостта на висока температура на OSP филма са относително слаби. По време на съхранение и транспортиране трябва да се обърне внимание на устойчивостта на влага и надраскване. Освен това експлоатационният живот на OSP филма е ограничен и обикновено се препоръчва заваряването да завърши в рамките на 7-10 дни след обработката.
(3) Нивелиране с горещ въздух
Процесът на изравняване с горещ въздух е да потопите печатната платка в разтопен припой и след това да използвате горещ въздух, за да издухате излишния припой, така че спойката да покрие равномерно медната повърхност. Слоят на спойката, образуван чрез този метод, е относително дебел, което може да осигури добра физическа защита за медта и да блокира проникването на кислород. Традиционният процес HASL използва оловосъдържащ припой, който постепенно е заменен от-безоловен HASL поради екологични изисквания. Процесът на изравняване с горещ въздух има ниска цена и висока производствена ефективност и е подходящ за обикновени платки, които нямат строги изисквания за плоскост на повърхността. Този процес обаче има проблеми като лоша плоскост на повърхността и недостатъчно запълване на дупки, а с развитието на електронните продукти към миниатюризация и прецизност, приложението на процеса HASL постепенно се ограничава.
3, Нанасяне на защитно покритие
(1) Триустойчиво покритие с боя
Триустойчива боя (-устойчива на влага, против мухъл, против солен спрей) може да образува плътен защитен филм върху повърхността на печатната платка, като изолира кислорода, влагата и контакта с платката. Често срещаните видове триустойчиви бои включват полиуретан, акрил, силикон и др. Полиуретановата триустойчива боя има добра устойчивост на износване и гъвкавост, подходяща за електронни устройства, които изискват чести вибрации, като печатната платка на автомобилните електронни контролни блокове; Акрилната триустойчива боя има бърза скорост на изсъхване и ниска цена и обикновено се използва в обикновени потребителски електронни продукти; Триустойчивата органична силиконова боя има отлична устойчивост на висока температура и устойчивост на химическа корозия и е подходяща за печатни платки, работещи в среда с висока -температура, като печатни платки в промишлено контролно оборудване. Чрез прилагане на триустойчива боя, антиоксидантният живот на печатната платка може да бъде значително удължен, особено в тежки среди, където защитният ефект е по-изразен.
(2) Технология за нано покритие
Технологията за нано покритие е нов тип защитен метод, който се появи през последните години. Той използва специалните свойства на наномащабните материали, за да образува равномерен, ултра-тънък и високо-ефективен защитен слой върху повърхността на печатните платки. Например графеновото нанопокритие със своята отлична химическа стабилност и бариерни свойства може ефективно да блокира проникването на кислородни и водни молекули, като същевременно притежава добра проводимост и разсейване на топлината, което може да подобри цялостната производителност на печатните платки, като същевременно предотвратява окисляването. Прилагането на нанопокрития може не само да подобри антиоксидантния капацитет на печатните платки, но също така да подобри тяхната устойчивост на износване, анти-статични и други свойства, което ги прави подходящи за електронни продукти от висок-клас като аерокосмическо оборудване и високо-производителни сървърни платки.
4, Контрол на околната среда и управление на съхранението
(1) Оптимизиране на производствената среда
Контролът на околната температура, влажност и качество на въздуха е от решаващо значение в процеса на производство на печатни платки. Контролирането на относителната влажност в производствения цех на 40% -60% и поддържането на температурата на 20-25 градуса може да намали кондензацията на водни пари върху повърхността на печатната платка и да попречи на окислителните реакции. В същото време инсталирайте оборудване за пречистване на въздуха, за да филтрирате корозивни вещества като прах, сулфиди, азотни оксиди и др. във въздуха, за да предотвратите ускоряването на окисляването на печатните платки от тези вещества. За производството на високопрецизни печатни платки може да се използва цех без прах за допълнително подобряване на чистотата на околната среда.
(2) Защита при съхранение и транспортиране
По време на съхранението и транспортирането на печатни платки трябва да се вземат мерки за -устойчивост на влага и анти{1}}окисление. Използвайте влаго{3}}устойчиви торби, за да опаковате печатни платки и поставете изсушители, като силиконови изсушители, вътре в торбите, за да абсорбират влагата; За печатни платки, съхранявани дълго време, може да се използва вакуумно опаковане, за да се изолират от въздуха. По време на транспортиране избягвайте силни вибрации и сблъсъци върху печатната платка, предотвратявайте повреда на повърхностния защитен слой и обръщайте внимание на контрола на температурата и влажността в транспортната среда, за да сте сигурни, че печатната платка винаги е в подходящи условия за съхранение.