Днес, тъй като електронните устройства продължават да се развиват към миниатюризация и висока производителност, производителността на платките, като основен носител на електронните системи, пряко влияе върху цялостното оперативно качество на оборудването. Технологията за покритие на печатни платки, като важно средство за подобряване на производителността на печатни платки, получава все по-голямо внимание. Той играе ключова роля в осигуряването на стабилна работа и удължаване на експлоатационния живот на електронните устройства, като покрива повърхността на платката с един или повече тънки филми от специфични материали, придавайки на платката нови функционални характеристики като повишена проводимост, подобрена устойчивост на окисление и подобрена възможност за запояване.
1, Целта и значението на покритието на платката
(1) Защитете печатните платки от ерозия на околната среда
По време на използването на печатни платки те ще се сблъскат с различни сложни фактори на околната среда, като влажен въздух, корозивни газове, прах и т.н. Тези фактори постепенно ще разядат металните линии на повърхността на платката, причинявайки окисляване на медно фолио, корозия на линията и в крайна сметка ще доведат до повреди на веригата. Покритието може да образува плътен защитен филм върху повърхността на печатната платка, като ефективно изолира директния контакт между външната среда и платката и забавя скоростта на окисление на метала и корозия. Например, в сурови среди, като крайбрежни райони или около химически компании, платките с покритие могат да имат продължителност на живот няколко пъти по-дълга от платките без покритие.
(2) Подобрете електрическите характеристики на платките
Някои покривни материали имат добра проводимост. Чрез покриване на повърхността на печатната платка с тези материали съпротивлението на веригата може да бъде намалено и ефективността и стабилността на предаването на сигнала могат да бъдат подобрени. Във високо{2}}честотните вериги скоростта на предаване на сигнала е висока и честотата е висока, което изисква съгласуване на изключително висок импеданс на веригата. Подходящото покритие може да оптимизира импедансните характеристики на веригата, да намали отражението и загубата на сигнала и да осигури високо-качествено предаване на високо-честотни сигнали. В допълнение, някои покрития също имат изолационни свойства, които могат да образуват изолационен слой върху платката, да изолират линии с различни потенциали, да предотвратят късо съединение и допълнително да подобрят електрическата надеждност на платката.
(3) Подобрете способността за запояване на платките
Добрата възможност за запояване е ключът към осигуряването на надеждна връзка между електронните компоненти и платките по време на процеса на сглобяване на платките. Окисляването, замърсяването и други проблеми на повърхността на печатната платка обаче могат да намалят способността за запояване, което води до дефекти като лошо запояване и виртуално запояване. Покритието може да премахне оксидите от повърхността на печатните платки, образувайки повърхностен слой, който е лесен за запояване, подобрявайки намокрянето и свързването между спойката и платките, правейки процеса на запояване по-плавен и подобрявайки ефективността на сглобяване и качеството на продукта.
2, Често срещани видове покритие на печатни платки
(1) Химическо никелово златно покритие
Химическото никелово златно покритие е един от широко използваните процеси за нанасяне на покритие в настоящата индустрия за печатни платки. Този процес първо отлага слой никел върху повърхността на печатната платка чрез химическо покритие с дебелина обикновено между 3-5 μm. Никеловият слой има добра устойчивост на износване и устойчивост на корозия, което може да осигури предварителна защита на платката. Междувременно наличието на никелов слой може да попречи на медта да дифузира в златния слой, избягвайки обезцветяването и влошаването на производителността на златния слой. Върху никеловия слой се отлага слой злато чрез реакция на изместване с дебелина, която обикновено варира от 0,05 до 0,1 μm. Златният слой има отлична устойчивост на окисляване, проводимост и заваряемост, което може ефективно да защити никеловия слой. По време на процеса на запояване на електронни компоненти златният слой може бързо да се разтвори в спойката, постигайки добри резултати при запояване. Процесът на безелектрическо никелиране е подходящ за печатни платки, които изискват висока плоскост на повърхността, възможност за запояване и надеждност, като компютърни дънни платки, платки за мобилни телефони и др.
(2) Химическо никелиране с паладий
Процесът на химическо никелиране на паладиево покритие е разработен въз основа на процеса на химическо никелиране на златно покритие. В сравнение с процеса ENIG, той добавя слой паладий между слоя никел и слоя злато, с дебелина обикновено варираща от 0,05-0,1 μm. Добавянето на слой паладий може ефективно да потисне появата на феномена "черен диск". Феноменът "черен диск" се отнася до неравномерното съдържание на фосфор на повърхността на никеловия слой или химическата реакция между никеловия слой и златния слой при среда с висока температура и висока влажност в технологията ENIG, което кара повърхността на никеловия слой да почернява, като по този начин влияе върху ефективността на запояване и надеждността на печатната платка. Паладиевият слой в процеса ENEPIG може да предотврати неблагоприятни реакции между никел и злато, подобрявайки стабилността и надеждността на покритието. Този процес е подходящ за области, които изискват изключително висока надеждност, като космическото пространство, медицинско оборудване и др.
(3) Органично запояващо защитно фолио
Защитното фолио за органично запояване е процес на нанасяне на покритие, който покрива органични тънки филми върху повърхността на печатни платки. Дебелината на OSP филма е изключително тънка, обикновено между 0,2-0,5 μm. Той образува прозрачен органичен филм върху повърхността на медта чрез химични методи, които могат да предпазят медта от окисление за определен период от време и могат бързо да се разлагат по време на заваряване, без да повлияят на ефекта на заваряване. Технологията OSP има предимствата на ниска цена, прост процес и опазване на околната среда и е подходяща за платки, които са чувствителни към разходите и имат определени изисквания за спояване, като например платки в потребителска електроника, обикновени домакински уреди и други области. Въпреки това, антиоксидантният капацитет на OSP филма е относително слаб и времето за съхранение е ограничено. Обикновено заваряването и сглобяването трябва да бъдат завършени в рамките на кратък период от време след нанасяне на покритие.
(4) Химическо утаяване на сребро
Процесът на отлагане на сребро отлага тънък слой сребро върху повърхността на печатната платка чрез реакция на изместване. Сребърният слой има отлична проводимост (на второ място след златото) и възможност за запояване, което може ефективно да намали съпротивлението на линията и да подобри производителността на предаване на сигнала. Въпреки това, химическата стабилност на сребърния слой е слаба и е склонен към окисление или сулфуризация, така че често е необходимо да се прилагат органични защитни агенти или да се извърши обработка със злато, за да се удължи живота му. Този процес е подходящ за високо-честотни вериги (като 5G и сателитно комуникационно оборудване), но се изисква внимателно проектиране в среда с висока влажност/високо съдържание на сяра, за да се избегне миграция на сребро или корозия.
3, Процесът на покриване на печатни платки
(1) Предварителна обработка
Предварителната обработка е основната стъпка при нанасяне на покритие върху печатна платка, която има за цел да премахне примеси като масло, оксиди, прах и т.н. върху повърхността на платката, така че да се постигне чисто и активирано състояние и да се осигури добра основа за последващи процеси на нанасяне на покритие. Предварителната обработка обикновено включва процеси като отстраняване на масло, микроецване, промиване с киселина и промиване с вода. Процесът на обезмасляване използва алкални или органични разтворители за отстраняване на маслени петна от повърхността на печатната платка; Процесът на микроецване премахва оксидния слой и леките неравности по повърхността на платката чрез химическа корозия, увеличава грапавостта на повърхността и подобрява адхезията между покритието и платката; Процесът на декапиране се използва за допълнително отстраняване на оксидите от металната повърхност и регулиране на повърхностната киселинност или алкалност; Процесът на измиване с вода се използва за почистване и отстраняване на остатъчните химически реагенти от предишните стъпки.
(2) Покритие
В зависимост от различните видове покрития се използват съответните процеси за нанасяне на покритие. Вземайки безелектрическо никелиране като пример, след завършване на предварителната -обработка, платката се потапя в разтвор за безелектрическо никелиране, съдържащ никелови соли, редуциращи агенти, хелатиращи агенти и други компоненти. При подходяща температура (обикновено 80-90 градуса) и рН (обикновено 4,5-5,5) условия, никеловите йони се редуцират от редуциращия агент на повърхността на печатната платка, отлагайки никелов слой. След завършване на никелирането, прехвърлете платката в разтвор за позлатяване и нанесете златен слой върху повърхността на никеловия слой чрез реакция на изместване. По време на процеса на нанасяне на покритие е необходимо да се контролират стриктно параметрите на процеса като състав на разтвора, температура, рН стойност и време, за да се гарантира, че дебелината, еднородността и качеството на покритието отговарят на изискванията.
(3) Последваща обработка
Допълнителната обработка включва главно процеси като измиване с вода, сушене и тестване. Измиването с вода се използва за отстраняване на остатъчни разтвори на покритие и химически реагенти по повърхността на платките, за да се предотврати неблагоприятното им въздействие върху работата на платките; Сушенето е процесът на отстраняване на влагата от повърхността на печатната платка, за да се предотврати остатъчната влага да причини ръжда или други проблеми с качеството; Процесът на тестване цялостно оценява качеството на покритието чрез различни методи за тестване, като визуална проверка, измерване на дебелината на филма, тестване за спояване, тестване на проводимост и т.н., за да се гарантира, че платката с покритие отговаря на изискванията за дизайн и стандартите за използване.