Tujuan paling mendasar dari perawatan permukaan PCB adalah untuk memastikan kemampuan las atau sifat listrik yang baik. Karena tembaga di alam cenderung berada dalam bentuk oksida di udara, tembaga tidak mungkin dipertahankan sebagai tembaga asli untuk waktu yang lama, sehingga perlu diperlakukan dengan tembaga.
Ada banyak proses perawatan permukaan PCB. Produk yang umum digunakan adalah pelat datar, agen pelindung las organik (OSP), pelapisan emas nikel pada seluruh papan, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, nikel kimia, emas, dan pelapisan emas keras secara elektroplating. Gejala.
1. Udara panas itu datar (kaleng semprot)
Proses umum perataan udara panas adalah: erosi mikro → pemanasan awal → pengelasan pelapisan → semprotan timah → pembersihan.
Udara panas datar, juga dikenal sebagai las udara panas (umumnya dikenal sebagai semprotan timah), yang merupakan proses pelapisan timah leleh (timah) yang dilas pada permukaan PCB dan menggunakan pemanasan untuk memampatkan rektifikasi udara (peniupan) untuk membentuk lapisan anti-oksidasi tembaga. Ini juga dapat memberikan lapisan pelapis yang memiliki kemampuan las yang baik. Seluruh las dan tembaga dari udara panas membentuk senyawa interduktif logam tembaga-timah pada kombinasi tersebut. PCB biasanya tenggelam dalam air las yang meleleh; pisau angin meniup cairan las datar yang dilas cair sebelum dilas;
Tingkat angin termal dibagi menjadi dua jenis: vertikal dan horizontal. Umumnya, tipe horizontal dianggap lebih baik. Hal ini terutama disebabkan oleh lapisan rektifikasi udara panas horizontal yang relatif seragam, sehingga dapat mencapai produksi otomatis.
Keunggulan: waktu penyimpanan lebih lama; setelah PCB selesai, permukaan tembaga benar-benar basah (timah tertutup sepenuhnya sebelum pengelasan); cocok untuk pengelasan timbal; proses matang, biaya rendah, cocok untuk inspeksi visual dan pengujian kelistrikan
Kekurangan: Tidak cocok untuk pengikatan garis; karena masalah kerataan permukaan, terdapat pula keterbatasan pada SMT; tidak cocok untuk desain sakelar kontak. Saat menyemprotkan timah, tembaga akan larut, dan papan bersuhu tinggi. Terutama untuk pelat tebal atau tipis, penyemprotan timah terbatas, dan operasi produksinya merepotkan.
2, pelindung las organik (OSP)
Proses umumnya adalah: penghilangan lemak –> penggoresan mikro –> pengawetan –> pembersihan air murni –> pelapisan organik –> pembersihan, dan pengendalian prosesnya relatif mudah untuk menunjukkan proses pengolahannya.
OSP adalah proses perawatan permukaan foil tembaga pada papan sirkuit cetak (PCB) sesuai dengan persyaratan arahan RoHS. OSP adalah singkatan dari Organic Solderability Preservatives, juga dikenal sebagai pengawet solderabilitas organik, atau dikenal juga sebagai Preflux dalam bahasa Inggris. Sederhananya, OSP adalah lapisan tipis organik yang ditumbuhkan secara kimia pada permukaan tembaga yang bersih dan polos. Lapisan tipis ini memiliki sifat anti-oksidasi, tahan panas, dan tahan lembap, sehingga permukaan tembaga tidak lagi berkarat (oksidasi atau vulkanisasi, dll.) dalam kondisi normal. Namun, pada pengelasan suhu tinggi berikutnya, lapisan tipis pelindung ini harus mudah dihilangkan dengan fluks secara cepat, sehingga permukaan tembaga bersih yang terbuka dapat segera menyatu dengan solder cair dalam waktu yang sangat singkat dan membentuk sambungan solder yang kokoh.
Keunggulan: Prosesnya sederhana, permukaannya sangat rata, cocok untuk pengelasan bebas timbal dan SMT. Mudah dikerjakan ulang, operasi produksinya nyaman, cocok untuk operasi jalur horizontal. Papan ini cocok untuk berbagai pemrosesan (misalnya OSP+ENIG). Biaya rendah, ramah lingkungan.
Kekurangan: keterbatasan jumlah pengelasan reflow (pengelasan berulang kali, lapisan film akan rusak, pada dasarnya 2 kali tidak masalah). Tidak cocok untuk teknologi crimping dan pengikatan kawat. Deteksi visual dan deteksi listrik kurang nyaman. Perlindungan gas N2 diperlukan untuk SMT. Pengerjaan ulang SMT tidak cocok. Persyaratan penyimpanan tinggi.
3, seluruh pelat berlapis nikel emas
Pelapisan nikel pelat adalah pelapisan konduktor permukaan PCB dengan lapisan nikel terlebih dahulu, kemudian dilapisi dengan lapisan emas. Pelapisan nikel terutama bertujuan untuk mencegah difusi antara emas dan tembaga. Terdapat dua jenis pelapisan nikel-emas: pelapisan emas lunak (emas murni, permukaan emas tidak terlihat mengkilap) dan pelapisan emas keras (permukaan halus dan keras, tahan aus, mengandung unsur lain seperti kobalt, permukaan emas terlihat lebih cerah). Emas lunak terutama digunakan untuk kawat emas kemasan chip; emas keras terutama digunakan pada interkoneksi listrik tanpa las.
Keunggulan: Waktu penyimpanan lama >12 bulan. Cocok untuk desain sakelar kontak dan pengikatan kawat emas. Cocok untuk pengujian kelistrikan.
Kelemahan: Biaya lebih tinggi, emas lebih tebal. Jari-jari yang dilapisi elektro membutuhkan konduksi kawat dengan desain tambahan. Karena ketebalan emas tidak konsisten, ketika diterapkan pada pengelasan, dapat menyebabkan kerapuhan sambungan solder karena emas yang terlalu tebal, yang memengaruhi kekuatan. Masalah keseragaman permukaan elektroplating. Emas nikel yang dilapisi elektro tidak menutupi tepi kawat. Tidak cocok untuk penyambungan kawat aluminium.
4. Tenggelamkan emas
Proses umumnya adalah: pembersihan pengawetan –> korosi mikro –> pra-pencucian –> aktivasi –> pelapisan nikel tanpa listrik –> pelindian emas kimia; Ada 6 tangki kimia dalam proses ini, yang melibatkan hampir 100 jenis bahan kimia, dan prosesnya lebih kompleks.
Emas tenggelam dibungkus dengan paduan nikel-emas tebal yang baik secara elektrik pada permukaan tembaga, yang dapat melindungi PCB untuk waktu yang lama. Selain itu, emas tenggelam juga memiliki toleransi lingkungan yang tidak dimiliki oleh proses perawatan permukaan lainnya. Selain itu, emas tenggelam juga dapat mencegah pelarutan tembaga, yang akan menguntungkan perakitan bebas timbal.
Keunggulan: tidak mudah teroksidasi, dapat disimpan dalam waktu lama, permukaannya rata, cocok untuk pengelasan pin celah halus dan komponen dengan sambungan solder kecil. Cocok untuk papan PCB dengan tombol (seperti papan telepon seluler). Pengelasan reflow dapat diulang beberapa kali tanpa kehilangan kemampuan las yang signifikan. Dapat digunakan sebagai bahan dasar untuk kabel COB (Chip On Board).
Kekurangan: biaya tinggi, kekuatan pengelasan buruk, karena menggunakan proses nikel non-elektroplating, mudah terjadi masalah cakram hitam. Lapisan nikel teroksidasi seiring waktu, dan keandalan jangka panjang menjadi masalah.
5. Kaleng tenggelam
Karena semua solder yang ada saat ini berbahan dasar timah, lapisan timah dapat disesuaikan dengan semua jenis solder. Proses penenggelaman timah dapat membentuk senyawa intermetalik logam tembaga-timah yang rata, sehingga timah yang ditenggelamkan memiliki kemampuan solder yang sama baiknya dengan perataan udara panas tanpa masalah perataan udara panas yang merepotkan; Pelat timah tidak boleh disimpan terlalu lama, dan perakitan harus dilakukan sesuai urutan penenggelaman timah.
Keunggulan: Cocok untuk produksi garis horizontal. Cocok untuk pemrosesan garis halus, cocok untuk pengelasan bebas timbal, terutama cocok untuk teknologi crimping. Kerataan sangat baik, cocok untuk SMT.
Kekurangan: Diperlukan kondisi penyimpanan yang baik, sebaiknya tidak lebih dari 6 bulan, untuk mengendalikan pertumbuhan kumis timah. Tidak cocok untuk desain sakelar kontak. Dalam proses produksi, proses pelapisan film resistansi pengelasan relatif tinggi, jika tidak, akan menyebabkan lapisan film resistansi pengelasan terlepas. Untuk pengelasan berulang, perlindungan gas N2 adalah yang terbaik. Pengukuran kelistrikan juga menjadi masalah.
6. Perak yang tenggelam
Proses penenggelaman perak merupakan perpaduan antara pelapisan organik dan pelapisan nikel/emas tanpa listrik, yang relatif sederhana dan cepat. Meskipun terpapar panas, kelembapan, dan polusi, perak tetap mampu mempertahankan kemampuan las yang baik, tetapi akan kehilangan kilaunya. Pelapisan perak tidak memiliki kekuatan fisik sebaik pelapisan nikel/emas tanpa listrik karena tidak terdapat nikel di bawah lapisan perak.
Keunggulan: Proses sederhana, cocok untuk pengelasan bebas timbal dan SMT. Permukaan sangat rata, biaya rendah, cocok untuk garis yang sangat halus.
Kekurangan: Persyaratan penyimpanan tinggi, mudah terkontaminasi. Kekuatan pengelasan rentan terhadap masalah (masalah rongga mikro). Fenomena elektromigrasi dan gigitan Javani pada tembaga di bawah lapisan resistansi pengelasan mudah terjadi. Pengukuran kelistrikan juga merupakan masalah.
7, nikel paladium kimia
Dibandingkan dengan presipitasi emas, terdapat lapisan paladium ekstra antara nikel dan emas, dan paladium dapat mencegah fenomena korosi yang disebabkan oleh reaksi penggantian dan mempersiapkan presipitasi emas secara menyeluruh. Emas dilapisi paladium secara rapat, sehingga menghasilkan permukaan kontak yang baik.
Keunggulan: Cocok untuk pengelasan bebas timbal. Permukaan sangat rata, cocok untuk SMT. Lubang tembus juga dapat dilapisi nikel-emas. Waktu penyimpanan lama, kondisi penyimpanan tidak keras. Cocok untuk pengujian kelistrikan. Cocok untuk desain kontak sakelar. Cocok untuk pengikatan kawat aluminium, cocok untuk pelat tebal, dan sangat tahan terhadap serangan lingkungan.
8. Pelapisan emas keras secara elektro
Untuk meningkatkan ketahanan aus produk, tingkatkan jumlah pemasangan dan pelepasan serta pelapisan emas keras secara elektro.
Perubahan dalam proses perawatan permukaan PCB tidak terlalu besar, tampaknya masih relatif jauh, tetapi perlu dicatat bahwa perubahan lambat jangka panjang akan menyebabkan perubahan besar. Dengan meningkatnya tuntutan untuk perlindungan lingkungan, proses perawatan permukaan PCB pasti akan berubah drastis di masa mendatang.
Waktu posting: 05-Jul-2023
