Manapság, amikor az elektronikai eszközök folyamatosan fejlődnek a miniatürizálás és a nagy teljesítmény felé, az áramköri lapok, mint az elektronikus rendszerek központi hordozói, teljesítménye közvetlenül befolyásolja a berendezések általános működési minőségét. Az áramköri lapok bevonási technológiája, mint az áramköri lapok teljesítményének javításának fontos eszköze, egyre nagyobb figyelmet kap. Kulcsszerepet játszik az elektronikus eszközök stabil működésének biztosításában és élettartamának meghosszabbításában azáltal, hogy az áramköri lap felületét egy vagy több vékony, meghatározott anyagú filmréteggel borítja, új funkcionális jellemzőkkel ruházza fel az áramköri lapot, mint például a megnövelt vezetőképesség, jobb oxidációs ellenállás és jobb forraszthatóság.
1, Az áramköri lap bevonatának célja és jelentősége
(1) Védje az áramköri lapokat a környezeti eróziótól
Az áramköri lapok használata során különféle összetett környezeti tényezőkkel szembesülnek, mint például párás levegő, korrozív gázok, por stb. Ezek a tényezők fokozatosan erodálják az áramköri lap felületén lévő fémvonalakat, ami rézfólia oxidációt, vezetékkorróziót és végső soron áramköri meghibásodásokat okoz. A bevonat sűrű védőfóliát képezhet az áramköri lap felületén, hatékonyan elszigeteli a közvetlen érintkezést a külső környezet és az áramköri lap között, és lelassítja a fémek oxidációját és korrózióját. Például zord környezetben, például tengerparti területeken vagy vegyipari cégek környékén a bevonatos áramköri lapok élettartama többszöröse lehet, mint a bevonat nélküli áramköri lapoknak.
(2) Javítsa az áramköri lapok elektromos teljesítményét
Egyes bevonóanyagok jó vezetőképességgel rendelkeznek. Az áramköri lap felületének ezekkel az anyagokkal való bevonásával az áramkör ellenállása csökkenthető, a jelátvitel hatékonysága és stabilitása javítható. A nagy-frekvenciás áramkörökben a jelátviteli sebesség gyors, a frekvencia pedig magas, ami rendkívül nagy impedanciájú áramkört igényel. A megfelelő bevonat optimalizálhatja az áramkör impedancia-karakterisztikáját, csökkentheti a jelvisszaverődést és -veszteséget, valamint biztosíthatja a magas-frekvenciás jelek jó minőségű átvitelét. Ezenkívül egyes bevonatok szigetelő tulajdonságokkal is rendelkeznek, amelyek szigetelőréteget képezhetnek az áramköri lapon, elszigetelhetik a különböző potenciállal rendelkező vezetékeket, megakadályozzák a rövidzárlatokat, és tovább javítják az áramköri lap elektromos megbízhatóságát.
(3) Javítani kell az áramköri lapok forraszthatóságát
A jó forraszthatóság kulcsa az elektronikus alkatrészek és az áramköri lapok közötti megbízható kapcsolat biztosításának az áramköri kártyák összeszerelési folyamata során. Az oxidáció, a szennyeződés és egyéb problémák azonban az áramköri lap felületén csökkenthetik a forraszthatóságát, ami olyan hibákhoz vezethet, mint például a rossz forrasztás és a virtuális forrasztás. A bevonat eltávolíthatja az oxidokat az áramköri kártyák felületéről, könnyen forrasztható felületi réteget képezve, javítva a nedvesedést és a ragasztást a forrasztólemezek és az áramköri kártyák között, simábbá teheti a forrasztási folyamatot, és javítja az összeszerelés hatékonyságát és a termék minőségét.
2, Az áramköri lap bevonatának általános típusai
(1) Vegyi nikkel aranyozás
A kémiai nikkelezés az egyik legszélesebb körben használt bevonási eljárás a jelenlegi áramköri lapiparban. Ez az eljárás először egy nikkelréteget visz fel az áramköri lap felületére vegyi bevonattal, amelynek vastagsága általában 3-5 μm között van. A nikkelréteg jó kopásállósággal és korrózióállósággal rendelkezik, amely előzetes védelmet nyújthat az áramköri lap számára. Eközben a nikkelréteg jelenléte megakadályozhatja a réz bediffundálását az aranyrétegbe, elkerülve ezzel az aranyréteg elszíneződését és teljesítményromlását. A nikkelréteg tetejére elmozdulási reakcióval egy aranyréteg rakódik le, amelynek vastagsága jellemzően 0,05 és 0,1 μm között van. Az aranyréteg kiváló oxidációs ellenállással, vezetőképességgel és hegeszthetőséggel rendelkezik, amely hatékonyan védi a nikkelréteget. Az elektronikus alkatrészek forrasztási folyamata során az aranyréteg gyorsan feloldódhat a forrasztóanyagban, jó forrasztási eredményeket érve el. Az elektromos nikkelezési eljárás alkalmas olyan áramköri lapokhoz, amelyek nagy felületi síkságot, forraszthatóságot és megbízhatóságot igényelnek, például számítógépes alaplapokhoz, mobiltelefon-áramköri lapokhoz stb.
(2) Kémiai nikkel-palládium bevonat
A kémiai nikkel-palládium bevonási eljárást a kémiai nikkel-aranyozási eljárás alapján fejlesztették ki. Az ENIG eljáráshoz képest palládiumréteget ad a nikkelréteg és az aranyréteg közé, amelynek vastagsága általában 0,05-0,1 μm között van. A palládiumréteg hozzáadása hatékonyan gátolja a "fekete lemez" jelenség előfordulását. A "fekete korong" jelenség a nikkelréteg felületének egyenetlen foszfortartalmára vagy a nikkelréteg és az aranyréteg közötti kémiai reakcióra utal magas hőmérsékletű és magas páratartalmú környezetben az ENIG technológiában, ami a nikkelréteg felületének feketévé válását okozza, ami befolyásolja az áramköri lap forrasztási teljesítményét és megbízhatóságát. Az ENEPIG eljárásban a palládiumréteg megakadályozhatja a nikkel és az arany közötti káros reakciókat, javítva a bevonat stabilitását és megbízhatóságát. Ez az eljárás olyan területeken alkalmazható, amelyek rendkívül nagy megbízhatóságot igényelnek, mint például a repülés, az orvosi berendezések stb.
(3) Szerves forraszthatóság védőfólia
A szerves forraszthatósági védőfólia olyan bevonási eljárás, amely szerves vékony filmeket von be az áramköri lapok felületére. Az OSP film vastagsága rendkívül vékony, általában 0,2-0,5 μm között van. Kémiai módszerekkel átlátszó szerves filmet képez a réz felületén, amely bizonyos ideig képes megvédeni a rezet az oxidációtól, és hegesztés közben gyorsan lebomlik anélkül, hogy a hegesztési hatást befolyásolná. Az OSP technológia előnye az alacsony költség, az egyszerű folyamat és a környezetvédelem, és alkalmas olyan áramköri lapokhoz, amelyek költségérzékenyek és bizonyos forraszthatósági követelményekkel rendelkeznek, mint például a fogyasztói elektronikai áramköri lapok, a hagyományos háztartási készülékek és más területek. Az OSP film antioxidáns kapacitása azonban viszonylag gyenge, tárolási ideje korlátozott. Általában a hegesztést és az összeszerelést a bevonatolás után rövid időn belül be kell fejezni.
(4) Az ezüst kémiai kicsapása
Az ezüstleválasztási eljárás során az elmozdulási reakció révén vékony ezüstréteg kerül az áramköri lap felületére. Az ezüstréteg kiváló vezetőképességgel (az arany után a második helyen áll) és forraszthatósággal rendelkezik, ami hatékonyan csökkenti a vonal ellenállását és javítja a jelátviteli teljesítményt. Az ezüstréteg kémiai stabilitása azonban gyenge, oxidációra vagy kéneződésre hajlamos, ezért az élettartam meghosszabbítása érdekében gyakran szükséges szerves védőanyagok felvitele vagy aranybemerítési kezelés. Ez az eljárás alkalmas nagy-frekvenciás áramkörökhöz (például 5G és műholdas kommunikációs berendezések), de nagy páratartalmú/magas kéntartalmú környezetben gondos tervezésre van szükség az ezüst migrációjának vagy korróziójának elkerülése érdekében.
3, Az áramköri lapok bevonásának folyamata
(1) Előfeldolgozás
Az előkezelés az áramköri lap bevonásának alapvető lépése, amelynek célja az olyan szennyeződések, mint az olaj, oxidok, por stb. eltávolítása az áramköri lap felületéről, hogy tiszta és aktivált állapotot érjen el, és jó alapot biztosítson a későbbi bevonási folyamatokhoz. Az előkezelés általában olyan folyamatokat foglal magában, mint az olajeltávolítás, a mikromaratás, a savas mosás és a vizes mosás. A zsírtalanítási eljárás lúgos vagy szerves oldószereket használ az olajfoltok eltávolítására az áramköri lap felületéről; A mikromaratási eljárás kémiai korrózió révén eltávolítja az oxidréteget és az enyhe sorját az áramköri lap felületéről, növeli a felület érdességét, és javítja a bevonat és az áramköri lap közötti tapadást; A pácolási eljárást az oxidok további eltávolítására használják a fémfelületről, és beállítják a felület savasságát vagy lúgosságát; A vizes mosási eljárás az előző lépésekből származó kémiai reagensek maradékának tisztítására és eltávolítására szolgál.
(2) Bevonat
A különböző bevonattípusoknak megfelelően a bevonáshoz megfelelő bevonási eljárásokat alkalmaznak. Példaként tekintve az elektromos nikkelezésre, az előkezelés -végzése után az áramköri lapot nikkelsókat, redukálószereket, kelátképző szereket és egyéb komponenseket tartalmazó elektromentes nikkelezési oldatba merítenek. Megfelelő hőmérséklet (általában 80-90 fok) és pH (általában 4,5-5,5) körülmények között a nikkel ionokat a redukálószer csökkenti az áramköri lap felületén, és nikkelréteget képez. A nikkelezés befejezése után vigye át az áramköri lapot aranyozási oldatba, és vigyen fel aranyréteget a nikkelréteg felületére elmozdulási reakcióval. A bevonási folyamat során szigorúan ellenőrizni kell a folyamat paramétereit, mint például az oldat összetétele, hőmérséklete, pH-értéke és ideje, hogy a bevonat vastagsága, egyenletessége és minősége megfeleljen a követelményeknek.
(3) Utófeldolgozás
Az utókezelés főként olyan folyamatokat foglal magában, mint a vizes mosás, szárítás és tesztelés. A vizes mosást az áramköri lapok felületéről visszamaradt bevonóoldatok és kémiai reagensek eltávolítására használják, hogy megakadályozzák ezek káros hatását az áramköri lapok teljesítményére; A szárítás az a folyamat, amelynek során eltávolítják a nedvességet az áramköri lap felületéről, hogy megakadályozzák a maradék nedvesség rozsdásodását vagy más minőségi problémákat; A tesztelési folyamat átfogóan értékeli a bevonat minőségét különböző vizsgálati módszerekkel, például szemrevételezéssel, filmvastagság méréssel, forraszthatósági vizsgálattal, vezetőképesség vizsgálattal stb., hogy megbizonyosodjon arról, hogy a bevont áramköri lap megfelel a tervezési követelményeknek és a használati szabványoknak.