El objetivo principal del tratamiento superficial de PCB es garantizar una buena soldabilidad o propiedades eléctricas. Dado que el cobre en la naturaleza tiende a existir en forma de óxidos en el aire, es improbable que se mantenga como el cobre original durante mucho tiempo, por lo que requiere un tratamiento con cobre.
Existen numerosos procesos de tratamiento de superficies de PCB. Los más comunes son los agentes protectores orgánicos para soldadura (OSP), el niquelado de placa completa con oro, Shen Jin, Shenxi, Shenyin, el níquel químico, el oro y la galvanoplastia con oro duro. Síntoma.
1. El aire caliente es plano (lata de aerosol)
El proceso general del proceso de nivelación con aire caliente es: micro erosión → precalentamiento → soldadura de recubrimiento → lata de aerosol → limpieza.
El aire caliente es plano, también conocido como soldadura por aire caliente (comúnmente conocido como pulverización de estaño). Este proceso consiste en recubrir la superficie de la PCB con estaño fundido (plomo) y comprimir el aire mediante rectificación (soplado) para formar una capa antioxidante de cobre. También proporciona capas de recubrimiento con buena soldabilidad. La soldadura y el cobre del aire caliente forman un compuesto interductivo de cobre y estaño. La PCB generalmente se sumerge en el agua de fusión soldada; la cuchilla de viento sopla el líquido soldado plano antes de soldarlo.
El nivel de viento térmico se divide en dos tipos: vertical y horizontal. Generalmente, se considera que el horizontal es mejor. Se debe principalmente a que la capa de rectificación de aire caliente horizontal es relativamente uniforme, lo que permite lograr una producción automatizada.
Ventajas: mayor tiempo de almacenamiento; una vez finalizada la PCB, la superficie del cobre está completamente húmeda (el estaño está completamente cubierto antes de soldar); adecuado para soldadura con plomo; proceso maduro, bajo costo, adecuado para inspección visual y pruebas eléctricas.
Desventajas: No es apto para la unión de líneas; debido al problema de la planitud de la superficie, también presenta limitaciones en SMT; no es apto para el diseño de interruptores de contacto. Al pulverizar estaño, el cobre se disuelve y la placa alcanza temperaturas elevadas. Especialmente en placas gruesas o delgadas, la pulverización de estaño es limitada y la producción resulta incómoda.
2, protector orgánico de soldabilidad (OSP)
El proceso general es: desengrasado -> micrograbado -> decapado -> limpieza con agua pura -> recubrimiento orgánico -> limpieza, y el control del proceso es relativamente fácil para mostrar el proceso de tratamiento.
OSP es un proceso para el tratamiento superficial de láminas de cobre en placas de circuito impreso (PCB) conforme a los requisitos de la directiva RoHS. OSP es la abreviatura de conservantes orgánicos de soldabilidad, también conocidos como preflux. En resumen, OSP es una película orgánica que se forma químicamente sobre una superficie de cobre limpia y desnuda. Esta película ofrece propiedades antioxidantes, resistencia al choque térmico y a la humedad, protegiendo la superficie del cobre de la oxidación y la vulcanización en condiciones normales. Sin embargo, durante la soldadura a alta temperatura, esta película protectora debe ser fácilmente eliminada por el fundente para que la superficie de cobre limpia y expuesta se integre rápidamente con la soldadura fundida y forme una unión de soldadura sólida.
Ventajas: El proceso es sencillo, la superficie es muy plana, ideal para soldadura sin plomo y SMT. Fácil de retrabajar, operación de producción conveniente, ideal para operación en línea horizontal. La placa es apta para múltiples procesos (p. ej., OSP+ENIG). Económico y ecológico.
Desventajas: Limitación del número de soldaduras por reflujo (con varias soldaduras gruesas, la película se destruirá; dos veces no hay problema). No apto para tecnología de engarce ni para la unión de cables. La detección visual y eléctrica no son convenientes. Se requiere protección con gas N₂ para SMT. No es adecuado para el retrabajo de SMT. Altos requisitos de almacenamiento.
3, toda la placa chapada en níquel dorado
El niquelado consiste en recubrir la superficie del conductor de la PCB con una capa de níquel y luego con una capa de oro. El niquelado tiene como objetivo principal evitar la difusión entre el oro y el cobre. Existen dos tipos de niquelado electrolítico: el niquelado blando (oro puro, cuya superficie no se ve brillante) y el niquelado duro (superficie lisa y dura, resistente al desgaste, que contiene otros elementos como el cobalto, cuya superficie se ve más brillante). El niquelado blando se utiliza principalmente para el cableado de oro en el empaquetado de chips; el niquelado duro se utiliza principalmente en interconexiones eléctricas sin soldadura.
Ventajas: Larga vida útil de almacenamiento (más de 12 meses). Ideal para diseño de interruptores de contacto y unión con hilo dorado. Apto para pruebas eléctricas.
Debilidad: Mayor costo, oro más grueso. Los dedos electrochapados requieren una conducción de cable adicional. Debido a que el espesor del oro no es uniforme, al aplicarlo a la soldadura, puede causar fragilización de la unión soldada, lo que afecta la resistencia. Problema de uniformidad de la superficie de la galvanoplastia. El níquel-oro electrochapado no cubre el borde del cable. No es adecuado para la unión de cables de aluminio.
4. Hundir el oro
El proceso general es: limpieza por decapado -> microcorrosión -> prelixiviación -> activación -> niquelado químico -> lixiviación química de oro; Hay 6 tanques químicos en el proceso, que involucran casi 100 tipos de productos químicos, y el proceso es más complejo.
El oro de inmersión se envuelve en una aleación gruesa de níquel-oro eléctricamente buena sobre la superficie de cobre, lo que protege la PCB durante mucho tiempo. Además, ofrece una tolerancia ambiental que otros procesos de tratamiento de superficies no ofrecen. Además, el oro de inmersión previene la disolución del cobre, lo que beneficia el ensamblaje sin plomo.
Ventajas: No se oxida fácilmente, se puede almacenar durante mucho tiempo, su superficie es plana, ideal para soldar pines con juntas finas y componentes con pequeñas juntas de soldadura. Ideal para placas PCB con botones (como placas de teléfonos móviles). La soldadura por reflujo se puede repetir varias veces sin pérdida significativa de soldabilidad. Se puede utilizar como material base para cableado COB (Chip On Board).
Desventajas: Alto costo, baja resistencia de la soldadura, debido al uso de un proceso de níquel no electrolítico, lo que facilita la aparición de problemas de disco negro. La capa de níquel se oxida con el tiempo, lo que afecta la confiabilidad a largo plazo.
5. Estaño que se hunde
Dado que todas las soldaduras actuales son a base de estaño, la capa de estaño se adapta a cualquier tipo de soldadura. El proceso de inmersión de estaño permite formar compuestos intermetálicos planos de cobre-estaño, lo que permite que el estaño de inmersión tenga la misma buena soldabilidad que la nivelación con aire caliente, sin el problema de la nivelación con aire caliente. La placa de estaño no puede almacenarse durante mucho tiempo, y el ensamblaje debe realizarse según el orden de inmersión del estaño.
Ventajas: Adecuado para producción en línea horizontal. Adecuado para procesamiento de líneas finas, soldadura sin plomo y especialmente para tecnología de crimpado. Excelente planitud, ideal para SMT.
Desventajas: Se requieren buenas condiciones de almacenamiento, preferiblemente no más de 6 meses, para controlar la formación de filamentos de estaño. No es adecuado para el diseño de interruptores de contacto. En el proceso de producción, el proceso de soldadura con película de resistencia es relativamente alto; de lo contrario, esta se desprenderá. Para soldaduras múltiples, la mejor protección es con gas N₂. La medición eléctrica también presenta problemas.
6. Plata hundida
El proceso de inmersión de plata se encuentra entre el recubrimiento orgánico y el niquelado/dorado químico. Es relativamente simple y rápido. Incluso expuesta al calor, la humedad y la contaminación, la plata conserva una buena soldabilidad, pero pierde su brillo. El niquelado/dorado químico no posee la misma resistencia física que el niquelado/dorado químico, ya que no hay níquel debajo de la capa de plata.
Ventajas: Proceso sencillo, apto para soldadura sin plomo y SMT. Superficie muy plana, bajo coste, apto para líneas muy finas.
Desventajas: Altos requisitos de almacenamiento, fácil contaminación. La resistencia de la soldadura es propensa a problemas (problema de microcavidades). Es fácil que se produzcan fenómenos de electromigración y de mordida de Javani en el cobre bajo la película de resistencia de soldadura. La medición eléctrica también presenta problemas.
7, níquel-paladio químico
En comparación con la precipitación de oro, existe una capa adicional de paladio entre el níquel y el oro, lo que previene la corrosión causada por la reacción de reemplazo y prepara completamente el terreno para la precipitación del oro. El oro está densamente recubierto de paladio, lo que proporciona una buena superficie de contacto.
Ventajas: Apto para soldadura sin plomo. Superficie muy plana, ideal para SMT. Los orificios pasantes también pueden ser de níquel-oro. Larga vida útil, en condiciones de almacenamiento adecuadas. Apto para pruebas eléctricas. Ideal para el diseño de contactos de interruptores. Apto para la unión de cables de aluminio y para placas gruesas. Gran resistencia a las agresiones ambientales.
8. Galvanoplastia de oro duro
Con el fin de mejorar la resistencia al desgaste del producto, aumente el número de inserciones y extracciones y la galvanoplastia de oro duro.
Los cambios en el proceso de tratamiento de superficies de PCB no son muy significativos; parece algo relativamente lejano, pero cabe destacar que los cambios lentos a largo plazo conllevarán grandes cambios. Ante la creciente demanda de protección ambiental, el proceso de tratamiento de superficies de PCB sin duda cambiará drásticamente en el futuro.
Hora de publicación: 05-jul-2023
