U procesu proizvodnje PCB-a, tehnologija površinske obrade ne samo da utječe na lemljivost i otpornost na koroziju PCB-a, već također ima dubok utjecaj na njegove električne performanse i dugoročnu{0}}pouzdanost. Uz brz razvoj elektronske tehnologije,procesi površinske obrade PCB-astalno se razvijaju kako bi zadovoljili sve veće zahtjeve performansi i ekološke standarde.
Nivelisanje toplog vazduha
Niveliranje vrućim zrakom, također poznato kao izravnavanje lemljenja vrućim zrakom, uobičajeno poznato kao prskanje kalaja. Ovaj proces uključuje premazivanje površine PCB-a rastopljenim kalajnim olovnim lemom - danas se lem bez olova-češće koristi zbog ekoloških zahtjeva. Zatim se zagrijani komprimirani zrak koristi za izravnavanje lema, formirajući sloj prevlake koji može efikasno odoljeti oksidaciji bakra i pružiti odličnu sposobnost lemljenja. Tokom toplog klimatizacije, lem stupa u interakciju sa bakrom i formira spoj bakra i kalaja na spoju, debljine približno 1-2 mil.
Ovaj proces se dijeli na vertikalne i horizontalne tipove. Smatra se da horizontalni premaz ima prednosti zbog ravnomjernijeg premaza i mogućnosti automatizirane proizvodnje. Opšti proces uključuje korake kao što su mikro jetkanje, predgrijavanje, premazivanje fluksom, prskanje lima i čišćenje. Proces izravnavanja toplim zrakom je zreo, sa dovoljnom snabdijevanjem, relativno niskom cijenom i dobrom zavarljivošću, pogodan za -lemljenje bez olova, i jedan je od široko korištenih metoda površinske obrade u industriji. Međutim, njegova površina nije dovoljno glatka, što otežava zavarivanje komponenti finog koraka, a olovo koje sadrži HASL također se suočava s ekološkim problemima.
Organski premaz
Organsko premazivanje je proces hemijskog uzgoja sloja organskog filma na čistoj goloj bakrenoj površini. Ovaj sloj filma je kao lojalni čuvar, sa otpornošću na oksidaciju, otpornost na toplotni udar i otpornost na vlagu, koji može efikasno zaštititi površinu bakra od korozije kao što je oksidacija ili vulkanizacija u normalnim okruženjima. U isto vrijeme, u naknadnom okruženju zavarivanja na visokim{2}}tocima, može se brzo ukloniti fluksom, ostavljajući mjesto za rad na zavarivanju.
Proces organskog premaza se široko koristi u industriji zbog svojih značajnih prednosti jednostavnog procesa i niske cijene. Rani molekuli organskog premaza bili su uglavnom imidazol i benzotriazol, koji su imali efekte protiv rđe. Danas su novi molekuli uglavnom benzimidazol. Da bi se osigurala sposobnost da se izdrži višestruko lemljenje reflow, potrebno je formirati više slojeva organskog premaza na površini bakra, što zahtijeva dodavanje bakarne tekućine u kemijsku kupku. Prvo premažite prvi sloj koji adsorbuje bakar. Zatim se drugi sloj molekula organske prevlake spaja s bakrom i slaže sloj po sloj dok se ne formira struktura od dvadeset ili čak stotina sklopova molekula organske prevlake. Međutim, otpornost na koroziju OSP premaza je relativno slaba, a posebnu pažnju treba obratiti na uslove skladištenja i upotrebe.
Hemijsko niklovanje/uronjeno zlato
Elektrobesko niklovanje/potopno zlato proces je pažljivo omotan sloj debele i električni izvrsne legure nikal zlata na površini bakra, kao što je stavljanje jakog "oklopa" na PCB, koji može pružiti pouzdanu zaštitu za PCB dugo vremena. Za razliku od OSP-a, koji služi samo kao jednostavan sloj za zaštitu od rđe, niklovanje/potopljeno zlato bez elektronike može održati dobre električne performanse tokom-dugotrajne upotrebe PCB-a i imati veću otpornost na promjene okoline.
Razlog za niklovanje je taj što postoji međusobna difuzija između zlata i bakra, a sloj nikla može djelovati kao jaka barijera koja efikasno spriječi ovu difuziju. Bez barijere od sloja nikla, zlato može difundirati u bakar za samo nekoliko sati. Osim toga, bezelektrično niklovanje/potapanje zlata ima mnoge prednosti, kao što je visoka čvrstoća nikla. Samo 5 um debljine nikla može efikasno kontrolisati ekspanziju u Z smjeru na visokim temperaturama, istovremeno sprječavajući otapanje bakra, što je posebno povoljno za lemljenje-bez olova. Opšti proces ove tehnologije uključuje korake kao što su kiselinsko kiseljenje i čišćenje, mikro jetkanje, prethodno uranjanje, aktivacija, hemijsko niklovanje i hemijsko uranjanje zlata. Proces uključuje šest hemijskih rezervoara i skoro stotinu hemikalija, što proces čini relativno složenim.
Uranjanje u srebro
Proces uranjanja u srebro je između OSP-a i bezelektričnog niklovanja/zlata, a njegov proces je relativno jednostavan i brz. Uranjanje srebra se zapravo postiže reakcijama pomaka, formiranjem sloja prevlake od čistog srebra na skoro submikronskom nivou na površini štampane ploče. Ponekad se neki organski spojevi dodaju tokom procesa potapanja srebra, uglavnom da bi se spriječila korozija srebra i eliminirali problemi migracije srebra. Međutim, ovaj tanak sloj organskih jedinjenja obično je teško precizno izmjeriti, a analiza pokazuje da je njegov težinski udio manji od 1%.
Čak i kada je izložen složenim okruženjima kao što su toplota, vlaga i zagađenje, srebrni sloj formiran procesom uranjanja i dalje može pokazati dobra električna svojstva i zavarljivost, ali njegov sjaj se može smanjiti. Zbog odsustva sloja nikla ispod sloja srebra, potapajuće srebro nije fizički čvrsto kao niklovano/imerzijsko zlato bez elektronike.
potapanje u lim
S obzirom da su svi materijali za lemljenje trenutno bazirani na kalaju, a kalajni sloj može savršeno odgovarati bilo kojoj vrsti lemljenja, iz ove perspektive, proces potapanja kalaja ima široke perspektive razvoja. Međutim, u prošlosti su štampane ploče tretirane tehnologijom potapanja kalaja bile sklone problemima s limenim brkovima. Tokom procesa lemljenja, fenomeni migracije kalaja i kalaja predstavljali su ozbiljne izazove za pouzdanost, što je uvelike ograničilo primjenu tehnologije potapanja kalaja. Kasnije, dodavanjem organskih aditiva u rastvor za uranjanje kalaja, struktura limenog sloja je uspješno transformisana u čestice, efikasno prevazilazeći gore-navedene poteškoće, a takođe je dala proces potapanja kalaja dobrom termičkom stabilnošću i lemljivošću.
Postupkom potapanja kalaja može se formirati plosnati bakar i kalaj intermetalni spoj, što čini lim za uranjanje uporedivim s izravnavanjem vrućim zrakom u smislu zavarljivosti, bez problema ravnosti koji su zabrinjavajući zbog niveliranja vrućim zrakom, i bez skrivenih opasnosti od difuzije metala u hemijskom niklovanju/potopljenom zlatu. Međutim, vrijeme skladištenja potopljenih limenih ploča je ograničeno, a ako se ostave predugo, na njihovoj površini će se formirati kalaj oksid, što će utjecati na učinak zavarivanja. Zbog toga je potrebno striktno poštovati redosled potapanja lima prilikom montaže.
Ostali procesi površinske obrade
galvanizirano nikl zlato
Galvanizacija nikl zlata može se smatrati "starijim bratom" tehnologije površinske obrade PCB-a, koja postoji od rođenja PCB-a i postepeno je proizvela druge procese. Ovaj proces uključuje galvanizaciju sloja nikla na površini pcb provodnika, nakon čega slijedi galvanizacija sloja zlata. Glavna funkcija niklovanja je spriječiti difuziju između zlata i bakra. Danas se galvansko niklovano zlato uglavnom dijeli u dvije kategorije: jedna je meka pozlata, koja se uglavnom koristi za pozlaćivanje žice tokom pakiranja čipova; Drugi tip je tvrdo pozlaćenje, uglavnom se koristi za električno povezivanje na nelemnim spojevima, kao što su zlatni prsti. Treba napomenuti da u normalnim okolnostima operacije zavarivanja mogu uzrokovati krhkost galvaniziranog zlata, čime se skraćuje njegov vijek trajanja. Stoga, zavarivanje na galvaniziranom zlatu treba izbjegavati što je više moguće; Međutim, vjerovatnoća krhkosti kod niklovanog/potopljenog zlata je relativno niska zbog tankog i jednolikog sloja zlata.
Hemijski paladijum
Proces bezelektričnog prevlačenja paladija prilično je sličan onom kod bezelektričnog niklanja. Glavni princip je korištenje redukcionog sredstva, kao što je natrijum dihidrogen fosfat, za redukciju iona paladija u paladij na katalitički aktivnoj površini. Novogenerisani paladijum takođe može poslužiti kao katalizator za promociju kontinuirane reakcije, čime se dobijaju slojevi paladijuma bilo koje debljine. Hemijski paladijum ima prednosti visoke pouzdanosti zavarivanja, dobre termičke stabilnosti i odlične ravnosti površine. Međutim, paladij je relativno rijedak plemeniti metal, što rezultira relativno visokim troškovima ovog procesa.