Một bài viết hiểu |Cơ sở để lựa chọn quy trình xử lý bề mặt trong nhà máy PCB là gì

• 1. Khí nóng phẳng (thiếc phun)

Quy trình chung của quá trình san bằng không khí nóng là: xói mòn vi mô → gia nhiệt trước → hàn lớp phủ → phun thiếc → làm sạch.

Khí nóng phẳng hay còn gọi là hàn khí nóng (thường gọi là phun thiếc), là quá trình phủ thiếc nóng chảy (chì) hàn lên bề mặt PCB và dùng nhiệt để nén khí chỉnh lưu (thổi) tạo thành một lớp chống oxy hóa đồng.Nó cũng có thể cung cấp các lớp phủ có khả năng hàn tốt.Toàn bộ mối hàn và đồng của không khí nóng tạo thành hợp chất cảm ứng kim loại đồng-thiếc khi kết hợp.PCB thường chìm trong nước hàn nóng chảy;dao gió thổi chất lỏng hàn phẳng chất lỏng hàn trước khi hàn;

Cấp độ gió nhiệt được chia thành hai loại: dọc và ngang.Người ta thường tin rằng loại ngang là tốt hơn.Chủ yếu là lớp chỉnh lưu không khí nóng nằm ngang tương đối đồng đều, có thể đạt được sản xuất tự động.

Ưu điểm: thời gian bảo quản lâu hơn;sau khi PCB hoàn thiện, bề mặt đồng ướt hoàn toàn (thiếc được phủ hoàn toàn trước khi hàn);thích hợp cho hàn chì;quá trình trưởng thành, chi phí thấp, thích hợp cho việc kiểm tra trực quan và thử nghiệm điện

Nhược điểm: Không phù hợp để đóng dòng;do vấn đề về độ phẳng bề mặt nên SMT cũng có những hạn chế;không phù hợp với thiết kế công tắc tiếp điểm.Khi phun thiếc, đồng sẽ hòa tan và bảng có nhiệt độ cao.Đặc biệt là tấm dày hay mỏng, việc phun thiếc bị hạn chế và thao tác sản xuất không thuận tiện.

• 2, chất bảo vệ khả năng hàn hữu cơ (OSP)

Quy trình chung là: tẩy dầu mỡ --> vi khắc --> tẩy --> làm sạch bằng nước tinh khiết --> lớp phủ hữu cơ --> làm sạch và việc kiểm soát quy trình tương đối dễ dàng để hiển thị quy trình xử lý.

OSP là một quy trình xử lý bề mặt lá đồng của bảng mạch in (PCB) theo các yêu cầu của chỉ thị RoHS.OSP là viết tắt của Organic Solderability Preservatives hay còn gọi là chất bảo quản hữu cơ hàn dễ dàng hay còn gọi là Preflux trong tiếng Anh.Nói một cách đơn giản, OSP là một màng da hữu cơ được nuôi cấy bằng phương pháp hóa học trên bề mặt đồng trần, sạch sẽ.Màng này có tác dụng chống oxy hóa, chống sốc nhiệt, chống ẩm, bảo vệ bề mặt đồng trong môi trường bình thường không còn rỉ sét (oxy hóa hoặc lưu hóa, v.v.);Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao hàn tiếp theo, màng bảo vệ này phải dễ dàng được loại bỏ nhanh chóng bằng chất trợ dung, để bề mặt đồng sạch lộ ra có thể kết hợp ngay với vật hàn nóng chảy trong thời gian rất ngắn để trở thành mối hàn rắn.

Ưu điểm: Quy trình đơn giản, bề mặt rất phẳng, thích hợp cho hàn không chì và SMT.Dễ dàng làm lại, vận hành sản xuất thuận tiện, thích hợp cho vận hành đường ngang.Bảng mạch phù hợp cho nhiều quá trình xử lý (ví dụ OSP+ENIG).Chi phí thấp, thân thiện với môi trường.

Nhược điểm: hạn chế về số lần hàn nóng chảy lại (hàn nhiều lần dày, màng sẽ bị hỏng, về cơ bản là 2 lần không vấn đề gì).Không phù hợp với công nghệ uốn, buộc dây.Phát hiện trực quan và phát hiện điện không thuận tiện.Bảo vệ khí N2 là cần thiết cho SMT.Việc làm lại SMT là không phù hợp.Yêu cầu lưu trữ cao.

• 3, toàn bộ tấm mạ vàng niken

Mạ niken dạng tấm là chất dẫn điện trên bề mặt PCB được mạ đầu tiên bằng một lớp niken, sau đó được mạ một lớp vàng, mạ niken chủ yếu nhằm ngăn chặn sự khuếch tán giữa vàng và đồng.Có hai loại mạ vàng niken điện: mạ vàng mềm (vàng nguyên chất, bề mặt vàng trông không sáng) và mạ vàng cứng (bề mặt nhẵn và cứng, chống mài mòn, chứa các nguyên tố khác như coban, bề mặt vàng trông sáng hơn).Vàng mềm chủ yếu được sử dụng làm dây vàng đóng gói chip;Vàng cứng chủ yếu được sử dụng trong các kết nối điện không hàn.

Ưu điểm: Thời gian bảo quản lâu >12 tháng.Thích hợp cho thiết kế công tắc tiếp điểm và dây buộc vàng.Thích hợp cho thử nghiệm điện

Điểm yếu: Giá cao hơn, vàng dày hơn.Ngón tay mạ điện yêu cầu dẫn dây thiết kế bổ sung.Do độ dày của vàng không đồng nhất nên khi hàn có thể gây giòn mối hàn do vàng quá dày, ảnh hưởng đến độ bền.Vấn đề đồng nhất bề mặt mạ điện.Vàng niken mạ điện không bao phủ mép dây.Không thích hợp để liên kết dây nhôm.

• 4. Chìm vàng

Quy trình chung là: làm sạch tẩy rửa -> ăn mòn vi mô -> lọc trước -> kích hoạt -> mạ niken điện phân -> lọc vàng hóa học;Quy trình này có 6 bể chứa hóa chất, bao gồm gần 100 loại hóa chất và quy trình này phức tạp hơn.

Vàng chìm được bọc trong một lớp hợp kim vàng niken dày, dẫn điện tốt trên bề mặt đồng, có thể bảo vệ PCB trong thời gian dài;Ngoài ra, nó còn có khả năng chịu đựng môi trường mà các quy trình xử lý bề mặt khác không có được.Ngoài ra, vàng chìm cũng có thể ngăn chặn sự hòa tan của đồng, điều này sẽ có lợi cho việc lắp ráp không có chì.

Ưu điểm: không dễ bị oxy hóa, có thể bảo quản lâu dài, bề mặt phẳng, thích hợp để hàn các chốt có khe hở nhỏ và các linh kiện có mối hàn nhỏ.Bảng mạch PCB có nút ưa thích (chẳng hạn như bảng điện thoại di động).Hàn nóng chảy lại có thể được lặp đi lặp lại nhiều lần mà không làm giảm nhiều khả năng hàn.Nó có thể được sử dụng làm vật liệu cơ bản cho hệ thống dây điện COB (Chip On Board).

Nhược điểm: giá thành cao, độ bền hàn kém, do sử dụng quy trình niken không mạ điện, dễ xảy ra sự cố đĩa đen.Lớp niken bị oxy hóa theo thời gian và độ tin cậy lâu dài là một vấn đề.

• 5. Thiếc chìm

Vì tất cả các chất hàn hiện tại đều có gốc thiếc nên lớp thiếc có thể phù hợp với bất kỳ loại chất hàn nào.Quá trình chìm thiếc có thể tạo thành các hợp chất liên kim loại kim loại đồng-thiếc phẳng, làm cho thiếc chìm có khả năng hàn tốt tương tự như việc san bằng không khí nóng mà không gặp phải vấn đề phẳng phẳng khi san bằng không khí nóng;Tấm thiếc không thể được lưu trữ quá lâu và việc lắp ráp phải được thực hiện theo thứ tự chìm của thiếc.

Ưu điểm: Thích hợp cho sản xuất dây chuyền ngang.Thích hợp cho gia công đường nét, thích hợp cho hàn không chì, đặc biệt thích hợp cho công nghệ uốn.Độ phẳng rất tốt, thích hợp cho SMT.

Nhược điểm: Cần có điều kiện bảo quản tốt, tốt nhất là không quá 6 tháng để kiểm soát sự phát triển của râu thiếc.Không phù hợp với thiết kế công tắc tiếp điểm.Trong quá trình sản xuất, quá trình tạo màng chống hàn tương đối cao, nếu không sẽ khiến màng chống hàn bị bong ra.Đối với hàn nhiều lần, bảo vệ khí N2 là tốt nhất.Đo điện cũng là một vấn đề.

• 6. Bạc chìm

Quá trình chìm bạc là giữa lớp phủ hữu cơ và mạ niken/vàng điện phân, quá trình này tương đối đơn giản và nhanh chóng;Ngay cả khi tiếp xúc với nhiệt độ, độ ẩm và ô nhiễm, bạc vẫn có khả năng duy trì khả năng hàn tốt nhưng sẽ mất đi độ bóng.Mạ bạc không có độ bền vật lý tốt như mạ niken điện phân/mạ vàng vì không có niken bên dưới lớp bạc.

Ưu điểm: Quy trình đơn giản, thích hợp cho hàn không chì, SMT.Bề mặt rất phẳng, chi phí thấp, thích hợp cho những đường nét rất mảnh.

Nhược điểm: Yêu cầu bảo quản cao, dễ gây ô nhiễm.Độ bền hàn dễ gặp vấn đề (vấn đề về khoang vi mô).Dễ xảy ra hiện tượng điện di và hiện tượng cắn Javani của đồng dưới màng cản hàn.Đo điện cũng là một vấn đề

• 7, palladium niken hóa học

So với sự kết tủa của vàng, giữa niken và vàng có thêm một lớp palladium, và paladi có thể ngăn chặn hiện tượng ăn mòn do phản ứng thay thế gây ra và chuẩn bị đầy đủ cho quá trình kết tủa vàng.Vàng được phủ chặt bằng palladium, mang lại bề mặt tiếp xúc tốt.

Ưu điểm: Thích hợp cho hàn không chì.Bề mặt rất phẳng, thích hợp cho SMT.Thông qua các lỗ cũng có thể là vàng niken.Thời gian bảo quản lâu, điều kiện bảo quản không khắc nghiệt.Thích hợp cho việc thử nghiệm điện.Thích hợp cho thiết kế tiếp điểm chuyển đổi.Thích hợp để buộc dây nhôm, thích hợp cho tấm dày, khả năng chống chịu sự tấn công của môi trường mạnh mẽ.

• 8. Mạ vàng cứng

Để cải thiện khả năng chống mài mòn của sản phẩm, hãy tăng số lần chèn và loại bỏ và mạ vàng cứng.

Những thay đổi trong quá trình xử lý bề mặt PCB không lớn lắm, dường như là một điều tương đối xa vời, nhưng cần lưu ý rằng những thay đổi chậm trong thời gian dài sẽ dẫn đến những thay đổi lớn.Trong trường hợp lời kêu gọi bảo vệ môi trường ngày càng tăng, quy trình xử lý bề mặt PCB chắc chắn sẽ thay đổi đáng kể trong tương lai.