Mit der ununterbrochenen Verbesserung von menschlichen Anforderungen für lebensfreundliche Umwelt, sind die Umweltprobleme, die in das PWB-Produktionsverfahren mit einbezogen werden, besonders vorstehend. Zur Zeit führen Sie und Brom sind die heißesten Themen; Bleifrei und Halogen-frei beeinflußt die Entwicklung von PWB in vielen Aspekten. Obgleich zur Zeit, die Änderungen im Oberflächenbehandlungsprozeß von PWB nicht groß sind und es scheint, dass es noch eine entfernte Sache ist, sollte es gemerkt werden, dass langfristige langsame Änderungen zu große Änderungen führen. Mit der zunehmenden Nachfrage nach Umweltschutz, macht der Oberflächenbehandlungsprozeß von PWB zweifellos große Änderungen in der Zukunft durch.
Zweck der Oberflächenbehandlung
Der grundlegende Zweck der Oberflächenbehandlung ist, gutes solderability oder elektrische Leistung sicherzustellen. Seit Kupfer in der Natur neigt, in Form von Oxid in der Luft zu existieren, für eine lange Zeit zu bleiben ist unwahrscheinlich, als ursprüngliches Kupfer, also werden andere Behandlungen für Kupfer angefordert. Obgleich in der folgenden Versammlung, kann starker Fluss verwendet werden, um die meisten des Kupferoxids zu entfernen, ist es nicht einfach, den starken Fluss selbst zu entfernen, also verwendet die Industrie im Allgemeinen nicht starken Fluss.
Allgemeiner Oberflächenbehandlungsprozeß
Zur Zeit, gibt es viele PWB-Oberflächenbehandlungsprozesse, einschließlich die Heißluft, die, organische Beschichtung, electroless Vernickelung/das Gold eintauchen planiert, das silberne Eintauchen und Zinn eintauchend, die eins nach dem anderen eingeführt werden.
1. Heißluftplanieren
Das, die Heißluftplanieren, alias Heißluftlötmittel planieren, ist ein Prozess des Beschichtens des flüssigen Zinnbleiloten auf der Oberfläche von PWB und des Planierens (Schlag) mit erhitzter Druckluft, um eine beschichtende Schicht zu bilden, die gegen kupferne Oxidation beständig ist und gutes solderability liefert. Halbleitende Verbindung des kupfernen Zinns wird an der Kreuzung des Lötmittels und des Kupfers gebildet, indem man Heißluftplaniert. Die Stärke des Lötmittels, welches die kupferne Oberfläche schützt, ist ungefähr 1-2 Mil. PWB wird im flüssigen Lötmittel während des Heißluftplanierens untergetaucht; Das Luftmesser brennt das flüssige Lötmittel durch, bevor das Lötmittel sich verfestigt; Das Windblatt kann den Meniskus des Lötmittels auf der kupfernen Oberfläche herabsetzen und die Lötmittelhohlraumbildung verhindern. Das Heißluftplanieren wird in vertikale Art und horizontale Art unterteilt. Es wird im Allgemeinen betrachtet, dass die horizontale Art besser ist, hauptsächlich weil die horizontale Heißluft, die Beschichtung planiert, einheitlicher ist und automatische Produktion verwirklichen kann. Der allgemeine Prozess von Heißluft Prozess planierend ist: Mikroätzungs→, das → beschichtende Fluss → Sprühzinn → Reinigung vorheizt.
2. Organische Beschichtung
Das organische Beschichtungsverfahren ist zu anderen Oberflächenbehandlungsprozessen in der unterschiedlich, die es als eine Sperrschicht zwischen Kupfer und Luft auftritt; Organische beschichtende Technologie ist einfache und niedrige Kosten, die es weitverbreitet in der Industrie macht. Die frühen organischen beschichtenden Moleküle sind Imidazol und Benzotriazole, die die Rolle des Rostschutzes spielen. Das späteste Molekül ist hauptsächlich Benzimidazol, das das Kupfer ist, das die Stickstofffunktionsgruppe zum PWB Bindung. Im folgenden Schweißverfahren wenn es nur eine organische beschichtende Schicht auf der kupfernen Oberfläche gibt, ist es nicht möglich. Es muss viele Schichten geben. Deshalb wird flüssiges Kupfer normalerweise dem chemischen Behälter hinzugefügt. Nachdem sie die erste Schicht beschichtet hat, adsorbiert die beschichtende Schicht kupfernes; Dann werden die organischen beschichtenden Moleküle der zweiten Schicht mit Kupfer bis 20 kombiniert, oder sogar erfassen 100mal von organischen Beschichtungsmolekülen auf der kupfernen Oberfläche, die das mehrfache Aufschmelzlöten sicherstellen kann. Das Experiment zeigt, dass die späteste organische beschichtende Technologie gute Leistung in vielen bleifreien Schweißverfahren halten kann. Der allgemeine Prozess des organischen Beschichtungsverfahrens ist: Entfettungs→ Mikro- Ätzungs→ in Essig einlegende → reines Wasser Reinigungs-→ organische beschichtende → Reinigung. Das prozesskontrollierte ist einfacher als andere Oberflächenbehandlungsprozesse.
3. Electroless electroless Vernickelungs-/Goldimmersionsprozeß der Vernickelung/der Goldimmersion
Anders als organische Beschichtung scheint electroless Vernickelungs-/Goldimprägnierung, starke Rüstung auf PWB zu setzen; Darüber hinaus ist- die electroless Vernickelung/das Goldtauchverfahren nicht wie die organische Beschichtung als die Rostschutzsperrschicht. Sie kann nützlicher Gebrauch von PWB langfristig sein und gute elektrische Leistung erzielen. Deshalb ist- electroless Vernickelung/Goldimmersion, eine starke Schicht der NickelGoldlegierung mit guten elektrischen Eigenschaften auf der kupfernen Oberfläche einzuwickeln, die das PWB für eine lange Zeit schützen kann; Darüber hinaus hat sie auch Klimatoleranz, dass andere Oberflächenbehandlungsprozesse nicht haben. Der Grund für Vernickelung ist, dass Gold und Kupfer sich zerstreuen, und die Nickelschicht kann die Diffusion zwischen Gold und Kupfer verhindern; Ohne die Nickelschicht diffundiert das Gold in das Kupfer innerhalb der Stunden. Ein anderer Vorteil der electroless Vernickelungs-/Goldimprägnierung ist- die Stärke des Nickels. Nur 5 Mikrometer Nickel können die Expansion in der z-Richtung an der hohen Temperatur begrenzen. Darüber hinaus können electroless Vernickelung/Goldimmersion die Auflösung des Kupfers auch verhindern, die für bleifreie Versammlung nützlich ist. Der allgemeine Prozess der electroless Vernickelung/des Goldes, die Prozess auslaugen, ist: säurehaltiges Reinigungs-→ Mikro, das auslaugendes → prepreg → Aktivierung → electroless Vernickelung → electroless Gold ätzt. Es gibt hauptsächlich 6 chemische Behälter und bezieht fast 100 Chemikalien mit ein, also ist das prozesskontrollierte schwierig.
4. Silberner Auslaugungsprozeß
Zwischen organischer Beschichtung und electroless der Vernickelung/Gold, die auslaugt, ist der Prozess verhältnismäßig einfach und schnell; Er ist nicht so schwierig wie electroless Vernickelung/Goldimmersion, noch setzt er eine starke Schicht der Rüstung auf das PWB, aber er kann gute elektrische Leistung noch zur Verfügung stellen. Silber ist der kleine Bruder des Goldes. Selbst wenn herausgestellt, um zu erhitzen, können Feuchtigkeit und Verschmutzung, Silber gutes solderability noch instandhalten, aber es verliert Glanz. Silberne Immersion hat nicht die gute körperliche Stärke der electroless Vernickelung/der Goldimmersion, weil es kein Nickel unter der silbernen Schicht gibt. Darüber hinaus hat die silberne Imprägnierung gutes Speichereigentum, und es gibt kein großes Problem, wenn es in Versammlung für einige Jahre nach der silbernen Imprägnierung gesetzt wird. Silberne Imprägnierung ist eine Verschiebungsreaktion, die fast Submikronfeinsilberbeschichtung ist. Manchmal sind einige organische Substanzen bei der silbernen Auslaugung eingeschlossen, zum der silbernen Korrosion hauptsächlich zu verhindern und der silbernen Migration zu beseitigen; Es ist im Allgemeinen schwierig, diese Dünnschicht der organischer Substanz zu messen, und Analyse zeigt, dass das Gewicht des Organismus kleiner als 1% ist.
5. Zinnimmersion
Da alle Lötmittel auf Zinn basieren, kann die Zinnschicht irgendeine Art Lötmittel zusammenbringen. Von diesem Gesichtspunkt hat das Zinntauchverfahren große Entwicklungsaussichten. Jedoch erscheinen Zinnbärte, nachdem das vorhergehende PWB in Zinn eingetaucht ist. Während des Schweißverfahrens holen die Migration von Zinnbärten und das Zinn Zuverlässigkeitsprobleme. Deshalb ist der Gebrauch von Zinntauchverfahren begrenzt. Neuere, organische Zusätze wurden der Zinnimmersionslösung hinzugefügt, die die Zinnschichtstruktur machen kann erscheinen granulierte Struktur, die vorhergehenden Probleme zu überwinden und haben gute Wärmebeständigkeit und solderability. Das Zinntauchverfahren kann eine halbleitende Verbindung des Flachkupferzinns bilden, die das Zinneintauchen haben das gleiche gute solderability als Heißluftplanieren ohne die Kopfschmerzen von Flachheit verursacht durch das Heißluftplanieren macht; Es gibt kein Diffusionsproblem zwischen der electroless Vernickelung/Gold, die Metalle beim Zinneintauchen eintauchen - halbleitende Verbindungen des kupfernen Zinns können fest zusammen verpfändet werden. Die Zinnimmersionsplatte wird nicht zu lange gespeichert, und die Versammlung muss entsprechend der Reihenfolge der Zinnimmersion durchgeführt werden.
6. Andere Oberflächenbehandlungsprozesse
Andere Oberflächenbehandlungsprozesse werden weniger angewendet. Das Nickelvergolden und electroless die Palladiumauftragprozesse, die verhältnismäßig angewendet sind, sind wie folgt. Nickelvergolden ist der Begründer des PWB-Oberflächenbehandlungsprozesses. Es ist seit dem Auftritt von PWB erschienen und hat allmählich in andere Methoden entwickelt. Es ist zum Grundanstrich der Leiter auf der PWB-Oberfläche mit einer Schicht Nickel und dann einer Schicht Gold. Vernickelung ist hauptsächlich, die Diffusion zwischen Gold und Kupfer zu verhindern. Es gibt zwei Arten Nickelvergolden zur Zeit: weiches Vergolden (reines Gold, die Goldoberfläche schaut nicht hell) und hartes Vergolden (die Oberfläche ist glatt und, haltbar hart, enthält Kobalt und andere Elemente, und die Goldoberfläche schaut hell). Weiches Gold wird hauptsächlich für Golddraht während des Chipverpackens benutzt; Hartes Gold wird hauptsächlich für elektrische Verbindung an nicht geschweißten Plätzen benutzt. In Anbetracht der Kosten wendet die Industrie häufig Bildübergangsmethode an, damit selektiver Überzug den Gebrauch des Goldes verringert.
Zur Zeit fährt der Gebrauch von selektivem Vergolden in der Industrie fort sich zu erhöhen, die an der Schwierigkeit hauptsächlich liegt, wenn es den Prozess der electroless Vernickelungs-/Goldauslaugung steuert. Unter normalen Umständen führt Schweißen zu Bröckligkeit des überzogenen Goldes, die die Nutzungsdauer verkürzt. Deshalb sollte das Schweißen auf überzogenem Gold vermieden werden; Jedoch wegen des dünnen und konsequenten Goldes der electroless Vernickelung/der Goldimmersion, Bröckligkeit tritt selten auf. Der Prozess des electroless Palladiumauftrages ist dem der electroless Vernickelung ähnlich. Der Hauptprozeß ist, Palladiumionen auf Palladium auf der katalytischen Oberfläche durch ein Reduktionsmittel zu verringern (wie Natriumdihydrogen hypophosphite). Das neugeformte Palladium kann ein Katalysator werden, zum der Reaktion zu fördern, also kann jede mögliche Stärke der Palladiumbeschichtung erreicht werden. Die Vorteile des electroless Palladiumauftrages sind gut, Zuverlässigkeit, Wärmebeständigkeit und Oberflächenflachheit schweißend.
Auswahl des Oberflächenbehandlungsprozesses
Die Wahl des Oberflächenbehandlungsprozesses hängt hauptsächlich von der Art von abschließenden zusammengebauten Komponenten ab; Der Oberflächenbehandlungsprozeß beeinflußt die Produktion, den Zusammenbau und den abschließenden Gebrauch von PWB. Das Folgen stellt speziell die Anwendungsgelegenheiten der fünf allgemeinen Oberflächenbehandlungsprozesse vor.
1. Heißluftplanieren
Die Heißluft, die spielte planiert einmal, eine Führungsrolle im PWB-Oberflächenbehandlungsprozeß. In den achtziger Jahren mehr als setzten Drei viertel von PCBs Heißluftplanierentechnologie ein. Jedoch hat die Industrie den Gebrauch von Heißluftplanierentechnologie in den letzten zehn Jahren verringert. Es wird dass ungefähr 25% geschätzt - 40% von PCBs setzen z.Z. Heißluftplanierentechnologie ein. Die Heißluft, die Prozess planiert, ist schmutzig gefährlich, stinkend und, also ist es nie ein Lieblingsprozeß gewesen. Jedoch ist das Heißluftplanieren ein ausgezeichneter Prozess für größere Komponenten und Drähte mit größerem Abstand. Im PWB mit hoher Dichte, beeinflußt die Flachheit des Heißluftplanierens die folgende Versammlung; Deshalb wird die Heißluft, die Prozess planiert, im Allgemeinen nicht für HDI-Bretter benutzt. Mit dem Fortschritt der Technologie, ist die Heißluft, die den Prozess passend ist für das Zusammenbauen von QFP und von BGA mit kleinerem Abstand planiert, in der Industrie erschienen, aber die tatsächliche Anwendung ist weniger. Zur Zeit verwenden einige Fabriken organische Beschichtung und electroless Vernickelung/Goldtauchverfahren, um die Heißluft zu ersetzen, die Prozess planiert; Technologische Entwicklung hat auch einige Fabriken geführt, Zinn und silberne Imprägnierungsprozesse anzunehmen. Mit der bleifreien Tendenz in den letzten Jahren, wird der Gebrauch von Heißluftplanieren weiter eingeschränkt. Obgleich das so genannte bleifreie Heißluftplanieren erschienen ist, bezieht möglicherweise es die Kompatibilität der Ausrüstung mit ein.
2. Organische Beschichtung
Es wird dass zur Zeit, über 25% geschätzt - 30% von PCBs setzen organische beschichtende Technologie ein, und der Anteil ist gestiegen (es ist wahrscheinlich, dass organische Beschichtung jetzt an erster Stelle Heißluftplanieren übertroffen hat). Das organische Beschichtungsverfahren kann für einfaches PWB oder High-Teches PWB, wie einseitiges Fernseh-PWB und des mit hoher Dichte Verpackenbrett Chips verwendet werden. Für BGA ist organische Beschichtung auch weitverbreitet. Wenn PWB keine Grundanforderungen für Flächenanschluss- oder Speicherungszeitraum hat, ist organische Beschichtung der idealste Oberflächenbehandlungsprozeß.
3. Electroless electroless Vernickelungs-/Goldimmersionsprozeß der Vernickelung/der Goldimmersion
Unterschiedlich zu organischer Beschichtung, wird es hauptsächlich auf Brettern mit Grundanforderungen für das Leben der Verbindung und der langen Lagerung auf der Oberfläche, wie Schlüsselbereich des Handys, Eckverbindungsbereich des Routeroberteils und elektrischem Kontaktgebiet elastischer Verbindung des Chipprozessors verwendet. Wegen der Flachheit des Heißluftplanierens und des Abbaus des organischen beschichtenden Flusses, waren- electroless Vernickelung/Goldimprägnierung in den neunziger Jahren weitverbreitet; Später wegen des Auftrittes der schwarzen Scheibe und der spröden Nickelphosphorlegierung, wurde die Anwendung der electroless Vernickelung/des Goldtauchverfahrens verringert. Jedoch zur Zeit hat fast jede High-Teche PWB-Fabrik die electroless Vernickelung/Gold, die Linie eintauchen. Der Ansicht seiend, dass das Lötmittelgelenk spröde wird, wenn die halbleitende Verbindung des kupfernen Zinns entfernt wird, treten viele Probleme an der halbleitenden Verbindung des verhältnismäßig spröden Nickelzinns auf. Deshalb benutzen fast alle tragbaren elektronischen Produkte (wie Handys) die kupfernen Lötmittelgelenke der halbleitenden Verbindung des Zinns, die durch organische Beschichtung, silberne Immersion oder Zinnimmersion gebildet werden, während electroless Vernickelung/Goldimmersion verwendet wird, um die Schlüsselbereiche, Kontaktgebiete und EMS zu bilden, die Bereiche abschirmen. Es wird dass zur Zeit, ungefähr 10% geschätzt - 20% von PCBs verwenden electroless Vernickelungs-/Goldimprägnierungsprozeß.
4. Silberne Immersion
Es ist billiger als electroless Vernickelung/Goldimmersion. Wenn PWB Grundanforderungen und Bedarf hat, Kosten zu verringern, ist silberne Immersion eine gute Wahl; Zusätzlich zur guten Flachheit und zum Kontakt der silbernen Imprägnierung, sollte der silberne Imprägnierungsprozeß vorgewählt werden. Silberne Immersion ist in den Kommunikationsprodukten, in den Automobilen und in den Computerperipherie und auch im Hochgeschwindigkeitssignalentwurf weitverbreitet. Silberne Imprägnierung kann in den Hochfrequenzsignalen wegen seiner ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften auch verwendet werden, die nicht durch andere Oberflächenbehandlungen zusammengebracht werden können. EMS empfiehlt den silbernen Imprägnierungsprozeß, weil zusammenzubauen ist einfach und hat gutes inspectability. Jedoch wegen der Defekte wie Trübungs- und Lötmittelloch in der silbernen Imprägnierung, ist sein Wachstum langsam (aber nicht verringert). Es wird dass ungefähr 10% geschätzt - 15% von PCBs verwenden z.Z. silbernen Imprägnierungsprozeß.
5. Zinnimmersion
Es ist fast zehn Jahre gewesen, seit Zinn in den Oberflächenbehandlungsprozeß eingeführt wurde. Der Auftritt dieses Prozesses ist das Ergebnis der Anforderungen der Produktionsautomatisierung. Die Zinnimprägnierung holt keine neuen Elemente in den schweißenden Platz, und ist für die Kommunikationsrückwand besonders passend. Zinn verliert solderability über dem Speicherungszeitraum des Brettes hinaus, also werden bessere Lagerbedingungen für Zinnimmersion angefordert. Darüber hinaus liegt der Gebrauch von Zinnimprägnierungsprozeß an den krebserregenden Stoffen eingeschränktes. Es wird das ungefähr 5% geschätzt - 10% von PCBs verwenden z.Z. das Zinntauchverfahren. V-Schlussfolgerung: mit den in zunehmendem Maße hohen Anforderungen von Kunden, strengere Umgebungsbedingungen und mehr und mehr Oberflächenbehandlungsprozesse, scheint es, dass es ein bisschen verwirrend und verwirrend ist, den Oberflächenbehandlungsprozeß mit besseren Entwicklungsaussichten und stärkerer Universalität zu wählen. Wo der PWB-Oberflächenbehandlungsprozeß in der Zukunft geht, können nicht genau jetzt vorausgesagt werden. Auf jeden Fall müssen das Erfüllen von Kundenanforderungen und das Schützen der Umwelt zuerst getan werden!