Kot ključni nosilec za prenos signala in povezavo komponent stabilnost delovanja tiskanega vezja neposredno vpliva na kakovost delovanja opreme. Vendar so kovinski materiali v tiskanih vezjih, zlasti bakrene žice, nagnjeni k kemičnim reakcijam s kisikom v zraku, kar vodi v oksidacijo. Oksidirana tiskana vezja lahko povzročijo težave, kot je povečan upor vezja in zmanjšana sposobnost spajkanja, v hudih primerih pa lahko celo povzročijo prekinitve vezja. Zato je izvajanje znanstveno učinkovitih ukrepov za preprečevanje oksidacije tiskanih vezij postalo pomemben člen pri zagotavljanju zanesljivosti elektronskih naprav.
1, Analiza načel in nevarnosti oksidacije tiskanega vezja
oksidacija tiskanega vezja je v bistvu kemična reakcija med kovinskimi materiali in snovmi, kot sta kisik in vlaga. Če za primer vzamemo baker, v vlažnem okolju najprej reagira s kisikom, da nastane bakrov oksid, ki se nato združi z ogljikovim dioksidom in vodo v zraku, da nastane bazični bakrov karbonat. Ta proces oksidacije ne spremeni le fizikalnih in kemijskih lastnosti kovinske površine, ampak tudi poškoduje kristalno strukturo kovine na mikroskopski ravni, kar povzroči zmanjšanje prevodnosti. Pri natančnih vezjih tiskanega vezja lahko majhne spremembe upora, ki jih povzroči oksidacija, povzročijo popačenje signala, zakasnitev in druge težave pri visoko-frekvenčnem prenosu signala; V postopku varjenja bo plast oksida ovirala infiltracijo spajke in kovine, kar bo povzročilo napake pri varjenju, kot sta navidezno varjenje in hladno varjenje, ter zmanjšalo stopnjo kvalifikacije izdelka.
2, Optimizirajte postopek površinske obdelave
(1) Kemično pozlačevanje z nikljem
Postopek brezelektričnega nikljanja z zlatom je pogosto uporabljena metoda za preprečevanje oksidacije tiskanega vezja. Ta postopek najprej nanese enakomerno plast niklja na površino tiskanega vezja, običajno debeline 3-5 mikronov. Plast niklja ima dobro kemično stabilnost in lahko učinkovito izolira stik med kisikom in osnovnim bakrom; Nato se na površino plasti niklja nanese plast zlata z debelino približno 0,05-0,1 mikronov. Kemične lastnosti zlata so izjemno stabilne in skoraj ne reagira s kisikom, kar še poveča zaščitni učinek. Površina tiskanega vezja, obdelana z neelektričnim nikljevim pozlačenjem, je ravna in gladka, z odlično sposobnostjo spajkanja, primerna za elektronske izdelke z visokimi zahtevami glede zanesljivosti, kot so oprema za komunikacijske bazne postaje, medicinski elektronski instrumenti itd. Vendar ima ta postopek relativno visoke stroške in stroge zahteve za nadzor sestave raztopine za galvanizacijo in procesnih parametrov. Nepravilno delovanje lahko povzroči nenormalno vsebnost fosforja v plasti niklja in neenakomerno debelino plasti zlata.
(2) Organska zaščita pred spajkanjem
Organska zaščita za spajkanje je tanka plast organske zaščitne folije, oblikovane na bakreni površini tiskanega vezja, z debelino le 0,2-0,5 mikrona. Ta zaščitna folija lahko učinkovito zavira oksidacijo bakra, ne da bi vplivala na vez med spajko in bakrom med varjenjem. Tehnologija OSP je preprosta, stroškovno-učinkovita in primerna za ožičenje tiskanih vezij z visoko gostoto, ki se pogosto uporablja pri proizvodnji vezij za izdelke potrošniške elektronike, kot so pametni telefoni in tablični računalniki. Vendar pa sta odpornost proti obrabi in visoka temperaturna odpornost filma OSP razmeroma šibki. Med skladiščenjem in transportom je treba paziti na odpornost na vlago in praske. Poleg tega je življenjska doba folije OSP omejena in običajno je priporočljivo dokončati varjenje v 7-10 dneh po obdelavi.
(3) Izravnavanje vročega zraka
Postopek izravnave z vročim zrakom je potopitev tiskanega vezja v staljeno spajko, nato pa z vročim zrakom odpihnite odvečno spajko, tako da spajka enakomerno prekrije površino bakra. Spajkalna plast, ki nastane s to metodo, je relativno debela, kar lahko zagotovi dobro fizično zaščito za baker in prepreči vdor kisika. Tradicionalni postopek HASL uporablja spajko, ki vsebuje svinec, ki je zaradi okoljskih zahtev postopoma nadomeščena s HASL-brez svinca. Postopek izravnave z vročim zrakom ima nizke stroške in visoko proizvodno učinkovitost ter je primeren za običajna vezja, ki nimajo strogih zahtev glede ravnosti površine. Vendar ima ta postopek težave, kot so slaba ravnost površine in nezadostno zapolnjevanje lukenj, z razvojem elektronskih izdelkov proti miniaturizaciji in natančnosti pa se uporaba postopka HASL postopoma omejuje.
3, Nanos zaščitnega premaza
(1) Triodporni barvni premaz
Triodporna barva (-odporna na vlago, proti plesni, proti solnemu razpršilu) lahko tvori gosto zaščitno folijo na površini tiskanega vezja, ki izolira kisik, vlago in stik s tiskanim vezjem. Običajne vrste triodporne barve vključujejo poliuretan, akril, silikon itd. Poliuretanska triodporna barva ima dobro odpornost proti obrabi in prožnost, primerna za elektronske naprave, ki zahtevajo pogosto tresenje, kot so tiskana vezja avtomobilskih elektronskih krmilnih enot; Akrilna triodporna barva ima hitro sušenje in nizko ceno ter se običajno uporablja v običajnih potrošniških elektronskih izdelkih; Triodporna barva iz organskega silicija ima odlično odpornost na visoke temperature in odpornost proti kemični koroziji ter je primerna za tiskana vezja v okoljih z visoko-temperaturo, kot so tiskana vezja v industrijski nadzorni opremi. Z nanosom triodporne barve lahko bistveno podaljšamo antioksidativno življenjsko dobo tiskanega vezja, še posebej v težkih okoljih, kjer je zaščitni učinek bolj izrazit.
(2) Tehnologija nano premazov
Tehnologija nano premazov je nova vrsta zaščitne metode, ki se je pojavila v zadnjih letih. Uporablja posebne lastnosti materialov v nanometrskem merilu za oblikovanje enakomerne, ultra{1}}tanke in visoko{2}}zmogljive zaščitne plasti na površini tiskanih vezij. Na primer, grafenski nanopremaz lahko s svojo odlično kemično stabilnostjo in pregradnimi lastnostmi učinkovito blokira prodiranje molekul kisika in vode, hkrati pa ima dobro prevodnost in odvajanje toplote, kar lahko izboljša splošno delovanje tiskanih vezij, hkrati pa preprečuje oksidacijo. Uporaba nano prevlek ne more le povečati antioksidativne zmogljivosti tiskanih vezij, temveč tudi izboljšati njihovo odpornost proti obrabi, anti-statične in druge lastnosti, zaradi česar so primerni za-elektronske izdelke višjega cenovnega razreda, kot so letalska in vesoljska oprema in visoko-zmogljiva strežniška vezja.
4, Nadzor okolja in upravljanje skladiščenja
(1) Optimizacija proizvodnega okolja
Nadzor okoljske temperature, vlažnosti in kakovosti zraka je ključnega pomena v procesu proizvodnje tiskanih vezij. Nadzorovanje relativne vlažnosti v proizvodni delavnici pri 40 % -60 % in vzdrževanje temperature pri 20-25 stopinjah lahko zmanjšata kondenzacijo vodne pare na površini tiskanega vezja in zavirata oksidacijske reakcije. Hkrati namestite opremo za čiščenje zraka za filtriranje jedkih snovi, kot so prah, sulfidi, dušikovi oksidi itd. v zraku, da preprečite, da bi te snovi pospešile oksidacijo tiskanega vezja. Za proizvodnjo visoko natančnih tiskanih vezij je mogoče uporabiti delavnico brez prahu za nadaljnje izboljšanje čistoče okolja.
(2) Zaščita pri skladiščenju in transportu
Med shranjevanjem in transportom tiskanih vezij je treba upoštevati-zaščitne-in protioksidacijske ukrepe. Uporabite vrečke,-odporne proti vlagi, za pakiranje tiskanih vezij in v vrečke postavite sušilna sredstva, kot so silikonska sušilna sredstva, da absorbirajo vlago; Za dalj časa skladiščena tiskana vezja lahko uporabite vakuumsko embalažo, da jih izolirate od zraka. Med transportom se izogibajte močnim tresljajem in trkom na tiskanem vezju, preprečite poškodbe površinske zaščitne plasti in bodite pozorni na nadzor temperature in vlažnosti v transportnem okolju, da zagotovite, da je tiskano vezje vedno v ustreznih pogojih skladiščenja.