V hitro razvijajočem se procesu elektronskih naprav natančnost in kakovost proizvodnega procesa tiskanih vezij kot osrednjih komponent neposredno vplivata na delovanje in zanesljivost elektronskih naprav. Thepostopek nanašanja kositra na vezje, kot pomemben člen številnih procesov površinske obdelave, zaradi svojih edinstvenih prednosti zavzema vse bolj kritičen položaj na področju elektronske proizvodnje.
Raziskovanje principa postopka nanašanja kositra
Odlaganje kositra na vezje, znano tudi kot kemično nanašanje kositra, je natančno nanašanje plasti čistega kositra na bakreno površino vezja s pomočjo kemičnih reakcij. Njegovo osnovno načelo temelji na redoks reakcijah. Vemo, da ima baker močnejšo kovinsko aktivnost kot kositer in v normalnih pogojih baker težko spontano izpodrine kositer iz raztopin kositrovih soli. Vendar pa je z dodajanjem kelatnih sredstev za bakrove ione, kot je tiosečnina, specifičnim raztopinam za nanašanje kositra prišlo do čudovite spremembe. Tiosečnina se pametno združuje z nizkokoncentriranimi monovalentnimi bakrovimi ioni v raztopini, da tvori stabilne spojine, kar povzroči negativen premik v elektrokemičnem potencialu bakra. Na ta način je kositer v tem okolju bolj elektropozitiven kot baker, kar spodbuja kositrove ione, da pridobijo elektrone iz raztopine, se reducirajo in odložijo na površino bakra, kar uspešno tvori enotno in gosto plast kositra. Ta proces je kot skrbno koreografiran mikroskopski "kemični ples", kjer je vsak ion podvržen preobrazbi položaja na urejen način v skladu z uveljavljenimi pravili, kar na koncu konstruira idealno strukturo kositrne plasti.
Pomembne prednosti postopka nanašanja kositra
Garancija za dobro spajkanje: vezje, obdelano s tehnologijo nanašanja kositra, se odlično obnese v smislu spajkanja. Enakomerno prekrita plast kositra na njegovi površini je kot gradnja stabilnega in gladkega "mostčka" za kasnejše spajkanje elektronskih komponent. Ne glede na to, ali uporabljate tradicionalne ročne metode spajkanja ali učinkovitejše sodobne postopke spajkanja, kot sta valovito spajkanje in reflow spajkanje, jih vezje po nanosu kositra zlahka obvlada, kar zagotavlja, da so spajkalni spoji trdni in zanesljivi, kar močno zmanjša verjetnost napak pri spajkanju, kot je navidezno spajkanje in odspajkanje. Tudi po opravljenih strogih okoljskih preizkusih, kot je neprekinjeno pečenje pri 155 stopinjah 4 ure, ali vzdržljivost pri visokih temperaturah in vlažnostih do 8 dni (45 stopinj, relativna vlažnost 93 %) ali celo po treh krogih spajkanja s ponovnim pretapljanjem, lahko nanešena plast kositra še vedno obdrži svoj položaj in ohrani dobro spajkanje, kar je trdna podlaga za dolgoročno-stabilno delovanje elektronskih izdelkov.
Odlična zaščitna učinkovitost: Nanešena kositrna plast nima le dobre sposobnosti spajkanja, ampak tudi dobro deluje v smislu zaščite. Je kot trden "oklep", ki gosto pokriva bakreno površino, učinkovito blokira vdor kisika, vodne pare in drugih jedkih snovi, s čimer upočasni proces oksidacije in korozije bakrene površine in znatno podaljša življenjsko dobo vezja. V primerjavi s postopkom galvanizacije kositra je nanešena plast kositra bolj gladka in bolj gladka, med postopkom tvorbe pa je težje proizvajati intermetalne spojine bakra kositra in ni glavobola zaradi problema kositrnih brkov. Prisotnost kositrnih brkov lahko povzroči resne okvare, kot so kratki stiki v tokokrogu, postopek nanašanja kositra pa se tej skriti nevarnosti uspešno izogne ter dodatno izboljša zanesljivost in stabilnost vezja.
Dobro izboljšanje električne učinkovitosti: V današnji elektronski dobi visoke-frekvenčnosti in-hitrosti prenosa signala je električna zmogljivost tiskanih vezij ključnega pomena. Debelino plasti kositra, ki nastane s postopkom nanašanja kositra, je običajno mogoče natančno nadzorovati med 0,8-1,5 μm, kar vezju daje odlično električno zmogljivost. Učinkovito prenese številne udarce spajkanja brez svinca, zmanjša izgubo signala in motnje med-visokofrekvenčnim prenosom signala ter zagotovi hiter in natančen prenos signalov na tiskanih vezjih, kar zagotavlja močno tehnično podporo za elektronske izdelke, kot je komunikacijska oprema 5G in visoko zmogljivi računalniki, ki zahtevajo izjemno visoke zahteve za prenos signala.
Praksa koncepta varstva okolja: Z naraščajočo globalno pozornostjo varstvu okolja tudi industrija elektronske proizvodnje aktivno išče pot zelenega in trajnostnega razvoja. Postopek nanašanja kositra je natančno v skladu s tem trendom, pri čemer opušča elemente težkih kovin, kot je svinec, ki so škodljivi za okolje v tradicionalnih postopkih, in je resnično zelen in okolju prijazen postopek. Hkrati je mogoče odpadno tekočino, ki nastane med postopkom nanašanja kositra, brezplačno reciklirati, kar dodatno zmanjša potencialno škodo za okolje in v celoti dokazuje odgovornost industrije elektronske proizvodnje pri varovanju okolja.
Podroben postopek tehnologije nanašanja kositra
Predpriprava: Čiščenje in aktiviranje vezja: Pred nanosom kositra je treba vezje temeljito in natančno očistiti. Najprej uporabite specializirano sredstvo za razmaščevanje, da odstranite oljne madeže, nečistoče in ostanke oksidov iz prejšnjega postopka na površini tiskanega vezja, s čimer zagotovite, da bo bakrena površina čista kot nova. Nato se s postopkom mikro jedkanja ostanek bakrovega oksida na površini bakra natančno odstrani z raztopinami za mikro jedkanje serije natrijevega persulfata ali vodikovega peroksida z žveplovo kislino in ustvari se hrapava in enakomerna površina bakra. Ta hrapava površina je kot priprava »viso-kakovostnega platna« za poznejšo reakcijo nanašanja kositra, ki lahko znatno poveča oprijem med plastjo nanašanja kositra in bakreno površino, s čimer se postavi trden temelj za nemoten potek nadaljnje reakcije nanašanja kositra.
Osnovni koraki nanašanja kositra: Izvrstna interpretacija reakcije izpodrivanja: Vnaprej pripravljeno vezje vstopi v rezervoar pred potopom, sestava raztopine v rezervoarju pred potopom pa je podobna sestavi glavnega rezervoarja za kositer, vendar obstajajo razlike v temperaturi in drugih parametrih. Med postopkom pred potopitvijo se na površino bakra hitro nanese tanka plast kositra z debelino približno 0,1–0,15 μm. Ta tanka kositrna plast je kot "avangardna sila", njena prisotnost lahko ne le učinkovito upočasni hitrost sprožitve reakcije v glavni kositrni kopeli, zaradi česar je kasnejša nanešena kositrna plast bolj fina in enakomerna, ampak tudi prepreči morebitnim preostalim onesnaževalcem in oksidom vstop v glavno kositrno kopel po mikro koroziji, s čimer se podaljša življenjska doba glavne kositrne kopeli. Nato vezje vstopi v glavno kositrno kopel, ki vsebuje ključne komponente, kot so metilsulfonska kislina, kositrov metilsulfonat in tiosečnina. V tem "čarobnem rezervoarju" se reakcije izpodrivanja še naprej dogajajo nad tanko plastjo kositra, ki nastane s predhodnim potopitvijo, kositrovi ioni pa se nenehno reducirajo iz raztopine in odlagajo na vrh tanke plasti kositra, dokler debelina plasti kositra ne doseže zahtevanega standarda stranke. V tem procesu igrajo dejavniki, kot so hitrost linije, temperatura in koncentracija raztopine, ključno vlogo pri nadzoru debeline plasti kositra, tako kot nastavitveni gumb natančnega instrumenta.
Naknadna obdelava: skrbno čiščenje in sušenje: po končanem kositrenju tiskanega vezja iz glavne kositrne kopeli je lahko na površini nekaj ostankov kositrne raztopine. Če teh rešitev ne odstranite pravočasno, lahko negativno vplivajo na delovanje vezja. Zato je potrebno strogo čiščenje. Prvič, lahko uporabite vročo vodo ali alkalno pranje za predhodno odstranitev viskozne raztopine kositra, ki ostane na površini plošče. Nato lahko deionizirano vodo uporabite za večkratna pranja, da zagotovite, da je površina vezja čista in brez ostankov. Za nadaljnje izboljšanje kakovosti vezja bo izvedena tudi obdelava po potopu. Posebne rešitve po potopu, kot je raztopina rad, bodo izbrane glede na potrebe različnih izdelkov za odstranjevanje organskih onesnaževal visoke polarnosti na površini kositra in površini vezja, kar učinkovito zmanjša onesnaženje površinskih ionov; Raztopina RPT se posebej uporablja za odstranjevanje ne-polarnih organskih onesnaževal na površini kositra, kar zmanjšuje možnost razbarvanja na površini kositra po reflow spajkanju. Po nizu postopkov čiščenja in namakanja gre vezje v postopek sušenja. Z ustrezno temperaturno in časovno kontrolo se vezje temeljito posuši, da vstopi v naslednji proces v optimalnem stanju.