Danes, ko se elektronske naprave še naprej razvijajo v smeri miniaturizacije in visoke zmogljivosti, zmogljivost tiskanih vezij kot osrednjega nosilca elektronskih sistemov neposredno vpliva na splošno kakovost delovanja opreme. Tehnologija prevleke tiskanih vezij, kot pomembno sredstvo za izboljšanje učinkovitosti tiskanih vezij, je deležna vse večje pozornosti. Ima ključno vlogo pri zagotavljanju stabilnega delovanja in podaljšanju življenjske dobe elektronskih naprav, tako da prekrije površino vezja z enim ali več tankimi filmi iz posebnih materialov, s čimer vezju podeli nove funkcionalne lastnosti, kot so izboljšana prevodnost, izboljšana odpornost proti oksidaciji in izboljšana sposobnost spajkanja.
1, Namen in pomen premaza vezja
(1) Zaščitite vezja pred erozijo iz okolja
Med uporabo tiskanega vezja se bodo soočili z različnimi kompleksnimi okoljskimi dejavniki, kot so vlažen zrak, jedki plini, prah itd. Ti dejavniki bodo postopoma razjedli kovinske črte na površini vezja, kar bo povzročilo oksidacijo bakrene folije, korozijo napeljave in na koncu vodilo do okvar vezja. Prevleka lahko tvori gosto zaščitno folijo na površini vezja, ki učinkovito izolira neposredni stik med zunanjim okoljem in vezjem ter upočasni stopnjo oksidacije in korozije kovine. Na primer, v težkih okoljih, kot so obalna območja ali okoli kemičnih podjetij, imajo lahko vezja s premazom nekajkrat daljšo življenjsko dobo kot vezja brez premaza.
(2) Izboljšajte električno zmogljivost tiskanih vezij
Nekateri premazni materiali imajo dobro prevodnost. S prevleko površine vezja s temi materiali je mogoče zmanjšati odpornost vezja ter izboljšati učinkovitost in stabilnost prenosa signala. V visoko-frekvenčnih vezjih je hitrost prenosa signala visoka in frekvenca visoka, kar zahteva izredno visoko impedanco vezja. Ustrezna prevleka lahko optimizira impedančne značilnosti vezja, zmanjša odboj in izgubo signala ter zagotovi visoko-kakovosten prenos visoko-frekvenčnih signalov. Poleg tega imajo nekateri premazi tudi izolacijske lastnosti, ki lahko tvorijo izolacijsko plast na vezju, izolirajo vode z različnimi potenciali, preprečijo kratke stike in dodatno izboljšajo električno zanesljivost vezja.
(3) Izboljšajte spajkanje tiskanih vezij
Dobra sposobnost spajkanja je ključ do zagotavljanja zanesljive povezave med elektronskimi komponentami in vezji med postopkom sestavljanja vezja. Vendar lahko oksidacija, kontaminacija in druge težave na površini vezja zmanjšajo njegovo spajkanje, kar povzroči napake, kot je slabo spajkanje in navidezno spajkanje. Prevleka lahko odstrani okside s površine tiskanih vezij, tvori površinsko plast, ki jo je enostavno spajkati, izboljša omočenje in lepljenje med spajkami in ploščami, zaradi česar je postopek spajkanja bolj gladek ter izboljša učinkovitost sestavljanja in kakovost izdelka.
2, Pogoste vrste premazov za vezje
(1) Kemično pozlačevanje z nikljem
Kemično pozlačevanje z nikljem je eden izmed pogosto uporabljenih postopkov nanašanja premazov v sedanji industriji tiskanih vezij. Ta postopek najprej nanese plast niklja na površino tiskanega vezja s kemično prevleko, z debelino običajno med 3-5 μm. Plast niklja ima dobro odpornost proti obrabi in korozijo, kar lahko zagotovi predhodno zaščito za vezje. Medtem lahko prisotnost plasti niklja prepreči razpršitev bakra v plast zlata, s čimer se prepreči razbarvanje in poslabšanje delovanja zlate plasti. Na vrh plasti niklja se z reakcijo izpodrivanja nanese plast zlata, katere debelina je običajno v razponu od 0,05 do 0,1 μm. Plast zlata ima odlično odpornost proti oksidaciji, prevodnost in varivost, kar lahko učinkovito zaščiti plast niklja. Med postopkom spajkanja elektronskih komponent se zlati sloj lahko hitro raztopi v spajkanju, kar zagotavlja dobre rezultate spajkanja. Postopek brezelektričnega nikljanja z zlatom je primeren za vezja, ki zahtevajo visoko ravnost površine, sposobnost spajkanja in zanesljivost, kot so matične plošče računalnikov, vezja mobilnih telefonov itd.
(2) Kemično nikljanje s paladijem
Postopek kemičnega nikljanja s paladijem je razvit na podlagi postopka kemičnega nikljanja v pozlačevanje. V primerjavi s postopkom ENIG doda plast paladija med plastjo niklja in plastjo zlata z debelino, ki je običajno v razponu od 0,05 do 0,1 μm. Dodatek paladijeve plasti lahko učinkovito prepreči pojav pojava "črnega diska". Pojav "črnega diska" se nanaša na neenakomerno vsebnost fosforja na površini plasti niklja ali kemično reakcijo med plastjo niklja in plastjo zlata v okoljih z visoko temperaturo in visoko vlažnostjo v tehnologiji ENIG, ki povzroči, da površina plasti niklja postane črna, kar vpliva na učinkovitost spajkanja in zanesljivost vezja. Plast paladija v postopku ENEPIG lahko prepreči neželene reakcije med nikljem in zlatom ter izboljša stabilnost in zanesljivost prevleke. Ta postopek je primeren za področja, ki zahtevajo izjemno visoko zanesljivost, kot je vesoljska, medicinska oprema itd.
(3) Zaščitna folija za organsko spajkanje
Zaščitna folija za organsko spajkanje je postopek premazovanja, s katerim se na površino tiskanih vezij nanese organska tanka folija. Debelina OSP filma je izjemno tanka, običajno med 0,2-0,5 μm. S kemičnimi metodami tvori prozoren organski film na površini bakra, ki lahko za določen čas zaščiti baker pred oksidacijo in se lahko med varjenjem hitro razgradi, ne da bi to vplivalo na učinek varjenja. Tehnologija OSP ima prednosti nizkih stroškov, enostavnega postopka in zaščite okolja ter je primerna za vezja, ki so stroškovno občutljiva in imajo določene zahteve glede spajkanja, kot so vezja v potrošniški elektroniki, običajnih gospodinjskih aparatih in na drugih področjih. Vendar pa je antioksidativna zmogljivost filma OSP razmeroma šibka in čas njegovega shranjevanja je omejen. Na splošno je treba varjenje in montažo zaključiti v kratkem času po nanosu premaza.
(4) Kemično obarjanje srebra
Postopek nanašanja srebra nanese tanko plast srebra na površino vezja z reakcijo premika. Srebrna plast ima odlično prevodnost (na drugem mestu za zlatom) in sposobnost spajkanja, kar lahko učinkovito zmanjša upor linije in izboljša zmogljivost prenosa signala. Vendar je kemična stabilnost srebrovega sloja slaba in je nagnjena k oksidaciji ali žveplanju, zato je pogosto treba uporabiti organska zaščitna sredstva ali izvesti potopno obdelavo z zlatom, da podaljšamo njegovo življenjsko dobo. Ta postopek je primeren za visoko-frekvenčna vezja (kot so 5G in satelitska komunikacijska oprema), vendar je potrebna skrbna zasnova v okoljih z visoko vlažnostjo/veliko vsebnostjo žvepla, da se prepreči migracija srebra ali korozija.
3, Postopek premazovanja tiskanih vezij
(1) Predhodna obdelava
Predhodna obdelava je osnovni korak premazovanja vezja, katerega namen je odstraniti nečistoče, kot so olje, oksidi, prah itd., na površini vezja, da se doseže čisto in aktivirano stanje ter zagotovi dobra podlaga za nadaljnje postopke nanašanja premaza. Predhodna obdelava običajno vključuje postopke, kot so odstranjevanje olja, mikro jedkanje, pranje s kislino in pranje z vodo. Postopek razmaščevanja uporablja alkalna ali organska topila za odstranjevanje oljnih madežev s površine tiskanega vezja; Postopek mikro jedkanja odstrani oksidno plast in rahle robove na površini vezja zaradi kemične korozije, poveča hrapavost površine in izboljša oprijem med premazom in vezjem; Postopek luženja se uporablja za nadaljnje odstranjevanje oksidov s kovinske površine in prilagajanje površinske kislosti ali alkalnosti; Postopek pranja z vodo se uporablja za čiščenje in odstranjevanje ostankov kemičnih reagentov iz prejšnjih korakov.
(2) Premaz
Glede na različne vrste premazov se za premazovanje uporabljajo ustrezni postopki premazovanja. Če za primer vzamemo brezelektrično nikljanje, po končani pred-obdelavi vezje potopimo v raztopino za brezelektrično nikljanje, ki vsebuje nikljeve soli, redukcijska sredstva, kelatna sredstva in druge komponente. Pri ustrezni temperaturi (običajno 80-90 stopinj) in pH (običajno 4,5-5,5) se ioni niklja reducirajo z redukcijskim sredstvom na površini vezja, pri čemer se nanese plast niklja. Ko je nikljanje končano, prenesite vezje v raztopino za pozlačevanje in nanesite plast zlata na površino plasti niklja z reakcijo premika. Med postopkom premazovanja je treba strogo nadzorovati procesne parametre, kot so sestava raztopine, temperatura, pH vrednost in čas, da zagotovimo, da debelina, enakomernost in kakovost premaza izpolnjujejo zahteve.
(3) Naknadna obdelava
Naknadna obdelava vključuje predvsem postopke, kot so pranje z vodo, sušenje in testiranje. Pranje z vodo se uporablja za odstranjevanje ostankov premaznih raztopin in kemičnih reagentov na površini tiskanih vezij, da se preprečijo njihovi škodljivi učinki na delovanje tiskanih vezij; Sušenje je postopek odstranjevanja vlage s površine vezja, da se prepreči, da bi preostala vlaga povzročila rjavenje ali druge težave s kakovostjo; Postopek testiranja celovito oceni kakovost prevleke z različnimi preskusnimi metodami, kot so vizualni pregled, merjenje debeline filma, testiranje sposobnosti spajkanja, testiranje prevodnosti itd., da se zagotovi, da prevlečeno vezje izpolnjuje konstrukcijske zahteve in standarde uporabe.