Tehnologija premazivanja tiskanih ploča nije povezana samo s izgledom tiskane ploče, već je i ključni čimbenik koji određuje njezinu električnu izvedbu, pouzdanost i životni vijek. S razvojem elektroničkih uređaja prema minijaturizaciji, visokim performansama i visokoj pouzdanosti.
Kemijsko bakrenje: kamen temeljac za postizanje ne{0}}vodljive površinske metalizacije
Kemijsko bakrenje, također poznato kao neelektričko bakrenje, ključni je proces u proizvodnji tiskanih ploča za postizanje vodljivosti kroz-rupe i površinsku metalizaciju. Načelo se temelji na reakciji samokatalitičke oksidacije-, gdje se ioni bakra reduciraju u metalni bakar i talože na površini supstrata pod djelovanjem specifičnog redukcijskog sredstva. Ovaj proces ne zahtijeva vanjski izvor energije i može ravnomjerno formirati sloj bakra na ne-vodljivim površinama kao što su izolacijski materijali supstrata. Za tiskane ploče s velikim omjerima dubine i promjera otvora, prednosti neelektričkog bakrenja su posebno značajne. Može osigurati da svi dijelovi stijenke otvora mogu dobiti jednoličan premaz, osiguravajući dobar vodljivi donji sloj za kasniji proces bakrenja i osiguravajući pouzdanu vezu strujnog kruga na cijeloj tiskanoj ploči. U proizvodnji međuspojnih ploča visoke-gustoće, neelektričko bakrenje koristi se za obradu slijepih rupa kako bi se postigle električne veze između finih krugova i ispunili viši zahtjevi integracije elektroničkih uređaja.
Galvanizacija nikal zlata: stvaranje visoko{0}}kvalitetnih električnih veza i zaštitnih slojeva
Postupak galvanizacije nikl-zlatom naširoko se koristi u proizvodnji tiskanih ploča. Prvo se sloj nikla galvanizira na površinski vodič tiskane pločice. Glavna funkcija sloja nikla je blokirati difuziju između zlata i bakra, spriječiti degradaciju performansi uzrokovanu difuzijom zlata i bakra te osigurati dobru podlogu za poboljšanje prianjanja naknadnih premaza. Zatim se sloj zlata galvanizira, što uvelike poboljšava performanse tiskane ploče zbog izvrsne vodljivosti, mogućnosti lemljenja i otpornosti na oksidaciju. U visoko-frekventnim krugovima, zlatni sloj može učinkovito smanjiti gubitak signala i osigurati visoko-kvalitetni prijenos signala. Za neka sučelja tiskanih ploča koja se često uključuju i isključuju, kao što su USB sučelja na matičnim pločama računala, sučelja za punjenje i podatkovna sučelja na mobilnim telefonima, poniklavanje može odoljeti habanju i habanju tijekom procesa uključivanja i održavati stabilne električne veze. tiskane ploče koje rade u teškim okruženjima, kao što su sklopne ploče u industrijskoj upravljačkoj opremi i automobilskim elektroničkim uređajima, imaju-prevlake od nikla i zlata otporne na koroziju koje se mogu oduprijeti prodoru korozivnih medija u okoliš, štiteći stabilan rad sklopne ploče. Prema različitim scenarijima primjene, galvanizacija nikla i zlata može se podijeliti na meku pozlatu i tvrdu pozlatu. Meko zlato (čisto zlato, s tamnijom površinskom bojom) uglavnom se koristi za spajanje zlatne žice tijekom pakiranja čipa, dok se tvrdo zlato (koje sadrži elemente kao što je kobalt, sa svijetlom površinom -otpornom na habanje) obično koristi za električne interkonekcije na nelemljenim spojevima, kao što je područje zlatnog prsta.
Kemijsko poniklavanje/imerzijsko zlato: pruža-dugoročne stabilne električne performanse
Postupkom bezelektričkog poniklavanja/potapanjem zlata može se formirati debeli i električki jak sloj legure nikal-zlata na površini bakra, pružajući dugoročnu-učinkovitu zaštitu za tiskanu ploču. Za razliku od drugih procesa koji služe samo kao barijere protiv hrđe, ovaj postupak može održati dobre električne performanse tijekom dugo-upotrebe tiskanih ploča. Ključna funkcija poniklanja je spriječiti međusobnu difuziju između zlata i bakra. Bez barijere sloja nikla, zlato će difundirati u bakar u kratkom vremenskom razdoblju, ozbiljno utječući na performanse tiskane ploče. U isto vrijeme, sloj nikla ima određenu čvrstoću, čak i s debljinom od samo 5 um, može učinkovito kontrolirati širenje tiskane ploče u z-smjeru u okruženjima visoke temperature i spriječiti otapanje bakra, što je vrlo korisno za-lemljenje bez olova. U proizvodnji tiskanih pločica elektroničkih uređaja s iznimno visokim zahtjevima za pouzdanošću, kao što su zrakoplovni elektronički sustavi i vrhunski-poslužitelji, postupak bezelektričkog poniklavanja/uranjanja u zlato naširoko se koristi zbog izvrsnih prednosti izvedbe. Tijek procesa je relativno složen, uključuje više koraka kao što su dekapiranje i čišćenje kiselinom, mikro jetkanje, prethodno uranjanje, aktivacija, kemijsko poniklavanje, kemijsko uranjanje u zlato, itd. Potrebno je raditi u šest kemijskih spremnika, koristeći gotovo stotinu kemikalija, a zahtjevi za kontrolu procesa su izuzetno strogi.
Sinking Silver: Kombinacija izvrsnih performansi i tehnoloških prednosti
Proces taloženja srebra je između organskog premazivanja i neelektričnog nikla/potapanja zlata i ima jedinstvene prednosti. Ovaj proces je relativno jednostavan i brz, stvarajući gotovo submikronski sloj čistog srebrnog premaza na površini tiskane ploče putem reakcije pomaka. Srebrni sloj može pružiti dobre električne performanse i sposobnost lemljenja za tiskanu ploču u složenim okruženjima kao što su toplina, vlaga i zagađenje, ali će njegova površina s vremenom izgubiti sjaj. Zbog nepostojanja sloja nikla ispod sloja srebra, fizička čvrstoća nataloženog srebra malo je inferiorna u odnosu na postupak bezelektričkog poniklavanja/uranjanja u zlato. Tijekom postupka djelomičnog taloženja srebra, dodaju se neki organski spojevi uglavnom kako bi se spriječila korozija srebra i eliminirali problemi migracije srebra. Iako je sadržaj organskih spojeva u ovom sloju vrlo nizak, obično manji od 1% težine, on igra važnu ulogu u poboljšanju stabilnosti i pouzdanosti sloja taloženja srebra. U proizvodnji tiskanih ploča nekih potrošačkih elektroničkih proizvoda koji su osjetljivi na cijenu i imaju određene zahtjeve za električnu izvedbu i sposobnost lemljenja, postupak taloženja srebra ima visoku troškovno-učinkovitost.
Taloženje kositra: rješavanje tradicionalnih problema
Proces taloženja kositra ima razvojni potencijal u proizvodnji tiskanih ploča jer se sloj kositra može dobro uskladiti s različitim materijalima za lemljenje na bazi kositra. Rani proces taloženja kositra imao je ozbiljne probleme s kositrenim brkovima, a tijekom procesa zavarivanja, kositreni brkovi i migracija kositra mogli su uzrokovati opasnosti po pouzdanost, uvelike ograničavajući njegovu primjenu. Ali s napretkom tehnologije, dodavanjem organskih aditiva otopini za taloženje kositra, struktura sloja kositra transformira se u čestice, uspješno prevladavajući problem kositrenih brkova, dok također posjeduje dobru toplinsku stabilnost i zavarljivost. Proces taloženja kositra može stvoriti ravne intermetalne spojeve bakra i kositra, dajući im zavarljivost usporedivu s izravnavanjem vrućim zrakom, bez problema s ravnošću koji su problematični kod izravnavanja vrućim zrakom i bez problema difuzije metala kod kemijskog niklanja/potapanja zlata. Međutim, limene ploče ne bi se trebale dugo čuvati. U nekim elektroničkim proizvodima koji zahtijevaju visoku sposobnost lemljenja i imaju mala ograničenja vremena skladištenja, kao što je proizvodnja ispitnih sklopova za kratkotrajnu-upotrebu, primijenjen je postupak taloženja kositra.
Organski premaz: ekonomičan i praktičan izbor za zaštitu
Organska prevlaka, također poznata kao organska lemna maska, sloj je organskog filma uzgojenog na čistoj goloj bakrenoj površini kemijskim metodama. Ovaj sloj filma može učinkovito spriječiti oksidaciju, toplinski šok, vlagu i zaštititi površinu bakra od hrđanja (oksidacija ili vulkanizacija, itd.) u normalnim okruženjima. Tijekom naknadnog zavarivanja na visokim temperaturama, može se brzo ukloniti topilom, omogućujući čistoj bakrenoj površini da se brzo poveže s rastaljenim lemom i formira lemne spojeve. OSP tehnologija je jednostavna, isplativa-i široko se koristi u industriji. Rane OSP molekule bile su uglavnom tvari poput imidazola i benzotriazola koje su djelovale kao inhibitori hrđe, dok su najnovije molekule uglavnom benzimidazol. Da bi se postiglo višestruko reflow lemljenje, potrebno je formirati više organskih slojeva premaza na površini bakra, što zahtijeva dodavanje bakrene tekućine u kemijsku kupku. Tijekom procesa premazivanja, prvi sloj adsorbira bakar, a sljedeće organske molekule premaza spajaju se s bakrom u nizu, na kraju tvoreći slojeve organskog premaza od dvadeset ili čak stotina slojeva. Tijek procesa uključuje korake kao što su odmašćivanje, mikro jetkanje, ispiranje kiselinom, čišćenje čistom vodom, organsko premazivanje i čišćenje, a kontrola procesa je relativno laka u usporedbi s drugim procesima površinske obrade. Međutim, OSP također ima određena ograničenja, kao što je formirani izuzetno tanak zaštitni film, koji je sklon ogrebotinama ili abrazijama, a nakon više-zavarivanja na visokim temperaturama, OSP film na nezavarenoj spojnoj pločici može promijeniti boju ili puknuti, što utječe na zavarljivost i pouzdanost.