Painetun piirilevyn suorituskyvyn vakaus vaikuttaa suoraan laitteiden toiminnan laatuun signaalinsiirron ja komponenttiliitäntöjen keskeisenä kantajana. Painettujen piirilevyjen metallimateriaalit, erityisesti kuparilangat, ovat kuitenkin alttiita kemiallisille reaktioille ilman hapen kanssa, mikä johtaa hapettumiseen. Hapettuneet painetut piirilevyt voivat aiheuttaa ongelmia, kuten lisääntynyt piirien vastus ja heikentynyt juotettavuus, ja vaikeissa tapauksissa ne voivat jopa aiheuttaa piirikatkoja. Siksi tieteellisesti tehokkaista toimenpiteistä piirilevyjen hapettumisen estämiseksi on tullut tärkeä linkki elektronisten laitteiden luotettavuuden varmistamisessa.
1, Painetun piirilevyn hapettumisen periaatteiden ja vaarojen analysointi
piirilevyn hapettuminen on pohjimmiltaan kemiallinen reaktio metallimateriaalien ja aineiden, kuten hapen ja kosteuden, välillä. Esimerkkinä kupari, kupari reagoi ensin hapen kanssa kosteassa ympäristössä muodostaen kuparioksidia, joka edelleen yhdistyy ilmassa olevan hiilidioksidin ja veden kanssa muodostaen emäksistä kuparikarbonaattia. Tämä hapetusprosessi ei ainoastaan muuta metallipinnan fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, vaan myös vahingoittaa metallin kiderakennetta mikroskooppisella tasolla, mikä johtaa johtavuuden heikkenemiseen. Tarkkuuspainetun piirilevyn piirissä hapettumisen aiheuttamat pienet vastuksen muutokset voivat johtaa signaalin vääristymiseen, viiveeseen ja muihin ongelmiin korkeataajuisessa signaalinsiirrossa. Hitsausprosessissa oksidikerros estää juotteen ja metallin tunkeutumisen aiheuttaen hitsausvirheitä, kuten virtuaalihitsausta ja kylmähitsausta, ja alentaa tuotteen kelpoisuusastetta.
2, Optimoi pintakäsittelyprosessi
(1) Kemiallinen nikkelipinnoitus
Virtaton nikkelipinnoitusprosessi on yleisesti käytetty menetelmä painetun piirilevyn hapettumisen estämiseksi. Tämä prosessi levittää ensin tasaisen nikkelikerroksen painetun piirilevyn pinnalle, yleensä paksuudeltaan 3-5 mikronia. Nikkelikerroksella on hyvä kemiallinen stabiilisuus ja se voi tehokkaasti eristää hapen ja alla olevan kuparin välisen kosketuksen; Tämän jälkeen nikkelikerroksen pinnalle kerrostetaan kultakerros, jonka paksuus on noin 0,05-0,1 mikronia. Kullan kemialliset ominaisuudet ovat erittäin vakaita eivätkä juuri reagoi hapen kanssa, mikä vahvistaa entisestään suojaavaa vaikutusta. Virtattomalla nikkelillä käsitellyn piirilevyn pinta on tasainen ja sileä, erinomaisella juotettavuudella, sopii elektronisiin tuotteisiin, joilla on korkeat luotettavuusvaatimukset, kuten tietoliikenteen tukiasemalaitteet, lääketieteelliset elektroniset instrumentit jne. Tällä prosessilla on kuitenkin suhteellisen korkeat kustannukset ja tiukat vaatimukset pinnoitusliuoksen koostumuksen ja prosessiparametrien ohjaamiseksi. Virheellinen käyttö voi johtaa epänormaaliin fosforipitoisuuteen nikkelikerroksessa ja epätasaiseen kultakerroksen paksuuteen.
(2) Orgaaninen juotettavuussuoja
Orgaaninen juotettavuussuoja on ohut kerros orgaanista suojakalvoa, joka on muodostettu painetun piirilevyn kuparipinnalle ja jonka paksuus on vain 0,2-0,5 mikronia. Tämä suojakalvo voi tehokkaasti estää kuparin hapettumista vaikuttamatta juotteen ja kuparin väliseen sidokseen hitsauksen aikana. OSP-tekniikka on yksinkertainen, kustannustehokas-ja sopii korkeatiheyksisten piirilevyjen johdotukseen, jota käytetään laajalti kulutuselektroniikkatuotteiden, kuten älypuhelimien ja tablettien, piirilevyjen valmistuksessa. OSP-kalvon kulutuskestävyys ja korkean lämpötilan kestävyys ovat kuitenkin suhteellisen heikkoja. Varastoinnin ja kuljetuksen aikana tulee kiinnittää huomiota kosteuden ja naarmuuntumisenkestävyyteen. Lisäksi OSP-kalvon käyttöikä on rajallinen, ja yleensä suositellaan hitsauksen suorittamista 7-10 päivän kuluessa käsittelystä.
(3) Kuuman ilman tasaus
Kuumailmatasoitusprosessi on upottaa piirilevy sulaan juotteeseen ja puhaltaa sitten kuumalla ilmalla ylimääräinen juote pois, jotta juote peittää kuparipinnan tasaisesti. Tällä menetelmällä muodostettu juotoskerros on suhteellisen paksu, mikä voi tarjota hyvän fyysisen suojan kuparille ja estää hapen tunkeutumisen. Perinteisessä HASL-prosessissa käytetään lyijypitoista juotetta, joka on vähitellen korvattu lyijyttömällä-HASL:lla ympäristövaatimusten vuoksi. Kuumailmatasoitusprosessilla on alhaiset kustannukset ja korkea tuotantotehokkuus, ja se sopii tavallisille piirilevyille, joilla ei ole tiukkoja vaatimuksia pinnan tasaisuudesta. Tässä prosessissa on kuitenkin ongelmia, kuten pinnan huono tasaisuus ja reikien riittämätön täyttö, ja elektronisten tuotteiden kehittyessä kohti miniatyrisointia ja tarkkuutta HASL-prosessin soveltaminen on vähitellen rajoitettua.
3, Suojapinnoitteen levitys
(1) Kolmenkertainen maalipinnoite
Kolme kestävää maalia (kosteus-kestävä, homeenesto, suolasuihku) voi muodostaa tiheän suojakalvon piirilevyn pinnalle, eristämällä hapen, kosteuden ja kosketuksen piirilevyyn. Yleisiä kolmen kestävän maalin tyyppejä ovat polyuretaani, akryyli, silikoni jne. Polyuretaanikolmenkestävällä maalilla on hyvä kulutuskestävyys ja joustavuus, ja se sopii elektronisiin laitteisiin, jotka vaativat usein tärinää, kuten autojen elektronisten ohjausyksiköiden piirilevyt; Akryylikolmella maalilla on nopea kuivumisnopeus ja alhaiset kustannukset, ja sitä käytetään yleisesti tavallisissa kulutuselektroniikkatuotteissa; Kolmen orgaanisen piin kestävällä maalilla on erinomainen korkeiden lämpötilojen ja kemiallisen korroosionkestävyys, ja se sopii piirilevyille, jotka toimivat korkeissa-lämpötiloissa, kuten teollisuuden ohjauslaitteiden painetuissa piirilevyissä. Kolminkertaisella maalilla voidaan pidentää painetun piirilevyn antioksidanttista käyttöikää merkittävästi erityisesti ankarissa ympäristöissä, joissa suojaava vaikutus on selvempi.
(2) Nanopinnoitustekniikka
Nanopinnoitusteknologia on uudenlainen suojamenetelmä, joka on noussut esiin viime vuosina. Se hyödyntää nanomittakaavan materiaalien erityisominaisuuksia muodostamaan tasaisen, erittäin-ohuen ja tehokkaan-suojakerroksen painettujen piirilevyjen pinnalle. Esimerkiksi grafeeninanopinnoite, jolla on erinomainen kemiallinen stabiilisuus ja sulkuominaisuudet, voi tehokkaasti estää happi- ja vesimolekyylien tunkeutumisen, samalla kun sillä on hyvä johtavuus ja lämmönpoisto, mikä voi parantaa painettujen piirilevyjen yleistä suorituskykyä ja estää hapettumista. Nanopinnoitteiden käyttö ei voi ainoastaan parantaa painettujen piirilevyjen hapettumisenestokykyä, vaan myös parantaa niiden kulutuskestävyyttä, antistaattisia ja muita ominaisuuksia, mikä tekee niistä sopivia huippuluokan elektroniikkatuotteisiin, kuten ilmailulaitteisiin ja tehokkaisiin palvelinpiirilevyihin.
4, Ympäristön valvonta ja varastoinnin hallinta
(1) Tuotantoympäristön optimointi
Ympäristön lämpötilan, kosteuden ja ilmanlaadun hallinta on erittäin tärkeää painetun piirilevyn tuotantoprosessissa. Suhteellisen kosteuden säätäminen tuotantopajassa 40 % -60 % ja lämpötilan pitäminen 20-25 asteessa voi vähentää vesihöyryn tiivistymistä piirilevyn pinnalle ja estää hapettumisreaktiot. Samanaikaisesti asenna ilmanpuhdistuslaitteet syövyttävien aineiden, kuten pölyn, sulfidien, typen oksidien jne., suodattamiseksi ilmassa, jotta nämä aineet eivät nopeuttaisi piirilevyn hapettumista. Tarkkojen piirilevyjen valmistukseen voidaan käyttää pölytöntä työpajaa ympäristön puhtauden parantamiseksi.
(2) Varastoinnin ja kuljetuksen suojaus
Painettujen piirilevyjen varastoinnin ja kuljetuksen aikana on noudatettava kosteudenkestäviä ja hapettumista estäviä toimenpiteitä-. Käytä kosteudenkestäviä pusseja painettujen piirilevyjen pakkaamiseen ja aseta kuivausaineita, kuten silikonikuivausaineita, pussien sisään kosteuden imemiseksi. Pitkään säilytetyille piirilevyille voidaan käyttää tyhjiöpakkausta niiden eristämiseen ilmasta. Vältä kuljetuksen aikana painetun piirilevyn voimakasta tärinää ja törmäyksiä, estä pintasuojakerroksen vaurioituminen ja kiinnitä huomiota lämpötilan ja kosteuden hallintaan kuljetusympäristössä varmistaaksesi, että piirilevy on aina sopivissa säilytysolosuhteissa.