Themetallin reunusprosession tärkeä keino parantaa piirilevyjen suorituskykyä. Tämä prosessi käärii metallikerroksen piirilevyn reunan ympärille, mikä ei vain lisää piirilevyn mekaanista lujuutta, vaan myös parantaa sen sähkömagneettista suojauskykyä, korroosionkestävyyttä ja lämmönpoistovaikutusta. Sitä käytetään laajalti aloilla, joilla on tiukat suorituskykyvaatimukset, kuten ilmailu- ja viestintälaitteet.
1, Metallin reunusprosessin periaate
Piirilevyn metallireunojen käärintäprosessi perustuu metallimateriaalien erinomaisiin fysikaalisiin ominaisuuksiin ja muodostaa erityisillä käsittelymenetelmillä jatkuvan ja tiheän metallikerroksen piirilevyn reunaan. Ydinperiaate on käyttää fysikaalisia tai kemiallisia keinoja metallin tiukkaan sitomiseen piirilevysubstraattiin, jolloin muodostuu vahvoja kemiallisia sidoksia tai mekaanisia lukitusrakenteita, jolloin saavutetaan tehokas suojaus ja suorituskyvyn parantaminen piirilevyjen reunoilla. Metallien reunusmateriaalina käytetään yleensä kuparia, alumiinia, ruostumatonta terästä jne. Eri materiaalit antavat piirilevyille erilaisia suorituskyvyn parantamissuuntia. Esimerkiksi kuparireunukset keskittyvät johtavuuden ja lämmönpoiston parantamiseen, kun taas alumiinireunukset ovat kevyydessä ja korroosionkestävyydessä.
2, metalli reunusprosessin virtaus
(1) PCB-esikäsittely-
Puhdista ensin piirilevy käyttämällä erikoispuhdistusaineita pintaöljyn, pölyn ja oksidikerrosten poistamiseksi ja varmista, että reuna-alueet ovat puhtaat ja puhtaat epäpuhtauksista. Erikoiskäsittelyä vaativille alustoille tehdään myös mikroetsaus- tai karhennusoperaatioita mikrokarkeiden rakenteiden muodostamiseksi piirilevyn reunapinnalle kemiallisen syövytyksen avulla, mikä lisää metallin ja alustan välistä kosketuspinta-alaa ja parantaa siten seuraavien metallikerrosten tarttuvuutta.
(2) Metallikerroksen valmistelu
Galvanointimenetelmä: Tämä on yleinen menetelmä metallireunojen valmistukseen. Upota esikäsitelty piirilevy metalli-ioneja sisältävään pinnoitusliuokseen, jossa piirilevy toimii katodina. Käytä ulkoista virtaa, jotta pinnoitusliuoksessa olevat metalli-ionit siirtyvät piirilevyn reunaa kohti sähkökentän vaikutuksesta, ja sitten vähennetään ja kerrostetaan reunapinnalle metallikerroksen muodostamiseksi. Galvanointiprosessissa on välttämätöntä ohjata tarkasti parametreja, kuten virrantiheyttä, galvanointiaikaa ja galvanointiliuoksen lämpötilaa, jotta voidaan varmistaa metallikerroksen paksuuden tasaisuus ja tiheys.
Kemiallinen pinnoitusmenetelmä: Ilman ulkoista virtaa käytetään kemiallista pelkistysainetta käynnistämään redox-reaktiot PCB:n reunapinnalla, jolloin metalli-ionit voivat pelkistää ja laskeutua muodostaen metallikerroksen itsekatalysoituvana. Kemiallisella pinnoitusmenetelmällä on alhaisemmat laitevaatimukset ja se voi saavuttaa tasaisen pinnoituksen epäsäännöllisillä pinnoilla, mutta pinnoitusliuoksen vakautta ja käyttöikää on valvottava tiukasti.
Fysikaalinen höyrypinnoitus: Metalliatomit tai -molekyylit kerrostuvat pcb:n reunapinnalle fysikaalisten prosessien, kuten haihdutuksen ja sputteroinnin kautta tyhjiöympäristössä. PVD-menetelmällä valmistetulla metallikerroksella on korkea puhtaus, hyvä tiheys ja vahva tarttuvuus alustaan, mutta laitekustannukset ovat korkeat ja tuotannon tehokkuus suhteellisen alhainen. Sitä käytetään yleisesti erityisissä piirilevytuotteissa, joissa on erittäin korkeat suorituskykyvaatimukset.
(3) Reunojen käärintälista
Kun metallikerroksen alkupinnoitus on valmis, metallireuna muodostetaan suunnitteluvaatimusten mukaisesti. Yksinkertaista suorakulmareunaa varten ylimääräinen metalli voidaan poistaa mekaanisesti leikkaamalla tai leimaamalla, jotta reunusreuna on siisti. Monimutkaisia muotoiltuja reunoja, kuten kaaria, epäsäännöllisiä muotoja jne. varten on käytettävä muotteja suulakepuristamiseen tai valssaukseen, jotta voidaan varmistaa, että metallireuna on tiukasti kiinni piirilevyn reunassa, samalla kun saavutetaan suunniteltu muoto ja mittatarkkuus.
(4) Jälkikäsittely
Muodostettu metallireuna on pintakäsiteltävä sen suorituskyvyn ja ulkonäön laadun parantamiseksi entisestään. Yleisiä jälkikäsittelytekniikoita ovat passivointi, pinnoitus suojamaalilla jne. Passivointikäsittely voi muodostaa tiheän oksidikalvon metallipinnalle, mikä parantaa metallin korroosionkestävyyttä. Suojamaalin levittäminen voi estää metallipintojen naarmuuntumista ja kulumista, samalla kun se tarjoaa eristyksen ja kosteudenkestävyyden. Lopuksi käsitellylle piirilevylle suoritetaan kattava tarkastus käyttämällä visuaalista tarkastusta, metallografista mikroskooppihavainnointia, paksuusmittausta ja muita menetelmiä sen varmistamiseksi, että metallireunuksen laatu täyttää prosessistandardit.
3, Metallin reunusprosessin tärkeimmät parametrit
(1) Metallikerroksen paksuus
Metallikerroksen paksuus vaikuttaa suoraan reunuksen suorituskykyyn. Ohuet metallikerrokset eivät välttämättä tarjoa riittävää mekaanista suojaa ja sähkömagneettista suojausta, kun taas paksut kerrokset voivat lisätä kustannuksia ja painoa sekä vaikuttaa piirilevyn kokoonpanoon. Yleisesti ottaen, käyttöskenaariosta riippuen, metallireunuksen paksuus tulisi säätää välillä 5-50 mikronia. Esimerkiksi sähkömagneettiseen suojaukseen käytettävä metallireuna vaatii tyypillisesti vähintään 10 mikronin paksuuden estääkseen tehokkaasti sähkömagneettiset häiriöt.
(2) Lämpötila ja aika
Lämpötila ja aika ovat tärkeitä ohjausparametreja galvanoinnissa tai kemiallisissa pinnoitusprosesseissa. Liiallinen lämpötila voi aiheuttaa nopean metallin laskeuman, mikä johtaa karkeiden ja löysien metallikerrosten muodostumiseen; Jos lämpötila on liian alhainen, sedimentaationopeus on hidas ja tuotannon tehokkuus laskee. Ajanhallinta on yhtä tärkeää. Liian lyhyt käsittelyaika voi johtaa metallikerroksen riittämättömään paksuuteen, kun taas liian pitkä käsittelyaika voi johtaa metallikerroksen liialliseen kasvuun, mikä vaikuttaa piirilevyn mittatarkkuuteen. Esimerkkinä pinnoituskuparireunukset, galvanointiliuoksen lämpötila säädetään yleensä 25-35 asteeseen ja galvanointiaika asetetaan 15-60 minuuttiin vaaditun paksuuden mukaan.
(3) Virtatiheys
Virran tiheys määrittää metalli-ionien kerrostumisnopeuden ja laadun piirilevyn reunalla. Kohtuullinen virrantiheys voi varmistaa metallikerroksen tasaisen ja tiheän kasvun. Liiallinen virrantiheys voi aiheuttaa vikoja, kuten palamista ja dendriittejä, kun taas riittämätön virrantiheys voi johtaa epätasaiseen kerrostumaan. Varsinaisessa tuotannossa virrantiheys on säädettävä tarkasti tekijöiden, kuten metallimateriaalien, pinnoitusliuoksen koostumuksen ja piirilevyn pinta-alan perusteella, yleensä 0,5-5A/dm².
4, Yleiset ongelmat ja ratkaisut
(1) Metallikerroksen riittämätön tarttuvuus
Ilmenee metallireunana, joka on taipuvainen irtoamaan tai kuoriutumaan. Syynä voi olla PCB:n riittämätön esikäsittely, väärät prosessiparametrit galvanoinnissa tai kemiallisessa pinnoituksessa sekä metalli- ja alustamateriaalien yhteensopivuusongelmat. Ratkaisu on vahvistaa piirilevyn esikäsittelyprosessia, jotta varmistetaan, että reunat ovat puhtaat ja karhennettu oikein. Hallitse tiukasti pinnoitusliuoksen koostumusta ja prosessiparametreja ja lisää tarvittaessa siirtymäkerros metallin ja alustan väliin liimauslujuuden parantamiseksi.
(2) Epätasainen reunan paksuus
Tämä voi johtua epätasaisesta virran jakautumisesta galvanoinnin aikana, epäyhtenäisestä liuoskonsentraatiosta kemiallisen pinnoituksen aikana tai epätasaisesta paineesta muodostusprosessin aikana. Reunan paksuuden tasaisuutta voidaan parantaa optimoimalla pinnoitussäiliön suunnittelua, käyttämällä sekoitus- tai ultraääniavusteista pinnoitusta ja parantamalla muotin paineen jakautumista.
(3) Pintaviat
Pintavirheet, kuten neulanreiät ja pistesyöpymät, johtuvat pääasiassa pinnoitusliuoksessa olevista epäpuhtauksista ja kaasun vuotamisesta. Ratkaisuihin kuuluu pinnoitusliuoksen säännöllinen suodatus ja puhdistus, asianmukaiset sekoitus- ja kaasunpoistotoimenpiteet galvanointiprosessin aikana sekä metallipinnan kiillotus ja hionta ennen suojamaalin levittämistä pintavikojen poistamiseksi.