A tecnologia de revestimento de PCB não está apenas relacionada à aparência da placa de circuito, mas também ao fator central que determina seu desempenho elétrico, confiabilidade e vida útil. Com o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos voltados à miniaturização, alto desempenho e alta confiabilidade.
Revestimento químico de cobre: a base para alcançar a metalização de superfície não{0}condutiva
O revestimento químico de cobre, também conhecido como revestimento de cobre sem eletrólito, é um processo fundamental na fabricação de placas de circuito impresso para obter condutividade-passante do furo e metalização da superfície. O princípio é baseado na reação de oxidação-redução autocatalítica, onde os íons de cobre são reduzidos a cobre metálico e depositados na superfície do substrato sob a ação de um agente redutor específico. Este processo não requer uma fonte de energia externa e pode formar uniformemente uma camada de cobre em superfícies não{4}condutivas, como materiais de substrato isolantes. Para placas de circuito impresso com grandes proporções de profundidade de furo em relação ao diâmetro, as vantagens do revestimento de cobre sem eletrólito são particularmente significativas. Ele pode garantir que todas as partes da parede do furo possam obter um revestimento uniforme, fornecendo uma boa camada inferior condutora para o processo subsequente de revestimento de cobre e garantindo uma conexão confiável do circuito em toda a placa de circuito. Na fabricação de placas de interconexão de alta-densidade, o revestimento de cobre sem eletrólito é usado para processamento de furo cego para obter conexões elétricas entre circuitos finos e atender aos requisitos de integração mais elevados de dispositivos eletrônicos.
Galvanoplastia de níquel-ouro: criando conexões elétricas e camadas protetoras de alta-qualidade
O processo de galvanoplastia de níquel-ouro é amplamente utilizado na fabricação de placas de circuito impresso. Primeiro, uma camada de níquel é galvanizada na superfície condutora da placa de circuito impresso. A principal função da camada de níquel é bloquear a difusão entre ouro e cobre, evitar a degradação do desempenho causada pela difusão de ouro e cobre e fornecer um bom substrato para aumentar a adesão de revestimentos subsequentes. Em seguida, uma camada de ouro é galvanizada, o que melhora muito o desempenho da placa de circuito devido à sua excelente condutividade, soldabilidade e resistência à oxidação. Em circuitos de alta-frequência, a camada dourada pode efetivamente reduzir a perda de sinal e garantir uma transmissão de sinal de-alta qualidade. Para algumas interfaces de placas de circuito impresso frequentemente conectadas e desconectadas, como interfaces USB em placas-mãe de computadores, interfaces de carregamento e dados em telefones celulares, o revestimento de níquel pode resistir ao desgaste durante o processo de conexão e manter conexões elétricas estáveis. placas de circuito impresso que funcionam em ambientes agressivos, como placas de circuito em equipamentos de controle industrial e dispositivos eletrônicos automotivos, possuem revestimentos de níquel-ouro resistentes à corrosão-que podem resistir à invasão de meios corrosivos no ambiente, protegendo a operação estável da placa de circuito. De acordo com diferentes cenários de aplicação, a galvanoplastia de níquel-ouro pode ser dividida em banhada a ouro macio e folheada a ouro duro. O ouro macio (ouro puro, com uma cor de superfície mais escura) é usado principalmente para colagem de fios de ouro durante o empacotamento de chips, enquanto o ouro duro (contendo elementos como cobalto, com uma superfície brilhante e-resistente ao desgaste) é comumente usado para interconexões elétricas em juntas sem solda, como a área do dedo de ouro.
Niquelagem química/ouro de imersão: proporcionando desempenho elétrico estável-de longo prazo
O processo de banho de níquel/ouro por imersão sem eletrólito pode formar uma camada espessa e eletricamente forte de liga de níquel-ouro na superfície do cobre, proporcionando proteção eficaz-de longo prazo para a placa de circuito impresso. Ao contrário de outros processos que servem apenas como barreiras antiferrugem, esse processo pode manter um bom desempenho elétrico durante-o uso prolongado de placas de circuito impresso. A principal função do revestimento de níquel é evitar a difusão mútua entre ouro e cobre. Sem uma barreira de camada de níquel, o ouro se difundirá no cobre em um curto período de tempo, afetando seriamente o desempenho da placa de circuito. Ao mesmo tempo, a camada de níquel tem uma certa resistência, mesmo com uma espessura de apenas 5um, pode controlar efetivamente a expansão da placa de circuito na direção z-em ambientes de alta temperatura e evitar a dissolução do cobre, o que é muito benéfico para soldagem-sem chumbo. Na fabricação de placas de circuito impresso de dispositivos eletrônicos com requisitos de confiabilidade extremamente altos, como sistemas eletrônicos aeroespaciais e servidores{10}}de última geração, o processo de niquelagem eletrolítica/ouro de imersão é amplamente utilizado devido às suas excelentes vantagens de desempenho. O fluxo do processo é relativamente complexo, envolvendo várias etapas, como decapagem e limpeza ácida, micro-ataque, pré-imersão, ativação, niquelagem química, imersão química em ouro, etc. Ele precisa ser operado em seis tanques químicos, usando quase uma centena de produtos químicos, e os requisitos de controle do processo são extremamente rigorosos.
Sinking Silver: Combinando excelente desempenho e vantagens tecnológicas
O processo de deposição de prata ocorre entre o revestimento orgânico e o níquel/ouro de imersão sem eletrólitos e tem vantagens exclusivas. Este processo é relativamente simples e rápido, formando uma camada de revestimento de prata pura de nível quase submícron na superfície da placa de circuito impresso por meio de reação de deslocamento. A camada de prata pode fornecer bom desempenho elétrico e soldabilidade para placas de circuito impresso em ambientes complexos como calor, umidade e poluição, mas sua superfície perderá brilho com o tempo. Devido à ausência de uma camada de níquel abaixo da camada de prata, a resistência física da prata depositada é ligeiramente inferior à do processo de niquelagem sem eletrólito/ouro por imersão. Durante o processo de deposição parcial de prata, alguns compostos orgânicos são adicionados principalmente para prevenir a corrosão da prata e eliminar problemas de migração da prata. Embora o teor de compostos orgânicos nesta camada seja muito baixo, geralmente inferior a 1% em peso, desempenha um papel importante na melhoria da estabilidade e fiabilidade da camada de deposição de prata. Na fabricação de placas de circuito impresso de alguns produtos eletrônicos de consumo que são sensíveis ao custo e têm certos requisitos de desempenho elétrico e soldabilidade, o processo de deposição de prata tem um alto custo-efetivo.
Deposição de estanho: resolvendo problemas tradicionais
O processo de deposição de estanho tem potencial de desenvolvimento na fabricação de placas de circuito impresso porque a camada de estanho pode combinar bem com vários materiais de solda à base de estanho. O processo inicial de deposição de estanho apresentava sérios problemas de bigodes de estanho e, durante o processo de soldagem, os bigodes de estanho e a migração de estanho poderiam causar riscos de confiabilidade, limitando bastante sua aplicação. Mas com o avanço da tecnologia, ao adicionar aditivos orgânicos à solução de deposição de estanho, a estrutura da camada de estanho é transformada em partículas, superando com sucesso o problema dos bigodes de estanho, ao mesmo tempo que possui boa estabilidade térmica e soldabilidade. O processo de deposição de estanho pode formar compostos intermetálicos planos de cobre e estanho, dotando-os de soldabilidade comparável ao nivelamento com ar quente, sem os problemas de planicidade que são problemáticos com o nivelamento com ar quente e sem o problema de difusão do metal no revestimento de níquel químico/ouro de imersão. No entanto, as placas de flandres não devem ser armazenadas por muito tempo. Em alguns produtos eletrônicos que exigem alta soldabilidade e têm pequenas limitações de tempo de armazenamento, como a fabricação de placas de circuito de teste para uso-de curto prazo, o processo de deposição de estanho tem sido aplicado.
Revestimento orgânico: uma opção econômica e prática para proteção
O revestimento orgânico, também conhecido como máscara de solda orgânica, é uma camada de filme orgânico cultivada em uma superfície limpa de cobre por meio de métodos químicos. Esta camada de filme pode prevenir eficazmente a oxidação, choque térmico, umidade e proteger a superfície do cobre contra ferrugem (oxidação ou vulcanização, etc.) em ambientes normais. Durante a soldagem subsequente em altas temperaturas, ele pode ser rapidamente removido pelo fluxo, permitindo que a superfície limpa do cobre se ligue rapidamente à solda derretida para formar juntas de solda. A tecnologia OSP é simples,{4}} econômica e amplamente utilizada no setor. As primeiras moléculas de OSP eram principalmente substâncias como imidazol e benzotriazol que atuavam como inibidores de ferrugem, enquanto as moléculas mais recentes são principalmente benzimidazol. Para obter soldagem por refluxo múltiplo, várias camadas de revestimento orgânico precisam ser formadas na superfície do cobre, o que requer a adição de líquido de cobre no banho químico. Durante o processo de revestimento, a primeira camada adsorve o cobre e as moléculas de revestimento orgânico subsequentes combinam-se com o cobre em sequência, formando finalmente camadas de revestimento orgânico de até vinte ou mesmo centenas de camadas. O fluxo do processo inclui etapas como desengorduramento, micro-ataque, lavagem com ácido, limpeza com água pura, revestimento orgânico e limpeza, e o controle do processo é relativamente fácil em comparação com outros processos de tratamento de superfície. No entanto, o OSP também tem certas limitações, como a película protetora extremamente fina formada, que é propensa a arranhões ou abrasões, e após múltiplas soldagens em alta-temperatura, a película OSP na placa de conexão não soldada pode descolorir ou rachar, afetando a soldabilidade e a confiabilidade.