Als belangrijke drager voor signaaloverdracht en componentverbinding heeft de stabiliteit van de prestaties van printplaten rechtstreeks invloed op de kwaliteit van de werking van de apparatuur. Metalen materialen in printplaten, vooral koperdraden, zijn echter gevoelig voor chemische reacties met zuurstof in de lucht, wat leidt tot oxidatie. Geoxideerde printplaten kunnen problemen ondervinden zoals een verhoogde circuitweerstand en verminderde soldeerbaarheid, en kunnen in ernstige gevallen zelfs circuitbreuken veroorzaken. Daarom is het nemen van wetenschappelijk effectieve maatregelen om oxidatie van printplaten te voorkomen een belangrijke schakel geworden bij het waarborgen van de betrouwbaarheid van elektronische apparaten.
1, Analyse van de principes en gevaren van oxidatie van printplaten
Oxidatie van printplaten is in wezen een chemische reactie tussen metalen materialen en stoffen zoals zuurstof en vocht. Als we koper als voorbeeld nemen: in een vochtige omgeving reageert koper eerst met zuurstof om koperoxide te vormen, dat zich verder combineert met koolstofdioxide en water in de lucht om basisch kopercarbonaat te vormen. Dit oxidatieproces verandert niet alleen de fysische en chemische eigenschappen van het metaaloppervlak, maar beschadigt ook de kristalstructuur van het metaal op microscopisch niveau, wat leidt tot een afname van de geleidbaarheid. Voor precisieprintplaatcircuits kunnen de kleine weerstandsveranderingen veroorzaakt door oxidatie leiden tot signaalvervorming, vertraging en andere problemen bij hoogfrequente signaaloverdracht; Tijdens het lasproces zal de oxidelaag de infiltratie van soldeer en metaal belemmeren, waardoor lasdefecten zoals virtueel lassen en koudlassen worden veroorzaakt en het productkwalificatiepercentage wordt verlaagd.
2, Optimaliseer het oppervlaktebehandelingsproces
(1) Chemische nikkelvergulding
Het proces van stroomloos nikkelvergulden is een veelgebruikte methode om oxidatie van printplaten te voorkomen. Bij dit proces wordt eerst een uniforme nikkellaag op het oppervlak van de printplaat aangebracht, meestal met een dikte van 3-5 micron. De nikkellaag heeft een goede chemische stabiliteit en kan het contact tussen zuurstof en het onderliggende koper effectief isoleren; Vervolgens wordt een laag goud met een dikte van ongeveer 0,05-0,1 micron op het oppervlak van de nikkellaag afgezet. De chemische eigenschappen van goud zijn uiterst stabiel en reageren vrijwel niet met zuurstof, waardoor het beschermende effect nog verder wordt versterkt. Het oppervlak van de printplaat die is behandeld met stroomloos nikkelvergulden is vlak en glad, met uitstekende soldeerbaarheid, geschikt voor elektronische producten met hoge betrouwbaarheidseisen, zoals communicatiebasisstationapparatuur, medische elektronische instrumenten, enz. Dit proces heeft echter relatief hoge kosten en strenge eisen voor het controleren van de samenstelling van de plateeroplossing en procesparameters. Onjuiste bediening kan resulteren in een abnormaal fosforgehalte in de nikkellaag en een ongelijkmatige dikte van de goudlaag.
(2) Organische soldeerbescherming
Organische soldeerbaarheidsbeschermer is een dunne laag organische beschermende film gevormd op het koperen oppervlak van de printplaat, met een dikte van slechts 0,2-0,5 micron. Deze beschermende film kan koperoxidatie effectief onderdrukken zonder de hechting tussen soldeer en koper tijdens het lassen te beïnvloeden. OSP-technologie is eenvoudig, kosten-effectief en geschikt voor printplaatbedrading met hoge dichtheid, die veel wordt gebruikt bij de productie van printplaten voor consumentenelektronicaproducten zoals smartphones en tablets. De slijtvastheid en hoge temperatuurbestendigheid van OSP-film zijn echter relatief zwak. Tijdens opslag en transport moet aandacht worden besteed aan vocht- en krasbestendigheid. Bovendien is de levensduur van OSP-film beperkt en wordt doorgaans aanbevolen om het lassen binnen 7-10 dagen na verwerking te voltooien.
(3) Egalisatie van hete lucht
Bij het nivelleringsproces met hete lucht wordt de printplaat ondergedompeld in gesmolten soldeer en vervolgens hete lucht gebruikt om overtollig soldeer weg te blazen, zodat het soldeer het koperoppervlak gelijkmatig bedekt. De door deze methode gevormde soldeerlaag is relatief dik, wat een goede fysieke bescherming voor koper kan bieden en de invasie van zuurstof kan blokkeren. Het traditionele HASL-proces maakt gebruik van loodhoudend soldeer, dat geleidelijk is vervangen door lood-vrij HASL vanwege milieueisen. Het hetelucht-nivelleringsproces heeft lage kosten en een hoge productie-efficiëntie en is geschikt voor gewone printplaten die geen strikte eisen stellen aan de vlakheid van het oppervlak. Dit proces heeft echter problemen zoals een slechte vlakheid van het oppervlak en onvoldoende vulling van gaten, en met de ontwikkeling van elektronische producten in de richting van miniaturisatie en precisie wordt de toepassing van het HASL-proces geleidelijk beperkt.
3, Aanbrengen van beschermende coating
(1) Drievoudige verflaag
Driebestendige verf (vocht-bestendig, anti-schimmel, anti-zoutspray) kan een dichte beschermende film vormen op het oppervlak van de printplaat, waardoor zuurstof, vocht en contact met de printplaat worden geïsoleerd. Veel voorkomende soorten driebestendige verf zijn onder meer polyurethaan, acryl, siliconen, enz. Drievoudige polyurethaanverf heeft een goede slijtvastheid en flexibiliteit, geschikt voor elektronische apparaten die frequente trillingen vereisen, zoals de printplaat van elektronische besturingseenheden in auto's; Drievoudige acrylverf heeft een snelle droogsnelheid en lage kosten, en wordt vaak gebruikt in gewone consumentenelektronicaproducten; Driebestendige verf van organisch silicium heeft een uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen en chemische corrosie, en is geschikt voor printplaten die in omgevingen met hoge -temperaturen werken, zoals printplaten in industriële besturingsapparatuur. Door het aanbrengen van drieproeflakken kan de levensduur van de printplaat als antioxidant aanzienlijk worden verlengd, vooral in ruwe omgevingen, waar het beschermende effect meer uitgesproken is.
(2) Nanocoatingtechnologie
Nanocoatingtechnologie is een nieuw type beschermingsmethode die de afgelopen jaren is ontstaan. Het maakt gebruik van de speciale eigenschappen van materialen op nanoschaal om een uniforme, ultra{1}}dunne en hoogwaardige- beschermlaag op het oppervlak van printplaten te vormen. Zo kan grafeen-nanocoating, met zijn uitstekende chemische stabiliteit en barrière-eigenschappen, effectief de penetratie van zuurstof- en watermoleculen blokkeren, terwijl het ook een goede geleidbaarheid en warmteafvoer bezit, wat de algehele prestaties van printplaten kan verbeteren en tegelijkertijd oxidatie kan voorkomen. De toepassing van nanocoatings kan niet alleen de antioxidantcapaciteit van printplaten vergroten, maar ook hun slijtvastheid, anti-statische en andere eigenschappen verbeteren, waardoor ze geschikt worden voor hoogwaardige- elektronische producten zoals ruimtevaartapparatuur en- krachtige serverprintplaten.
4, Milieucontrole en opslagbeheer
(1) Optimalisatie van de productieomgeving
Het beheersen van de omgevingstemperatuur, vochtigheid en luchtkwaliteit is cruciaal in het productieproces van printplaten. Door de relatieve vochtigheid in de productiewerkplaats op 40% -60% te houden en de temperatuur op 20-25 graden te houden, kan de condensatie van waterdamp op het oppervlak van de printplaat worden verminderd en oxidatiereacties worden tegengegaan. Installeer tegelijkertijd luchtzuiveringsapparatuur om corrosieve stoffen zoals stof, sulfiden, stikstofoxiden enz. in de lucht te filteren, om te voorkomen dat deze stoffen de oxidatie van printplaten versnellen. Voor de productie van uiterst nauwkeurige printplaten kan een stofvrije werkplaats worden gebruikt om de milieuzuiverheid verder te verbeteren.
(2) Bescherming tegen opslag en transport
Tijdens de opslag en het transport van printplaten moeten er vocht-bestendige en anti-oxidatiemaatregelen worden genomen. Gebruik vochtdichte zakken- om printplaten te verpakken en plaats droogmiddelen, zoals siliconen droogmiddelen, in de zakken om vocht te absorberen; Voor printplaten die lange tijd worden opgeslagen, kan een vacuümverpakking worden gebruikt om ze van de lucht te isoleren. Vermijd tijdens het transport ernstige trillingen en botsingen op de printplaat, voorkom schade aan de beschermlaag van het oppervlak en let op de temperatuur- en vochtigheidsregeling in de transportomgeving om ervoor te zorgen dat de printplaat altijd in geschikte opslagomstandigheden verkeert.