Tegenwoordig, terwijl elektronische apparaten zich blijven ontwikkelen in de richting van miniaturisatie en hoge prestaties, hebben de prestaties van printplaten, als de kerndrager van elektronische systemen, een directe invloed op de algehele operationele kwaliteit van de apparatuur. De coatingtechnologie van printplaten, als belangrijk middel om de prestaties van printplaten te verbeteren, krijgt steeds meer aandacht. Het speelt een sleutelrol bij het garanderen van een stabiele werking en het verlengen van de levensduur van elektronische apparaten door het oppervlak van de printplaat te bedekken met een of meer dunne films van specifieke materialen, waardoor de printplaat nieuwe functionele kenmerken krijgt, zoals verbeterde geleiding, verbeterde oxidatieweerstand en verbeterde soldeerbaarheid.
1, Het doel en de betekenis van coating van printplaten
(1) Bescherm printplaten tegen erosie door omgevingsfactoren
Tijdens het gebruik van printplaten worden ze geconfronteerd met verschillende complexe omgevingsfactoren, zoals vochtige lucht, corrosieve gassen, stof, enz. Deze factoren zullen geleidelijk de metalen lijnen op het oppervlak van de printplaat eroderen, wat oxidatie van koperfolie en lijncorrosie veroorzaakt, en uiteindelijk leiden tot circuitstoringen. Coating kan een dichte beschermende film vormen op het oppervlak van de printplaat, waardoor direct contact tussen de externe omgeving en de printplaat effectief wordt geïsoleerd en de snelheid van metaaloxidatie en corrosie wordt vertraagd. In ruwe omgevingen zoals kustgebieden of rond chemische bedrijven kunnen gecoate printplaten bijvoorbeeld een vele malen langere levensduur hebben dan ongecoate printplaten.
(2) Verbeter de elektrische prestaties van printplaten
Sommige coatingmaterialen hebben een goede geleidbaarheid. Door het oppervlak van de printplaat met deze materialen te bedekken, kan de weerstand van het circuit worden verminderd en kunnen de efficiëntie en stabiliteit van de signaaloverdracht worden verbeterd. In hoogfrequente circuits is de signaaloverdrachtsnelheid hoog en de frequentie hoog, waardoor een extreem hoge impedantie-aanpassing van het circuit vereist is. Een geschikte coating kan de impedantiekarakteristieken van het circuit optimaliseren, signaalreflectie en -verlies verminderen en een hoge-kwaliteitstransmissie van hoog- signalen garanderen. Bovendien hebben sommige coatings ook isolatie-eigenschappen, die een isolatielaag op de printplaat kunnen vormen, lijnen met verschillende spanningen kunnen isoleren, kortsluiting kunnen voorkomen en de elektrische betrouwbaarheid van de printplaat verder kunnen verbeteren.
(3) Verbeter de soldeerbaarheid van printplaten
Een goede soldeerbaarheid is de sleutel tot een betrouwbare verbinding tussen elektronische componenten en printplaten tijdens het assemblageproces van printplaten. Oxidatie, vervuiling en andere problemen op het oppervlak van de printplaat kunnen echter de soldeerbaarheid ervan verminderen, wat leidt tot defecten zoals slecht solderen en virtueel solderen. Coating kan oxiden van het oppervlak van printplaten verwijderen, waardoor een oppervlaktelaag ontstaat die gemakkelijk te solderen is, waardoor de bevochtiging en hechting tussen soldeer en printplaten wordt verbeterd, het soldeerproces soepeler wordt en de assemblage-efficiëntie en productkwaliteit worden verbeterd.
2, Veel voorkomende soorten printplaatcoating
(1) Chemische nikkelvergulding
Chemisch vernikkelen is een van de meest gebruikte coatingprocessen in de huidige printplaatindustrie. Bij dit proces wordt eerst een laag nikkel op het oppervlak van de printplaat aangebracht door middel van chemische galvanisering, met een dikte die doorgaans tussen 3 en 5 μm ligt. De nikkellaag heeft een goede slijtvastheid en corrosieweerstand, wat een voorlopige bescherming voor de printplaat kan bieden. Ondertussen kan de aanwezigheid van een nikkellaag voorkomen dat koper in de goudlaag diffundeert, waardoor verkleuring en prestatievermindering van de goudlaag worden vermeden. Bovenop de nikkellaag wordt door middel van een verplaatsingsreactie een laag goud afgezet, met een dikte die doorgaans varieert van 0,05 tot 0,1 μm. De goudlaag heeft een uitstekende oxidatieweerstand, geleidbaarheid en lasbaarheid, waardoor de nikkellaag effectief kan worden beschermd. Tijdens het soldeerproces van elektronische componenten kan de goudlaag snel oplossen in het soldeer, waardoor goede soldeerresultaten worden bereikt. Het proces van stroomloos nikkelvergulden is geschikt voor printplaten die een hoge vlakheid, soldeerbaarheid en betrouwbaarheid vereisen, zoals moederborden van computers, printplaten voor mobiele telefoons, enz.
(2) Chemische nikkel-palladium-plating
Het chemische nikkel-palladium-platingsproces is ontwikkeld op basis van het chemische nikkel-goud-platingsproces. Vergeleken met het ENIG-proces voegt het een palladiumlaag toe tussen de nikkellaag en de goudlaag, met een dikte die doorgaans varieert van 0,05-0,1 μm. De toevoeging van een palladiumlaag kan het optreden van het fenomeen "zwarte schijf" effectief onderdrukken. Het fenomeen "zwarte schijf" verwijst naar het ongelijkmatige fosforgehalte op het oppervlak van de nikkellaag of de chemische reactie tussen de nikkellaag en de goudlaag bij omgevingen met hoge temperaturen en hoge luchtvochtigheid in ENIG-technologie, waardoor het oppervlak van de nikkellaag zwart wordt, waardoor de soldeerprestaties en betrouwbaarheid van de printplaat worden beïnvloed. De palladiumlaag in het ENEPIG-proces kan ongunstige reacties tussen nikkel en goud voorkomen, waardoor de stabiliteit en betrouwbaarheid van de coating worden verbeterd. Dit proces is geschikt voor gebieden die een extreem hoge betrouwbaarheid vereisen, zoals de lucht- en ruimtevaart, medische apparatuur, enz.
(3) Beschermende film voor organische soldeerbaarheid
Organische beschermfolie voor soldeerbaarheid is een coatingproces waarbij organische dunne films op het oppervlak van printplaten worden aangebracht. De dikte van OSP-film is extreem dun, meestal tussen 0,2-0,5 μm. Het vormt via chemische methoden een transparante organische film op het koperoppervlak, die koper gedurende een bepaalde periode tegen oxidatie kan beschermen en tijdens het lassen snel kan ontbinden zonder het laseffect te beïnvloeden. OSP-technologie heeft de voordelen van lage kosten, eenvoudige processen en milieubescherming, en is geschikt voor printplaten die kostengevoelig zijn en bepaalde eisen stellen aan soldeerbaarheid, zoals printplaten in consumentenelektronica, gewone huishoudelijke apparaten en andere gebieden. De antioxidantcapaciteit van OSP-film is echter relatief zwak en de opslagtijd ervan is beperkt. Over het algemeen moeten het lassen en de montage binnen korte tijd na het coaten worden voltooid.
(4) Chemische precipitatie van zilver
Bij het zilverafzettingsproces wordt door middel van een verplaatsingsreactie een dunne laag zilver op het oppervlak van de printplaat aangebracht. De zilverlaag heeft een uitstekende geleidbaarheid (de tweede na goud) en soldeerbaarheid, waardoor de lijnweerstand effectief kan worden verminderd en de signaaloverdrachtprestaties kunnen worden verbeterd. De chemische stabiliteit van de zilverlaag is echter slecht en gevoelig voor oxidatie of zwavelvorming, dus het is vaak nodig om organische beschermingsmiddelen aan te brengen of een goudimmersiebehandeling uit te voeren om de levensduur ervan te verlengen. Dit proces is geschikt voor hoog-circuits (zoals 5G en satellietcommunicatieapparatuur), maar een zorgvuldig ontwerp is vereist in omgevingen met een hoge luchtvochtigheid/hoog zwavelgehalte om zilvermigratie of corrosie te voorkomen.
3, Het proces van het coaten van printplaten
(1) Voorverwerking
Voorbehandeling is de basisstap van het coaten van printplaten, die tot doel heeft onzuiverheden zoals olie, oxiden, stof, enz. van het oppervlak van de printplaat te verwijderen, om een schone en geactiveerde staat te bereiken en een goede basis te bieden voor daaropvolgende coatingprocessen. Voorbehandeling omvat meestal processen zoals olieverwijdering, micro-etsen, zuurwassen en wassen met water. Bij het ontvettingsproces worden alkalische of organische oplosmiddelen gebruikt om olievlekken van het oppervlak van de printplaat te verwijderen; Het micro-etsproces verwijdert de oxidelaag en lichte bramen op het oppervlak van de printplaat door chemische corrosie, verhoogt de oppervlakteruwheid en verbetert de hechting tussen de coating en de printplaat; Het beitsproces wordt gebruikt om oxiden verder van het metaaloppervlak te verwijderen en de zuurgraad of alkaliteit van het oppervlak aan te passen; Het waterwasproces wordt gebruikt om resterende chemische reagentia uit de voorgaande stappen te reinigen en te verwijderen.
(2) Coating
Afhankelijk van de verschillende coatingtypen worden voor het coaten overeenkomstige coatingprocessen gebruikt. Als we bijvoorbeeld het stroomloos vernikkelen nemen, wordt de printplaat na voltooiing van de voor-behandeling ondergedompeld in een oplossing voor het stroomloos vernikkelen die nikkelzouten, reductiemiddelen, chelaatvormers en andere componenten bevat. Onder de juiste temperatuur (meestal 80-90 graden) en pH-omstandigheden (meestal 4,5-5,5) worden nikkelionen gereduceerd door het reductiemiddel op het oppervlak van de printplaat, waardoor een nikkellaag wordt afgezet. Nadat het vernikkelen is voltooid, brengt u de printplaat over naar een verguldingsoplossing en brengt u door middel van een verplaatsingsreactie een goudlaag aan op het oppervlak van de nikkellaag. Tijdens het coatingproces is het noodzakelijk om de procesparameters zoals samenstelling van de oplossing, temperatuur, pH-waarde en tijd strikt te controleren om ervoor te zorgen dat de dikte, uniformiteit en kwaliteit van de coating aan de eisen voldoen.
(3) Nabewerking
Nabehandeling omvat voornamelijk processen zoals wassen, drogen en testen met water. Wassen met water wordt gebruikt om resterende coatingoplossingen en chemische reagentia op het oppervlak van printplaten te verwijderen, om hun nadelige effecten op de prestaties van printplaten te voorkomen; Drogen is het proces waarbij vocht van het oppervlak van de printplaat wordt verwijderd om te voorkomen dat achtergebleven vocht roest of andere kwaliteitsproblemen veroorzaakt; Het testproces evalueert uitgebreid de kwaliteit van de coating door middel van verschillende testmethoden, zoals visuele inspectie, laagdiktemeting, soldeerbaarheidstesten, geleidbaarheidstesten, enz., om ervoor te zorgen dat de gecoate printplaat voldoet aan de ontwerpvereisten en gebruiksnormen.