Avui en dia, a mesura que els dispositius electrònics continuen desenvolupant-se cap a la miniaturització i l'alt rendiment, el rendiment de les plaques de circuit, com a suport bàsic dels sistemes electrònics, afecta directament la qualitat operativa global de l'equip. La tecnologia de recobriment de plaques de circuit, com a mitjà important per millorar el rendiment de les plaques de circuit, està rebent una atenció creixent. Té un paper clau per garantir un funcionament estable i allargar la vida útil dels dispositius electrònics, cobrint la superfície de la placa de circuit amb una o més pel·lícules primes de materials específics, dotant a la placa de circuits de noves característiques funcionals com ara una conductivitat millorada, una resistència a l'oxidació millorada i una soldadura millorada.
1, el propòsit i la importància del recobriment de la placa de circuit
(1) Protegiu les plaques de circuit de l'erosió ambiental
Durant l'ús de plaques de circuit, s'enfrontaran a diversos factors ambientals complexos, com l'aire humit, gasos corrosius, pols, etc. Aquests factors erosionaran gradualment les línies metàl·liques a la superfície de la placa de circuit, provocant l'oxidació de la làmina de coure, corrosió de la línia i, en última instància, provocant fallades del circuit. El recobriment pot formar una pel·lícula protectora densa a la superfície de la placa de circuits, aïllant eficaçment el contacte directe entre l'entorn extern i la placa de circuits i alentint la velocitat d'oxidació i corrosió del metall. Per exemple, en entorns durs, com ara zones costaneres o al voltant de les empreses químiques, les plaques de circuits recobertes poden tenir una vida útil diverses vegades més llarga que les plaques de circuits sense recobrir.
(2) Millorar el rendiment elèctric de les plaques de circuit
Alguns materials de recobriment tenen una bona conductivitat. En recobrir la superfície de la placa de circuits amb aquests materials, es pot reduir la resistència del circuit i es pot millorar l'eficiència i l'estabilitat de la transmissió del senyal. En els circuits d'alta-freqüència, la velocitat de transmissió del senyal és ràpida i la freqüència és alta, la qual cosa requereix una concordança d'impedància extremadament alta del circuit. Un recobriment adequat pot optimitzar les característiques d'impedància del circuit, reduir la reflexió i la pèrdua del senyal i garantir una transmissió d'alta-qualitat de senyals d'alta-freqüència. A més, alguns recobriments també tenen propietats d'aïllament, que poden formar una capa d'aïllament a la placa de circuits, aïllar línies amb diferents potencials, prevenir curtcircuits i millorar encara més la fiabilitat elèctrica de la placa de circuits.
(3) Millorar la soldabilitat de les plaques de circuit
Una bona soldabilitat és la clau per garantir una connexió fiable entre els components electrònics i les plaques de circuit durant el procés de muntatge de les plaques de circuit. Tanmateix, l'oxidació, la contaminació i altres problemes a la superfície de la placa de circuit poden reduir la seva soldabilitat, provocant defectes com ara una soldadura deficient i una soldadura virtual. El recobriment pot eliminar els òxids de la superfície de les plaques de circuit, formant una capa superficial que és fàcil de soldar, millorant la humectació i la unió entre la soldadura i les plaques de circuit, fent que el procés de soldadura sigui més suau i millorant l'eficiència del muntatge i la qualitat del producte.
2, Tipus comuns de recobriment de plaques de circuit
(1) Revestiment d'or de níquel químic
El xapat d'or de níquel químic és un dels processos de recobriment àmpliament utilitzats a la indústria actual de plaques de circuit. Aquest procés diposita primer una capa de níquel a la superfície de la placa de circuit mitjançant un revestiment químic, amb un gruix generalment entre 3-5 μm. La capa de níquel té una bona resistència al desgast i a la corrosió, cosa que pot proporcionar una protecció preliminar per a la placa de circuit. Mentrestant, la presència d'una capa de níquel pot evitar que el coure es difongui a la capa d'or, evitant la decoloració i la degradació del rendiment de la capa d'or. A la part superior de la capa de níquel, es diposita una capa d'or mitjançant la reacció de desplaçament, amb un gruix que oscil·la normalment entre 0,05 i 0,1 μm. La capa d'or té una excel·lent resistència a l'oxidació, conductivitat i soldabilitat, que poden protegir eficaçment la capa de níquel. Durant el procés de soldadura dels components electrònics, la capa d'or es pot dissoldre ràpidament a la soldadura, aconseguint bons resultats de soldadura. El procés de revestiment d'or de níquel sense electros és adequat per a plaques de circuits que requereixen una gran planitud superficial, soldabilitat i fiabilitat, com ara plaques base d'ordinadors, plaques de circuits de telèfons mòbils, etc.
(2) Revestiment de níquel-pal·ladi químic
El procés de revestiment de níquel-pal·ladi químic es desenvolupa a partir del procés de revestiment de níquel-or químic. En comparació amb el procés ENIG, afegeix una capa de pal·ladi entre la capa de níquel i la capa d'or, amb un gruix generalment que oscil·la entre 0,05-0,1 μm. L'addició de capa de pal·ladi pot suprimir eficaçment l'aparició del fenomen del "disc negre". El fenomen del "disc negre" es refereix al contingut desigual de fòsfor a la superfície de la capa de níquel o a la reacció química entre la capa de níquel i la capa d'or en entorns d'alta temperatura i humitat alta en la tecnologia ENIG, que fa que la superfície de la capa de níquel es torni negra, afectant així el rendiment de la soldadura i la fiabilitat del circuit. La capa de pal·ladi en el procés ENEPIG pot prevenir reaccions adverses entre níquel i or, millorant l'estabilitat i la fiabilitat del recobriment. Aquest procés és adequat per a camps que requereixen una fiabilitat extremadament alta, com ara l'aeronàutica, els equips mèdics, etc.
(3) Pel·lícula protectora de soldadura orgànica
La pel·lícula protectora de soldadura orgànica és un procés de recobriment que recobreix pel·lícules primes orgàniques a la superfície de les plaques de circuit. El gruix de la pel·lícula OSP és extremadament prim, normalment entre 0,2 i 0,5 μ m. Forma una pel·lícula orgànica transparent a la superfície del coure mitjançant mètodes químics, que pot protegir el coure de l'oxidació durant un període de temps determinat i es pot descompondre ràpidament durant la soldadura sense afectar l'efecte de la soldadura. La tecnologia OSP té els avantatges de baix cost, procés senzill i protecció del medi ambient, i és adequada per a plaques de circuits sensibles als costos i que tenen certs requisits de soldabilitat, com ara plaques de circuits en electrònica de consum, electrodomèstics i altres camps. Tanmateix, la capacitat antioxidant de la pel·lícula OSP és relativament feble i el seu temps d'emmagatzematge és limitat. En general, la soldadura i el muntatge s'han de completar en un curt període de temps després del recobriment.
(4) Precipitació química de la plata
El procés de deposició de plata diposita una fina capa de plata a la superfície de la placa de circuit mitjançant la reacció de desplaçament. La capa de plata té una conductivitat excel·lent (segona només per l'or) i soldabilitat, que poden reduir eficaçment la resistència de la línia i millorar el rendiment de la transmissió del senyal. No obstant això, l'estabilitat química de la capa de plata és pobra i propensa a l'oxidació o la sulfurització, per la qual cosa sovint és necessari aplicar agents protectors orgànics o realitzar un tractament d'immersió amb or per allargar la seva vida útil. Aquest procés és adequat per a circuits d'alta-freqüència (com ara equips de comunicacions per satèl·lit i 5G), però cal un disseny acurat en entorns amb molta humitat i sofre per evitar la migració de plata o la corrosió.
3, el procés de recobriment de plaques de circuit
(1) Tramitació prèvia
El pretractament és el pas bàsic del recobriment de la placa de circuit, que té com a objectiu eliminar impureses com ara oli, òxids, pols, etc. a la superfície de la placa de circuit, per aconseguir un estat net i activat i proporcionar una bona base per als processos de recobriment posteriors. El tractament previ sol incloure processos com l'eliminació d'oli, el microgravat, el rentat àcid i el rentat amb aigua. El procés de desgreixatge utilitza dissolvents alcalins o orgànics per eliminar les taques d'oli de la superfície de la placa de circuit; El procés de microgravat elimina la capa d'òxid i les petites rebaves a la superfície de la placa de circuit mitjançant la corrosió química, augmenta la rugositat de la superfície i millora l'adhesió entre el recobriment i la placa de circuit; El procés de decapat s'utilitza per eliminar encara més els òxids de la superfície metàl·lica i ajustar l'acidesa o l'alcalinitat de la superfície; El procés de rentat amb aigua s'utilitza per netejar i eliminar els reactius químics residuals dels passos anteriors.
(2) Revestiment
Segons els diferents tipus de recobriment, s'utilitzen els processos de recobriment corresponents per al recobriment. Prenent com a exemple el revestiment de níquel sense electros, després de completar el pre-tractament, la placa de circuit s'immereix en una solució de revestiment de níquel sense electros que conté sals de níquel, agents reductors, agents quelants i altres components. En condicions adequades de temperatura (normalment 80-90 graus) i pH (normalment 4,5-5,5), els ions de níquel es redueixen per l'agent reductor a la superfície de la placa de circuit, dipositant una capa de níquel. Un cop s'hagi completat el revestiment de níquel, transferiu la placa de circuits a una solució de revestiment d'or i dipositeu una capa d'or a la superfície de la capa de níquel mitjançant la reacció de desplaçament. Durant el procés de recobriment, cal controlar estrictament els paràmetres del procés, com ara la composició de la solució, la temperatura, el valor del pH i el temps per garantir que el gruix, la uniformitat i la qualitat del recobriment compleixin els requisits.
(3) Processament posterior
El post-tractament inclou principalment processos com el rentat amb aigua, l'assecat i les proves. El rentat d'aigua s'utilitza per eliminar solucions de recobriment residuals i reactius químics a la superfície de les plaques de circuit, per evitar els seus efectes adversos sobre el rendiment de les plaques de circuit; L'assecat és el procés d'eliminar la humitat de la superfície de la placa de circuit per evitar que la humitat residual provoqui l'oxidació o altres problemes de qualitat; El procés de prova avalua exhaustivament la qualitat del recobriment mitjançant diversos mètodes de prova, com ara la inspecció visual, la mesura del gruix de la pel·lícula, les proves de soldadura, les proves de conductivitat, etc., per garantir que la placa de circuit recoberta compleixi els requisits de disseny i els estàndards d'ús.