ՊԽՏ մակերեսային մշակման ամենահիմնական նպատակը լավ եռակցելիություն կամ էլեկտրական հատկություններ ապահովելն է: Քանի որ բնության մեջ պղինձը հակված է օդում գոյություն ունենալ օքսիդների տեսքով, այն քիչ հավանական է, որ երկար ժամանակ պահպանվի որպես սկզբնական պղինձ, ուստի այն պետք է մշակվի պղնձով:
Կան ՊԽՄ մակերեսային մշակման բազմաթիվ գործընթացներ: Առավել տարածված են հարթ, օրգանական եռակցված պաշտպանիչ նյութերը (OSP), լիարժեք նիկելապատ ոսկեզօծումը, Շեն Ջինը, Շենսին, Շենյինը, քիմիական նիկելը, ոսկին և էլեկտրոլիտիկ ծածկույթով կարծր ոսկին: Ախտանիշ:
1. Տաք օդը հարթ է (ցողիչ տուփ)
Տաք օդի հարթեցման գործընթացի ընդհանուր գործընթացն է. միկրոէրոզիա → նախնական տաքացում → ծածկույթի եռակցում → ցողիչ թիթեղ → մաքրում։
Տաք օդը հարթ է, որը հայտնի է նաև որպես տաք օդով եռակցված (հայտնի է որպես անագի ցողում), որը հալվող անագի (կապարի) պատման գործընթաց է, որը պատվում է PCB մակերեսին եռակցված և տաքացման միջոցով սեղմվում է օդը ուղղիչով (փչելով)՝ հակա-պղնձի օքսիդացման շերտ ձևավորելու համար: Այն նաև կարող է ապահովել լավ եռակցելիության ծածկույթային շերտեր: Տաք օդի ամբողջ եռակցումը և պղինձը միացման ժամանակ ձևավորում են պղինձ-անագ մետաղական միջանկյալ միացություն: PCB-ն սովորաբար խորտակվում է հալվող եռակցված ջրի մեջ. քամու դանակը փչում է հարթ եռակցված հեղուկը եռակցվածից առաջ։
Ջերմային քամու մակարդակը բաժանվում է երկու տեսակի՝ ուղղահայաց և հորիզոնական: Ընդհանուր առմամբ համարվում է, որ հորիզոնական տեսակն ավելի լավն է: Այն հիմնականում պայմանավորված է հորիզոնական տաք օդի ուղղիչ շերտի համեմատաբար միատարր լինելով, որը կարող է ապահովել ավտոմատացված արտադրություն:
Առավելություններ՝ ավելի երկար պահպանման ժամանակ; տպագիր տպատախտակի պատրաստումից հետո պղնձի մակերեսը լիովին թաց է (անագը ամբողջությամբ ծածկված է եռակցումից առաջ); հարմար է կապարի եռակցման համար; հասուն գործընթաց, ցածր գին, հարմար է տեսողական ստուգման և էլեկտրական փորձարկման համար
Թերություններ՝ Հարմար չէ գծերի կապման համար, մակերեսի հարթության խնդրի պատճառով SMT-ն նույնպես սահմանափակումներ ունի, հարմար չէ կոնտակտային անջատիչների նախագծման համար։ Անագ ցողելիս պղինձը կլուծվի, և տախտակը կենթարկվի բարձր ջերմաստիճանի։ Հատկապես հաստ կամ բարակ թիթեղների դեպքում անագ ցողումը սահմանափակ է, և արտադրական գործողությունը անհարմար է։
2, օրգանական եռակցման պաշտպանիչ (OSP)
Ընդհանուր գործընթացը հետևյալն է՝ ճարպահեռացում –> միկրոփորագրություն –> թթու դնել –> մաքուր ջրով մաքրում –> օրգանական ծածկույթ –> մաքրում, և գործընթացի վերահսկումը համեմատաբար հեշտ է ցույց տալու համար մշակման գործընթացը։
OSP-ն տպագիր միկրոսխեմաների (PCB) պղնձե փայլաթիթեղի մակերեսային մշակման գործընթաց է՝ համաձայն RoHS դիրեկտիվի պահանջների: OSP-ն Organic Solderability Preservatives-ի հապավումն է, որը հայտնի է նաև որպես organic solderability preservatives, անգլերենում՝ նաև Preflux: Պարզ ասած՝ OSP-ն մաքուր, մերկ պղնձե մակերեսի վրա քիմիապես աճեցված օրգանական մաշկային թաղանթ է: Այս թաղանթը դիմացկուն է օքսիդացման, ջերմային ցնցման և խոնավության նկատմամբ, որպեսզի նորմալ միջավայրում պղնձի մակերեսը չժանգոտվի (օքսիդացում կամ վուլկանացում և այլն): Սակայն հետագա բարձր ջերմաստիճանի եռակցման դեպքում այս պաշտպանիչ թաղանթը պետք է հեշտությամբ և արագ հեռացվի հոսքի միջոցով, որպեսզի մաքուր պղնձե մակերեսը կարողանա անմիջապես միանալ հալված զոդանյութին շատ կարճ ժամանակում և դառնալ ամուր զոդանյութ:
Առավելություններ՝ Գործընթացը պարզ է, մակերեսը շատ հարթ է, հարմար է անօքտան եռակցման և SMT-ի համար: Հեշտ է վերամշակել, հարմար է արտադրական շահագործման համար, հարմար է հորիզոնական գծային աշխատանքի համար: Տախտակը հարմար է բազմակի մշակման համար (օրինակ՝ OSP+ENIG): Ցածր գին, էկոլոգիապես մաքուր:
Թերություններ՝ վերահոսող եռակցման քանակի սահմանափակում (բազմակի եռակցման հաստության դեպքում թաղանթը կքայքայվի, գործնականում 2 անգամ ավելի հաստությամբ, խնդիր չկա): Հարմար չէ սեղմման տեխնոլոգիայի, մետաղալարերի միացման համար: Տեսողական հայտնաբերումը և էլեկտրական հայտնաբերումը հարմար չեն: SMT-ի համար անհրաժեշտ է N2 գազից պաշտպանություն: SMT վերամշակումը հարմար չէ: Բարձր պահպանման պահանջներ:
3, ամբողջ ափսեը պատված է նիկելապատ ոսկեզօծմամբ
Նիկելապատումը PCB մակերեսի հաղորդչի պատումն է, որը նախ պատվում է նիկելի շերտով, ապա ոսկե շերտով։ Նիկելապատումը հիմնականում նախատեսված է ոսկու և պղնձի միջև դիֆուզիան կանխելու համար։ Կան էլեկտրոլիզացված նիկելապատման երկու տեսակ՝ փափուկ ոսկեպատում (մաքուր ոսկի, ոսկե մակերեսը պայծառ տեսք չունի) և կոշտ ոսկեպատում (հարթ և կոշտ մակերեսով, մաշվածությանը դիմացկուն, պարունակում է այլ տարրեր, ինչպիսիք են կոբալտը, ոսկե մակերեսը պայծառ տեսք ունի)։ Փափուկ ոսկին հիմնականում օգտագործվում է ոսկե մետաղալարերի չիպերի փաթեթավորման համար։ Կարծր ոսկին հիմնականում օգտագործվում է չեռակցված էլեկտրական միացումներում։
Առավելություններ՝ Երկար պահպանման ժամկետ >12 ամիս։ Հարմար է կոնտակտային անջատիչի նախագծման և ոսկե մետաղալարերի միացման համար։ Հարմար է էլեկտրական փորձարկումների համար։
Թերություն՝ ավելի բարձր գին, ավելի հաստ ոսկի։ Էլեկտրական ծածկույթով պատված մատները պահանջում են լրացուցիչ նախագծային հաղորդունակություն մետաղալարերի համար։ Քանի որ ոսկու հաստությունը հաստատուն չէ, եռակցման համար կիրառվելիս այն կարող է առաջացնել եռակցման միացման փխրունություն՝ չափազանց հաստ ոսկու պատճառով, ինչը կազդի ամրության վրա։ Էլեկտրական ծածկույթով պատված մակերեսի միատարրության խնդիր։ Էլեկտրական ծածկույթով պատված նիկել ոսկին չի ծածկում մետաղալարի եզրը։ Հարմար չէ ալյումինե մետաղալարերի միացման համար։
4. Ոսկիի խորտակում
Ընդհանուր գործընթացը հետևյալն է. թթու մաքրում –> միկրոկոռոզիա –> նախնական լվացում –> ակտիվացում –> էլեկտրոլիտազուրկ նիկելապատում –> քիմիական ոսկու լվացում։ Գործընթացում կա 6 քիմիական բաք, որոնք ներառում են գրեթե 100 տեսակի քիմիական նյութեր, և գործընթացն ավելի բարդ է։
Խորտակվող ոսկին պղնձի մակերեսին փաթաթված է հաստ, էլեկտրականորեն լավ նիկել-ոսկու համաձուլվածքով, որը կարող է երկար ժամանակ պաշտպանել տպատախտակը։ Բացի այդ, այն նաև ունի շրջակա միջավայրի նկատմամբ դիմադրողականություն, որը չունեն մակերեսային մշակման այլ գործընթացները։ Բացի այդ, խորտակվող ոսկին կարող է նաև կանխել պղնձի լուծարումը, ինչը կնպաստի կապար չպարունակող հավաքմանը։
Առավելություններ՝ հեշտ չէ օքսիդացնել, կարող է երկար ժամանակ պահվել, մակերեսը հարթ է, հարմար է մանր ճեղքերով քորոցների և փոքր եռակցման միացումներով բաղադրիչների եռակցման համար: Նախընտրելի է կոճակներով PCB տախտակը (օրինակ՝ բջջային հեռախոսի տախտակ): Վերահոսող եռակցումը կարող է կրկնվել մի քանի անգամ՝ առանց եռակցման ունակության մեծ կորստի: Այն կարող է օգտագործվել որպես COB (Chip On Board) լարերի հիմնական նյութ:
Թերություններ՝ բարձր գին, վատ եռակցման ամրություն, ոչ էլեկտրոլիզացված նիկելապատման գործընթացի օգտագործման պատճառով հեշտ է սև սկավառակի խնդիրներ ունենալ: Նիկելի շերտը ժամանակի ընթացքում օքսիդանում է, և երկարաժամկետ հուսալիությունը խնդիր է:
5. Խորտակվող անագ
Քանի որ բոլոր ժամանակակից զոդանյութերը պատրաստված են անագի հիման վրա, անագի շերտը կարող է համապատասխանել ցանկացած տեսակի զոդանյութի: Անագի խորտակման գործընթացը կարող է առաջացնել հարթ պղինձ-անագ մետաղական միջմետաղական միացություններ, ինչը խորտակվող անագին նույնքան լավ զոդելիություն է հաղորդում, որքան տաք օդի հարթեցման դեպքում՝ առանց տաք օդի հարթեցման հետ կապված գլխացավանքի։ Անագե թիթեղը չի կարող երկար պահվել, և հավաքումը պետք է իրականացվի անագի խորտակման հերթականության համաձայն։
Առավելություններ՝ Հարմար է հորիզոնական գծային արտադրության համար: Հարմար է բարակ գծային մշակման համար, հարմար է անօքտան եռակցման համար, հատկապես հարմար է սեղմման տեխնոլոգիայի համար: Շատ լավ հարթություն, հարմար է SMT-ի համար:
Թերություններ. Անագե բեղիկների աճը վերահսկելու համար անհրաժեշտ են լավ պահպանման պայմաններ, ցանկալի է ոչ ավելի, քան 6 ամիս: Հարմար չէ կոնտակտային անջատիչի նախագծման համար: Արտադրության գործընթացում եռակցման դիմադրության թաղանթը համեմատաբար բարձր է, հակառակ դեպքում դա կհանգեցնի եռակցման դիմադրության թաղանթի ընկնելուն: Բազմակի եռակցման համար լավագույնն է N2 գազից պաշտպանությունը: Էլեկտրական չափումը նույնպես խնդիր է:
6. Սուզվող արծաթ
Արծաթի խորասուզման գործընթացը տեղի է ունենում օրգանական ծածկույթի և էլեկտրոնիկելապատման/ոսկեգույն ծածկույթի միջև, գործընթացը համեմատաբար պարզ և արագ է։ Նույնիսկ ջերմության, խոնավության և աղտոտվածության ազդեցության տակ արծաթը դեռևս կարողանում է պահպանել լավ եռակցելիությունը, բայց կորցնում է իր փայլը։ Արծաթապատումը չունի էլեկտրոնիկելապատման/ոսկեգույն ծածկույթի լավ ֆիզիկական ամրությունը, քանի որ արծաթի շերտի տակ նիկել չկա։
Առավելություններ՝ Պարզ գործընթաց, հարմար է անօքտան եռակցման, SMT-ի համար: Շատ հարթ մակերես, ցածր գին, հարմար է շատ նուրբ գծերի համար:
Թերություններ՝ բարձր պահպանման պահանջներ, հեշտ աղտոտվող։ Եռակցման ամրությունը հակված է խնդիրների (միկրոխոռոչի խնդիր)։ Եռակցման դիմադրության թաղանթի տակ հեշտ է առաջացնել էլեկտրամիգրացիայի երևույթ և Ջավանիի խայթոցի երևույթ։ Էլեկտրական չափումը նույնպես խնդիր է։
7, քիմիական նիկել-պալադիում
Ոսկու նստվածքի համեմատ, նիկելի և ոսկու միջև կա պալադիումի լրացուցիչ շերտ, և պալադիումը կարող է կանխել փոխարինման ռեակցիայի հետևանքով առաջացող կոռոզիայի երևույթը և լիարժեք նախապատրաստություն ապահովել ոսկու նստվածքի համար։ Ոսկին խիտ պատված է պալադիումով, ինչը ապահովում է լավ շփման մակերես։
Առավելություններ՝ Հարմար է անօքտան եռակցման համար։ Շատ հարթ մակերես, հարմար է SMT-ի համար։ Անցքերը կարող են լինել նաև նիկելապատ ոսկուց։ Երկար պահպանման ժամկետ, պահպանման պայմանները խիստ չեն։ Հարմար է էլեկտրական փորձարկումների համար։ Հարմար է անջատիչ կոնտակտային նախագծման համար։ Հարմար է ալյումինե մետաղալարերի միացման համար, հարմար է հաստ թիթեղի համար, ուժեղ դիմադրություն շրջակա միջավայրի ազդեցությանը։
8. Կարծր ոսկու էլեկտրոլիտիկ ծածկույթ
Արտադրանքի մաշվածության դիմադրությունը բարելավելու համար ավելացրեք տեղադրման և հեռացման քանակը, ինչպես նաև կոշտ ոսկու էլեկտրոլիտիկ ծածկույթը։
ՊԽՄ մակերեսային մշակման գործընթացի փոփոխությունները շատ մեծ չեն, թվում է, թե դա համեմատաբար հեռավոր բան է, բայց պետք է նշել, որ երկարաժամկետ դանդաղ փոփոխությունները կհանգեցնեն մեծ փոփոխությունների: Շրջակա միջավայրի պաշտպանության կոչերի աճի դեպքում, ՊԽՄ մակերեսային մշակման գործընթացը անպայման կտրուկ կփոխվի ապագայում:
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-05-2023
