Hari ini, apabila peranti elektronik terus berkembang ke arah pengecilan dan prestasi tinggi, prestasi papan litar, sebagai pembawa teras sistem elektronik, secara langsung mempengaruhi kualiti operasi keseluruhan peralatan. Teknologi salutan papan litar, sebagai cara penting untuk meningkatkan prestasi papan litar, semakin mendapat perhatian. Ia memainkan peranan penting dalam memastikan operasi yang stabil dan memanjangkan hayat perkhidmatan peranti elektronik dengan menutup permukaan papan litar dengan satu atau lebih filem nipis bahan tertentu, memberikan papan litar dengan ciri fungsi baharu seperti kekonduksian yang dipertingkatkan, rintangan pengoksidaan yang lebih baik dan kebolehmaterian yang lebih baik.
1, Tujuan dan kepentingan salutan papan litar
(1) Lindungi papan litar daripada hakisan alam sekitar
Semasa penggunaan papan litar, mereka akan menghadapi pelbagai faktor persekitaran yang kompleks, seperti udara lembap, gas menghakis, habuk, dan lain-lain. Faktor ini secara beransur-ansur akan menghakis garisan logam pada permukaan papan litar, menyebabkan pengoksidaan kerajang tembaga, kakisan talian, dan akhirnya membawa kepada kegagalan litar. Salutan boleh membentuk filem pelindung padat pada permukaan papan litar, dengan berkesan mengasingkan sentuhan langsung antara persekitaran luaran dan papan litar, dan memperlahankan kadar pengoksidaan logam dan kakisan. Contohnya, dalam persekitaran yang keras seperti kawasan pantai atau sekitar syarikat kimia, papan litar bersalut boleh mempunyai jangka hayat beberapa kali lebih lama daripada papan litar tidak bersalut.
(2) Meningkatkan prestasi elektrik papan litar
Sesetengah bahan salutan mempunyai kekonduksian yang baik. Dengan menyalut permukaan papan litar dengan bahan-bahan ini, rintangan litar dapat dikurangkan, dan kecekapan dan kestabilan penghantaran isyarat dapat ditingkatkan. Dalam litar frekuensi tinggi-, kelajuan penghantaran isyarat adalah pantas dan frekuensi tinggi, memerlukan padanan impedans yang sangat tinggi bagi litar. Salutan yang sesuai boleh mengoptimumkan ciri impedans litar, mengurangkan pantulan dan kehilangan isyarat serta memastikan penghantaran-kualiti tinggi bagi isyarat frekuensi-tinggi. Di samping itu, beberapa lapisan juga mempunyai sifat penebat, yang boleh membentuk lapisan penebat pada papan litar, mengasingkan garisan dengan potensi yang berbeza, mencegah litar pintas, dan meningkatkan lagi kebolehpercayaan elektrik papan litar.
(3) Meningkatkan kebolehmaterian papan litar
Kebolehpaterian yang baik adalah kunci untuk memastikan sambungan yang boleh dipercayai antara komponen elektronik dan papan litar semasa proses pemasangan papan litar. Walau bagaimanapun, pengoksidaan, pencemaran dan isu lain pada permukaan papan litar boleh mengurangkan kebolehmateriannya, yang membawa kepada kecacatan seperti pematerian yang lemah dan pematerian maya. Salutan boleh mengeluarkan oksida dari permukaan papan litar, membentuk lapisan permukaan yang mudah dipateri, meningkatkan pembasahan dan ikatan antara pateri dan papan litar, menjadikan proses pematerian lebih lancar, dan meningkatkan kecekapan pemasangan dan kualiti produk.
2, jenis biasa salutan papan litar
(1) Penyaduran emas nikel kimia
Penyaduran emas nikel kimia adalah salah satu proses salutan yang digunakan secara meluas dalam industri papan litar semasa. Proses ini mula-mula mendepositkan lapisan nikel pada permukaan papan litar melalui penyaduran kimia, dengan ketebalan umumnya antara 3-5 μ m. Lapisan nikel mempunyai rintangan haus yang baik dan rintangan kakisan, yang boleh memberikan perlindungan awal untuk papan litar. Sementara itu, kehadiran lapisan nikel boleh menghalang kuprum daripada meresap ke dalam lapisan emas, mengelakkan perubahan warna dan kemerosotan prestasi lapisan emas. Di atas lapisan nikel, lapisan emas didepositkan melalui tindak balas anjakan, dengan ketebalan biasanya antara 0.05 hingga 0.1 μ m. Lapisan emas mempunyai rintangan pengoksidaan, kekonduksian, dan kebolehkimpalan yang sangat baik, yang boleh melindungi lapisan nikel dengan berkesan. Semasa proses pematerian komponen elektronik, lapisan emas dengan cepat boleh larut dalam pateri, mencapai hasil pematerian yang baik. Proses penyaduran emas nikel tanpa elektro sesuai untuk papan litar yang memerlukan kerataan permukaan yang tinggi, kebolehpaterian dan kebolehpercayaan, seperti papan induk komputer, papan litar telefon mudah alih, dsb.
(2) Penyaduran paladium nikel kimia
Proses penyaduran nikel paladium kimia dibangunkan berdasarkan proses penyaduran emas nikel kimia. Berbanding dengan proses ENIG, ia menambah lapisan paladium di antara lapisan nikel dan lapisan emas, dengan ketebalan umumnya antara 0.05-0.1 μm. Penambahan lapisan paladium secara berkesan dapat menyekat kejadian fenomena "cakera hitam". Fenomena "cakera hitam" merujuk kepada kandungan fosforus yang tidak sekata pada permukaan lapisan nikel atau tindak balas kimia antara lapisan nikel dan lapisan emas dalam persekitaran suhu tinggi dan kelembapan tinggi dalam teknologi ENIG, yang menyebabkan permukaan lapisan nikel menjadi hitam, sekali gus menjejaskan prestasi pematerian dan kebolehpercayaan papan litar. Lapisan paladium dalam proses ENEPIG boleh menghalang tindak balas buruk antara nikel dan emas, meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan salutan. Proses ini sesuai untuk bidang yang memerlukan kebolehpercayaan yang sangat tinggi, seperti aeroangkasa, peralatan perubatan, dsb.
(3) Filem pelindung kebolehmaterian organik
Filem pelindung kebolehmaterian organik ialah proses salutan yang menyalut filem nipis organik pada permukaan papan litar. Ketebalan filem OSP sangat nipis, biasanya antara 0.2-0.5 μm. Ia membentuk filem organik telus pada permukaan tembaga melalui kaedah kimia, yang boleh melindungi kuprum daripada pengoksidaan untuk tempoh masa tertentu, dan boleh cepat terurai semasa kimpalan tanpa menjejaskan kesan kimpalan. Teknologi OSP mempunyai kelebihan kos rendah, proses mudah, dan perlindungan alam sekitar, dan sesuai untuk papan litar yang sensitif kos dan mempunyai keperluan tertentu untuk kebolehpaterian, seperti papan litar dalam elektronik pengguna, peralatan rumah biasa dan bidang lain. Walau bagaimanapun, kapasiti antioksidan filem OSP agak lemah, dan masa penyimpanannya terhad. Secara amnya, kimpalan dan pemasangan perlu disiapkan dalam tempoh yang singkat selepas salutan.
(4) Pemendakan kimia perak
Proses pemendapan perak memendapkan lapisan nipis perak pada permukaan papan litar melalui tindak balas sesaran. Lapisan perak mempunyai kekonduksian yang sangat baik (kedua selepas emas) dan kebolehpaterian, yang boleh mengurangkan rintangan talian dengan berkesan dan meningkatkan prestasi penghantaran isyarat. Walau bagaimanapun, kestabilan kimia lapisan perak adalah lemah dan terdedah kepada pengoksidaan atau sulfurisasi, jadi selalunya perlu menggunakan agen pelindung organik atau melakukan rawatan rendaman emas untuk memanjangkan jangka hayatnya. Proses ini sesuai untuk litar-berfrekuensi tinggi (seperti 5G dan peralatan komunikasi satelit), tetapi reka bentuk yang teliti diperlukan dalam persekitaran kelembapan tinggi/sulfur tinggi untuk mengelakkan penghijrahan perak atau kakisan.
3, Proses menyalut papan litar
(1) Pra pemprosesan
Rawatan pra adalah langkah asas salutan papan litar, yang bertujuan untuk menghilangkan kekotoran seperti minyak, oksida, habuk, dan lain-lain pada permukaan papan litar, untuk mencapai keadaan bersih dan diaktifkan, dan menyediakan asas yang baik untuk proses salutan seterusnya. Pra rawatan biasanya termasuk proses seperti penyingkiran minyak, goresan mikro, pencucian asid dan pencucian air. Proses nyahgris menggunakan pelarut alkali atau organik untuk menghilangkan kotoran minyak dari permukaan papan litar; Proses goresan mikro menghilangkan lapisan oksida dan burr sedikit pada permukaan papan litar melalui kakisan kimia, meningkatkan kekasaran permukaan, dan meningkatkan lekatan antara salutan dan papan litar; Proses penjerukan digunakan untuk mengeluarkan lagi oksida daripada permukaan logam dan melaraskan keasidan permukaan atau kealkalian; Proses mencuci air digunakan untuk membersihkan dan membuang sisa reagen kimia daripada langkah sebelumnya.
(2) Salutan
Mengikut jenis salutan yang berbeza, proses salutan yang sepadan digunakan untuk salutan. Mengambil penyaduran nikel tanpa elektro sebagai contoh, selepas melengkapkan pra{1}}rawatan, papan litar direndam dalam larutan penyaduran nikel tanpa elektro yang mengandungi garam nikel, agen pengurangan, agen pengkelat dan komponen lain. Di bawah keadaan suhu yang sesuai (biasanya 80-90 darjah ) dan pH (biasanya 4.5-5.5), ion nikel dikurangkan oleh agen pengurangan pada permukaan papan litar, mendepositkan lapisan nikel. Selepas penyaduran nikel selesai, pindahkan papan litar ke larutan penyaduran emas dan letakkan lapisan emas pada permukaan lapisan nikel melalui tindak balas anjakan. Semasa proses salutan, adalah perlu untuk mengawal ketat parameter proses seperti komposisi larutan, suhu, nilai pH, dan masa untuk memastikan bahawa ketebalan, keseragaman, dan kualiti salutan memenuhi keperluan.
(3) Pasca pemprosesan
Rawatan selepas terutamanya termasuk proses seperti mencuci air, pengeringan, dan ujian. Pencucian air digunakan untuk mengeluarkan larutan salutan sisa dan reagen kimia pada permukaan papan litar, untuk mengelakkan kesan buruknya terhadap prestasi papan litar; Pengeringan ialah proses mengeluarkan lembapan dari permukaan papan litar untuk mengelakkan sisa kelembapan daripada menyebabkan karat atau isu kualiti lain; Proses ujian secara komprehensif menilai kualiti salutan melalui pelbagai kaedah ujian, seperti pemeriksaan visual, pengukuran ketebalan filem, ujian kebolehmaterian, ujian kekonduksian, dsb., untuk memastikan papan litar bersalut memenuhi keperluan reka bentuk dan piawaian penggunaan.