Iespiedshēmas plates veiktspējas stabilitāte kā signāla pārraides un komponentu savienojuma galvenais nesējs tieši ietekmē iekārtas darbības kvalitāti. Tomēr metālu materiāli iespiedshēmu platēs, īpaši vara vadi, ir pakļauti ķīmiskām reakcijām ar skābekli gaisā, izraisot oksidēšanos. Oksidētām iespiedshēmu platēm var rasties tādas problēmas kā palielināta ķēdes pretestība un samazināta lodējamība, un smagos gadījumos var pat izraisīt ķēdes pārtraukumus. Tāpēc zinātniski efektīvu pasākumu veikšana, lai novērstu iespiedshēmas plates oksidēšanos, ir kļuvusi par svarīgu saikni elektronisko ierīču uzticamības nodrošināšanā.
1, iespiedshēmas plates oksidācijas principu un risku analīze
iespiedshēmas plates oksidēšana būtībā ir ķīmiska reakcija starp metāla materiāliem un vielām, piemēram, skābekli un mitrumu. Kā piemēru ņemot varu, mitrā vidē varš vispirms reaģē ar skābekli, veidojot vara oksīdu, kas tālāk savienojas ar oglekļa dioksīdu un ūdeni gaisā, veidojot pamata vara karbonātu. Šis oksidācijas process ne tikai maina metāla virsmas fizikālās un ķīmiskās īpašības, bet arī bojā metāla kristālisko struktūru mikroskopiskā līmenī, izraisot vadītspējas samazināšanos. Precīzai iespiedshēmas plates shēmām nelielas pretestības izmaiņas, ko izraisa oksidēšana, var izraisīt signāla kropļojumus, aizkavi un citas problēmas augstas-frekvences signālu pārraidē; Metināšanas procesā oksīda slānis kavēs lodmetāla un metāla infiltrāciju, izraisot metināšanas defektus, piemēram, virtuālo metināšanu un auksto metināšanu, un samazinot izstrādājuma kvalifikācijas līmeni.
2, optimizējiet virsmas apstrādes procesu
(1) Ķīmiskā niķeļa apzeltīšana
Bezvadu niķeļa apzeltīšanas process ir plaši izmantota metode, lai novērstu iespiedshēmas plates oksidēšanos. Šis process vispirms uz iespiedshēmas plates virsmas uzklāj vienmērīgu niķeļa slāni, kura biezums parasti ir 3-5 mikroni. Niķeļa slānim ir laba ķīmiskā stabilitāte, un tas var efektīvi izolēt kontaktu starp skābekli un pamatā esošo varu; Pēc tam uz niķeļa slāņa virsmas tiek uzklāts zelta slānis, kura biezums ir aptuveni 0,05–0,1 mikrons. Zelta ķīmiskās īpašības ir ārkārtīgi stabilas un gandrīz nereaģē ar skābekli, vēl vairāk pastiprinot aizsargājošo efektu. Iespiedshēmas plates virsma, kas apstrādāta ar bezelektroniskā niķeļa apzeltījumu, ir plakana un gluda, ar lielisku lodējamību, piemērota elektroniskiem izstrādājumiem ar augstām uzticamības prasībām, piemēram, sakaru bāzes staciju iekārtām, medicīnas elektroniskajiem instrumentiem u.c. Tomēr šim procesam ir salīdzinoši augstas izmaksas un stingras prasības apšuvuma šķīduma sastāva un procesa parametru kontrolei. Nepareiza darbība var izraisīt neparastu fosfora saturu niķeļa slānī un nevienmērīgu zelta slāņa biezumu.
(2) Organiskais lodēšanas aizsarglīdzeklis
Organiskais lodēšanas aizsarglīdzeklis ir plāns organiskās aizsargplēves slānis, kas veidojas uz iespiedshēmas plates vara virsmas un kura biezums ir tikai 0,2-0,5 mikroni. Šī aizsargplēve var efektīvi nomākt vara oksidāciju, neietekmējot saikni starp lodmetālu un varu metināšanas laikā. OSP tehnoloģija ir vienkārša, rentabla{4}} un piemērota augsta blīvuma iespiedshēmas plates vadiem, ko plaši izmanto plaša patēriņa elektronikas izstrādājumu, piemēram, viedtālruņu un planšetdatoru, shēmu platju ražošanā. Tomēr OSP plēves nodilumizturība un augstas temperatūras izturība ir salīdzinoši vāja. Uzglabāšanas un transportēšanas laikā jāpievērš uzmanība mitruma un skrāpējumu izturībai. Turklāt OSP plēves kalpošanas laiks ir ierobežots, un parasti ir ieteicams pabeigt metināšanu 7-10 dienu laikā pēc apstrādes.
(3) Karstā gaisa izlīdzināšana
Karstā gaisa izlīdzināšanas process ir iegremdēt iespiedshēmas plati izkausētā lodmetālā un pēc tam izmantot karstu gaisu, lai izpūstu lieko lodmetālu, lai lodēšana vienmērīgi pārklātu vara virsmu. Ar šo metodi veidotais lodēšanas slānis ir salīdzinoši biezs, kas var nodrošināt labu fizisko aizsardzību pret varu un bloķēt skābekļa invāziju. Tradicionālajā HASL procesā tiek izmantots svinu saturošs lodmetāls, kas vides prasību dēļ pakāpeniski ir aizstāts ar svinu nesaturošu HASL. Karstā gaisa izlīdzināšanas procesam ir zemas izmaksas un augsta ražošanas efektivitāte, un tas ir piemērots parastajām shēmas platēm, kurām nav stingru prasības virsmas līdzenumam. Tomēr šim procesam ir tādas problēmas kā slikts virsmas līdzenums un nepietiekams caurumu aizpildījums, un, attīstot elektroniskos produktus miniaturizācijas un precizitātes virzienā, HASL procesa pielietošana pakāpeniski tiek ierobežota.
3, aizsargpārklājuma uzklāšana
(1) Trīs izturīgs krāsas pārklājums
Trīs necaurlaidīga krāsa (mitruma-izturīga, pret pelējumu, pret sāls izsmidzināšanu) var veidot blīvu aizsargplēvi uz iespiedshēmas plates virsmas, izolējot skābekli, mitrumu un saskari ar shēmas plati. Visizplatītākie trīsizturīgo krāsu veidi ir poliuretāns, akrils, silikons utt. Poliuretāna trīsizturīgajai krāsai ir laba nodilumizturība un elastība, kas piemērota elektroniskām ierīcēm, kurām nepieciešama bieža vibrācija, piemēram, automobiļu elektronisko vadības bloku iespiedshēmas platei; Akrila trīsizturīgajai krāsai ir ātrs žūšanas ātrums un zemas izmaksas, un to parasti izmanto parastos plaša patēriņa elektronikas izstrādājumos; Organiskajai silīcija trīsizturīgajai krāsai ir lieliska augstas temperatūras izturība un izturība pret ķīmisko koroziju, un tā ir piemērota shēmas platēm, kas darbojas augstas -temperatūras vidēs, piemēram, iespiedshēmu plates rūpnieciskās vadības iekārtās. Uzklājot trīs izturīgu krāsu, iespiedshēmas plates antioksidanta kalpošanas laiku var ievērojami pagarināt, īpaši skarbos apstākļos, kur aizsargājošais efekts ir izteiktāks.
(2) Nano pārklājuma tehnoloģija
Nano pārklājuma tehnoloģija ir jauna veida aizsardzības metode, kas ir parādījusies pēdējos gados. Tajā tiek izmantotas nanomēroga materiālu īpašās īpašības, lai uz iespiedshēmu plates virsmas izveidotu vienmērīgu, īpaši plānu un augstas veiktspējas{2}} aizsargslāni. Piemēram, grafēna nanopārklājums ar lielisko ķīmisko stabilitāti un barjeras īpašībām var efektīvi bloķēt skābekļa un ūdens molekulu iekļūšanu, vienlaikus nodrošinot arī labu vadītspēju un siltuma izkliedi, kas var uzlabot iespiedshēmu plates vispārējo veiktspēju, vienlaikus novēršot oksidāciju. Nano pārklājumu izmantošana var ne tikai uzlabot iespiedshēmu plates antioksidantu spēju, bet arī uzlabot to nodilumizturību, anti-statiskās un citas īpašības, padarot tās piemērotas augstas klases elektroniskajiem izstrādājumiem, piemēram, kosmosa iekārtām un augstas veiktspējas serveru shēmas platēm.
4, Vides kontrole un uzglabāšanas vadība
(1) Ražošanas vides optimizācija
Vides temperatūras, mitruma un gaisa kvalitātes kontrole ir ļoti svarīga iespiedshēmas plates ražošanas procesā. Relatīvā mitruma kontrole ražošanas cehā 40% -60% un temperatūras uzturēšana 20-25 grādu līmenī var samazināt ūdens tvaiku kondensāciju uz iespiedshēmas plates virsmas un kavēt oksidācijas reakcijas. Vienlaikus uzstādiet gaisa attīrīšanas iekārtas, lai filtrētu gaisā esošās korozīvas vielas, piemēram, putekļus, sulfīdus, slāpekļa oksīdus utt., lai šīs vielas nepaātrinātu iespiedshēmas plates oksidēšanos. Augstas precizitātes iespiedshēmu plates ražošanai var izmantot bezputekļu darbnīcu, lai vēl vairāk uzlabotu vides tīrību.
(2) Uzglabāšanas un transportēšanas aizsardzība
Uzglabājot un transportējot iespiedshēmas plates, ir jāveic mitruma{0}}izturīgi un antioksidācijas pasākumi. Izmantojiet mitruma-necaurlaidīgus maisiņus, lai iepakotu iespiedshēmas plates un ievietotu maisos desikātus, piemēram, silikona žāvēšanas līdzekļus, lai absorbētu mitrumu; Ilgstoši uzglabātām iespiedshēmu platēm var izmantot vakuuma iepakojumu, lai tās izolētu no gaisa. Transportēšanas laikā izvairieties no stiprām vibrācijām un sadursmēm uz iespiedshēmas plates, nepieļaujiet virsmas aizsargslāņa bojājumus un pievērsiet uzmanību temperatūras un mitruma kontrolei transportēšanas vidē, lai nodrošinātu, ka iespiedshēmas plate vienmēr atrodas piemērotos uzglabāšanas apstākļos.