Mūsdienās, kad elektroniskās ierīces turpina attīstīties miniaturizācijas un augstas veiktspējas virzienā, shēmas plates kā elektronisko sistēmu galvenā nesēja veiktspēja tieši ietekmē iekārtu kopējo darbības kvalitāti. Arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta shēmas plates pārklājuma tehnoloģijai, kas ir svarīgs līdzeklis shēmas plates veiktspējas uzlabošanai. Tai ir galvenā loma stabilas darbības nodrošināšanā un elektronisko ierīču kalpošanas laika pagarināšanā, pārklājot shēmas plates virsmu ar vienu vai vairākām plānām specifisku materiālu kārtiņām, piešķirot shēmas platei jaunas funkcionālās īpašības, piemēram, paaugstinātu vadītspēju, uzlabotu oksidācijas pretestību un uzlabotu lodējamību.
1, shēmas plates pārklājuma mērķis un nozīme
(1) Aizsargājiet shēmas plates no vides erozijas
Izmantojot shēmas plates, tās saskarsies ar dažādiem sarežģītiem vides faktoriem, piemēram, mitru gaisu, korozīvām gāzēm, putekļiem utt. Šie faktori pakāpeniski noārdīs shēmas plates virsmas metāla līnijas, izraisot vara folijas oksidāciju, līniju koroziju un galu galā ķēdes atteices. Pārklājums var veidot blīvu aizsargplēvi uz shēmas plates virsmas, efektīvi izolējot tiešu kontaktu starp ārējo vidi un shēmas plati un palēninot metāla oksidācijas un korozijas ātrumu. Piemēram, skarbos apstākļos, piemēram, piekrastes zonās vai ķīmisko uzņēmumu tuvumā, pārklājumu shēmas plates var kalpot vairākas reizes ilgāk nekā nepārklātas shēmas plates.
(2) Uzlabojiet shēmas plates elektrisko veiktspēju
Dažiem pārklājuma materiāliem ir laba vadītspēja. Pārklājot shēmas plates virsmu ar šiem materiāliem, var samazināt ķēdes pretestību, kā arī uzlabot signāla pārraides efektivitāti un stabilitāti. Augstas-frekvences shēmās signāla pārraides ātrums ir ātrs un frekvence augsta, tādēļ ķēdei ir nepieciešama ārkārtīgi augsta pretestība. Atbilstošs pārklājums var optimizēt ķēdes pretestības raksturlielumus, samazināt signāla atstarošanu un zudumus, kā arī nodrošināt kvalitatīvu augstfrekvences signālu- pārraidi. Turklāt dažiem pārklājumiem ir arī izolācijas īpašības, kas var veidot izolācijas slāni uz shēmas plates, izolēt līnijas ar dažādu potenciālu, novērst īssavienojumus un vēl vairāk uzlabot shēmas plates elektrisko uzticamību.
(3) Uzlabojiet shēmas plates lodējamību
Laba lodējamība ir atslēga, lai nodrošinātu drošu savienojumu starp elektroniskajiem komponentiem un shēmas platēm shēmas plates montāžas procesā. Tomēr oksidēšanās, piesārņojums un citas shēmas plates virsmas problēmas var samazināt tās lodējamību, izraisot tādus defektus kā slikta lodēšana un virtuālā lodēšana. Pārklājums var noņemt oksīdus no shēmas plates virsmas, veidojot viegli lodējamu virsmas slāni, uzlabojot lodēšanas un shēmas plates mitrināšanu un sasaisti, padarot lodēšanas procesu vienmērīgāku un uzlabojot montāžas efektivitāti un produktu kvalitāti.
2, izplatītākie shēmas plates pārklājuma veidi
(1) Ķīmiskā niķeļa apzeltīšana
Ķīmiskā niķeļa apzeltīšana ir viens no plaši izmantotajiem pārklājuma procesiem pašreizējā shēmas plates nozarē. Šis process vispirms uz shēmas plates virsmas uzklāj niķeļa slāni, izmantojot ķīmisku pārklājumu, kura biezums parasti ir no 3 līdz 5 μm. Niķeļa slānim ir laba nodilumizturība un izturība pret koroziju, kas var nodrošināt shēmas plates iepriekšēju aizsardzību. Tikmēr niķeļa slāņa klātbūtne var novērst vara izkliedēšanu zelta slānī, izvairoties no krāsas maiņas un zelta slāņa veiktspējas pasliktināšanās. Virs niķeļa slāņa pārvietošanas reakcijas rezultātā tiek nogulsnēts zelta slānis, kura biezums parasti svārstās no 0,05 līdz 0,1 μm. Zelta slānim ir lieliska oksidācijas izturība, vadītspēja un metināmība, kas var efektīvi aizsargāt niķeļa slāni. Elektronisko komponentu lodēšanas procesā zelta slānis var ātri izšķīst lodēt, panākot labus lodēšanas rezultātus. Bezelektroniskā niķeļa apzeltīšanas process ir piemērots shēmas platēm, kurām nepieciešams augsts virsmas līdzenums, lodējamība un uzticamība, piemēram, datoru mātesplatēm, mobilo tālruņu shēmas plates utt.
(2) Ķīmiskā niķeļa pallādija pārklājums
Ķīmiskais niķeļa pallādija pārklājuma process ir izstrādāts, pamatojoties uz ķīmisko niķeļa apzeltīšanas procesu. Salīdzinot ar ENIG procesu, tas pievieno pallādija slāni starp niķeļa slāni un zelta slāni, kura biezums parasti svārstās no 0,05 līdz 0,1 μm. Palādija slāņa pievienošana var efektīvi nomākt "melnā diska" parādības rašanos. "Melnā diska" parādība attiecas uz nevienmērīgu fosfora saturu niķeļa slāņa virsmā vai ķīmisko reakciju starp niķeļa slāni un zelta slāni augstā temperatūrā un augsta mitruma vidē ENIG tehnoloģijā, kas izraisa niķeļa slāņa virsmas melnu, tādējādi ietekmējot shēmas plates lodēšanas veiktspēju un uzticamību. Palādija slānis ENEPIG procesā var novērst nevēlamas reakcijas starp niķeli un zeltu, uzlabojot pārklājuma stabilitāti un uzticamību. Šis process ir piemērots jomām, kurās nepieciešama ārkārtīgi augsta uzticamība, piemēram, kosmosa, medicīnas aprīkojuma utt.
(3) Organiskās lodēšanas aizsargplēve
Organiskās lodēšanas aizsargplēve ir pārklāšanas process, kas pārklāj organiskās plānas plēves uz shēmas plates virsmas. OSP plēves biezums ir ļoti plāns, parasti no 0,2 līdz 0,5 μm. Tas ar ķīmiskām metodēm veido caurspīdīgu organisku plēvi uz vara virsmas, kas var aizsargāt varu no oksidēšanās uz noteiktu laiku un var ātri sadalīties metināšanas laikā, neietekmējot metināšanas efektu. OSP tehnoloģijai ir zemu izmaksu, vienkārša procesa un vides aizsardzības priekšrocības, un tā ir piemērota shēmas platēm, kas ir jutīgas pret izmaksām un kurām ir noteiktas prasības lodēšanai, piemēram, shēmas plates plaša patēriņa elektronikā, parastās sadzīves tehnikas un citās jomās. Tomēr OSP plēves antioksidanta spēja ir salīdzinoši vāja, un tās uzglabāšanas laiks ir ierobežots. Parasti metināšana un montāža jāpabeidz īsā laika periodā pēc pārklājuma.
(4) Sudraba ķīmiskā izgulsnēšana
Sudraba nogulsnēšanas procesā uz shēmas plates virsmas tiek nogulsnēts plāns sudraba slānis, izmantojot pārvietošanas reakciju. Sudraba slānim ir lieliska vadītspēja (otrajā vietā pēc zelta) un lodējamība, kas var efektīvi samazināt līnijas pretestību un uzlabot signāla pārraides veiktspēju. Tomēr sudraba slāņa ķīmiskā stabilitāte ir vāja un pakļauta oksidēšanai vai sērošanai, tāpēc bieži vien ir nepieciešams uzklāt organiskos aizsarglīdzekļus vai veikt apstrādi ar zelta iegremdēšanu, lai pagarinātu tā kalpošanas laiku. Šis process ir piemērots augstas-frekvences shēmām (piemēram, 5G un satelītu sakaru iekārtām), taču ir nepieciešama rūpīga projektēšana vidē ar augstu mitruma/augsta sēra saturu, lai izvairītos no sudraba migrācijas vai korozijas.
3, shēmas plates pārklāšanas process
(1) Iepriekšēja apstrāde
Iepriekšēja apstrāde ir shēmas plates pārklājuma pamatdarbība, kuras mērķis ir noņemt piemaisījumus, piemēram, eļļu, oksīdus, putekļus utt., no shēmas plates virsmas, lai panāktu tīru un aktivizētu stāvokli un nodrošinātu labu pamatu turpmākajiem pārklāšanas procesiem. Iepriekšēja apstrāde parasti ietver tādus procesus kā eļļas noņemšana, mikrokodināšana, mazgāšana ar skābi un mazgāšana ar ūdeni. Attaukošanas procesā izmanto sārmainus vai organiskus šķīdinātājus, lai noņemtu eļļas traipus no shēmas plates virsmas; Mikrokodināšanas process ķīmiskās korozijas rezultātā noņem oksīda slāni un nelielas šķembas uz shēmas plates virsmas, palielina virsmas raupjumu un uzlabo saķeri starp pārklājumu un shēmas plati; Kodināšanas procesu izmanto, lai tālāk noņemtu oksīdus no metāla virsmas un regulētu virsmas skābumu vai sārmainību; Ūdens mazgāšanas process tiek izmantots, lai notīrītu un noņemtu ķīmisko reaģentu atlikumus no iepriekšējām darbībām.
(2) Pārklājums
Atbilstoši dažādiem pārklājuma veidiem pārklāšanai tiek izmantoti atbilstoši pārklāšanas procesi. Kā piemēru ņemot bezelektronisko niķeļa pārklājumu, pēc priekšapstrādes pabeigšanas shēmas plate tiek iegremdēta bezelektroniskā niķeļa pārklājuma šķīdumā, kas satur niķeļa sāļus, reducētājus, helātus veidojošos līdzekļus un citus komponentus. Piemērotos temperatūras (parasti 80–90 grādi) un pH (parasti 4,5–5,5) apstākļos niķeļa jonus samazina reducējošais līdzeklis uz shēmas plates virsmas, nogulsnējot niķeļa slāni. Kad niķeļa pārklājums ir pabeigts, pārnesiet shēmas plati uz apzeltīšanas šķīdumu un uz niķeļa slāņa virsmas uzklājiet zelta slāni, izmantojot pārvietošanas reakciju. Pārklāšanas procesā ir stingri jākontrolē procesa parametri, piemēram, šķīduma sastāvs, temperatūra, pH vērtība un laiks, lai nodrošinātu, ka pārklājuma biezums, viendabīgums un kvalitāte atbilst prasībām.
(3) Pēcapstrāde
Pēcapstrāde galvenokārt ietver tādus procesus kā mazgāšana ar ūdeni, žāvēšana un testēšana. Ūdens mazgāšana tiek izmantota, lai noņemtu pārklājuma šķīdumu un ķīmisko reaģentu atlikumus uz shēmas plates virsmas, lai novērstu to nelabvēlīgo ietekmi uz shēmu plates veiktspēju; Žāvēšana ir mitruma noņemšanas process no shēmas plates virsmas, lai novērstu atlikušā mitruma rūsēšanu vai citas kvalitātes problēmas; Testēšanas procesā vispusīgi tiek novērtēta pārklājuma kvalitāte, izmantojot dažādas testēšanas metodes, piemēram, vizuālu pārbaudi, plēves biezuma mērīšanu, lodēšanas testēšanu, vadītspējas pārbaudi utt., lai nodrošinātu pārklājuma shēmas plates atbilstību konstrukcijas prasībām un lietošanas standartiem.