Themetāla apmales processir svarīgs līdzeklis shēmas plates veiktspējas uzlabošanai. Šajā procesā ap PCB malu tiek apvilkts metāla slānis, kas ne tikai uzlabo shēmas plates mehānisko izturību, bet arī uzlabo tās elektromagnētiskās ekranēšanas veiktspēju, izturību pret koroziju un siltuma izkliedes efektu. To plaši izmanto jomās ar stingrām veiktspējas prasībām, piemēram, kosmosa un sakaru iekārtās.
1, Metāla apmales procesa princips
The pcb metal edge wrapping process is based on the excellent physical properties of metal materials, and through specific processing methods, forms a continuous and dense metal layer at the edge of the pcb. The core principle is to use physical or chemical means to tightly bond metal with pcb substrate, forming strong chemical bonds or mechanical interlocking structures, thereby achieving effective protection and performance enhancement of pcb edges. The materials used for metal edging usually include copper, aluminum, stainless steel, etc. Different materials endow pcbs with different performance improvement directions. For example, copper edging focuses on enhancing conductivity and heat dissipation, while aluminum edging excels in lightweight and corrosion resistance.
2, Metāla apmales procesa plūsma
(1) PCB pirmapstrāde
Firstly, clean the pcb by using specialized cleaning agents to remove surface oil, dust, and oxide layers, ensuring that the edge areas are clean and free of impurities. For substrates that require special treatment, micro etching or roughening operations are also performed to form micro rough structures on the edge surface of the pcb through chemical etching, increasing the contact area between the metal and the substrate, thereby improving the adhesion of subsequent metal layers.
(2) Metāla slāņa sagatavošana
Galvanizācijas metode: šī ir izplatīta metode metāla apmales sagatavošanai. Iegremdējiet iepriekš apstrādāto PCB pārklājuma šķīdumā, kas satur metāla jonus, izmantojot PCB kā katodu. Apply an external current to cause the metal ions in the plating solution to migrate towards the edge of the pcb under the action of an electric field, and then reduce and deposit on the edge surface to form a metal layer. In the electroplating process, it is necessary to accurately control parameters such as current density, electroplating time, and electroplating solution temperature to ensure the uniformity and density of the metal layer thickness.
Ķīmiskās pārklāšanas metode: neizmantojot ārēju strāvu, tiek izmantots ķīmiskais reducētājs, lai ierosinātu redoksreakcijas uz PCB malas, ļaujot metāla joniem samazināties un nogulsnēties, veidojot metāla slāni paškatalīzē. Ķīmiskā pārklājuma metodei ir zemākas aprīkojuma prasības, un tā var panākt vienmērīgu pārklājumu uz neregulārām virsmām, taču ir stingri jākontrolē apšuvuma šķīduma stabilitāte un kalpošanas laiks.
Fiziskā tvaiku nogulsnēšanās: metālu atomi vai molekulas tiek nogulsnētas uz PCB malas, izmantojot fiziskus procesus, piemēram, iztvaikošanu un izsmidzināšanu vakuuma vidē. Metāla slānim, kas sagatavots ar PVD metodi, ir augsta tīrība, labs blīvums un spēcīga saķere ar substrātu, taču iekārtu izmaksas ir augstas un ražošanas efektivitāte ir salīdzinoši zema. To parasti izmanto īpašos PCB izstrādājumos ar īpaši augstām veiktspējas prasībām.
(3) Malu aptīšanas veidne
Pēc sākotnējās metāla slāņa uzklāšanas pabeigšanas metāla malu veido atbilstoši projektēšanas prasībām. Vienkāršai taisnleņķa apmalei lieko metālu var noņemt ar mehānisku griešanu vai štancēšanu, lai apmales mala būtu glīta. Sarežģītu formu malām, piemēram, lokiem, neregulārām formām utt., ir nepieciešams izmantot veidnes ekstrūzijai vai velmēšanai, lai nodrošinātu, ka metāla mala ir cieši pielīmēta pie PCB malas, vienlaikus sasniedzot projektēto formu un izmēru precizitāti.
(4) Pēcapstrāde
Veidotajai metāla apmalei ir jāveic virsmas apstrāde, lai vēl vairāk uzlabotu tā veiktspēju un izskatu. Izplatītas pēc-apstrādes metodes ietver pasivāciju, pārklājumu ar aizsargkrāsu utt. Pasivācijas apstrāde var veidot blīvu oksīda plēvi uz metāla virsmas, uzlabojot metāla izturību pret koroziju; Aizsargkrāsas uzklāšana var novērst metāla virsmu skrāpējumus un nodilumu, vienlaikus nodrošinot izolāciju un mitruma izturību. Visbeidzot, apstrādātajai PCB tiek veikta visaptveroša pārbaude, izmantojot vizuālu pārbaudi, metalogrāfisko mikroskopa novērošanu, biezuma mērīšanu un citas metodes, lai nodrošinātu, ka metāla apmales kvalitāte atbilst procesa standartiem.
3, Metāla apmales procesa galveno parametru kontrole
(1) Metāla slāņa biezums
Metāla slāņa biezums tieši ietekmē apmales veiktspēju. Plāni metāla slāņi var nenodrošināt pietiekamu mehānisko aizsardzību un elektromagnētisko ekranējumu, savukārt biezi slāņi var palielināt izmaksas un svaru, kā arī ietekmēt PCB montāžu. Vispārīgi runājot, atkarībā no pielietojuma scenārija, metāla apmales biezums jākontrolē no 5 līdz 50 mikroniem. Piemēram, metāla apmalēm, ko izmanto elektromagnētiskai ekranēšanai, parasti ir nepieciešams vismaz 10 mikronu biezums, lai efektīvi bloķētu elektromagnētiskos traucējumus.
(2) Temperatūra un laiks
Temperatūra un laiks ir galvenie kontroles parametri galvanizācijas vai ķīmiskās pārklāšanas procesos. Pārmērīga temperatūra var izraisīt ātru metāla nogulsnēšanos, kā rezultātā veidojas raupji un vaļīgi metāla slāņi; Ja temperatūra ir pārāk zema, sedimentācijas ātrums būs lēns un ražošanas efektivitāte samazināsies. Laika kontrole ir vienlīdz svarīga. Pārāk īss apstrādes laiks var radīt nepietiekamu metāla slāņa biezumu, savukārt pārāk ilgs apstrādes laiks var izraisīt pārmērīgu metāla slāņa augšanu, ietekmējot PCB izmēru precizitāti. Kā piemēru ņemot galvanizācijas vara apmales, galvanizācijas šķīduma temperatūra parasti tiek kontrolēta 25-35 grādu robežās, un galvanizācijas laiks tiek iestatīts uz 15-60 minūtēm atbilstoši vajadzīgajam biezumam.
(3) Strāvas blīvums
Strāvas blīvums nosaka metāla jonu nogulsnēšanās ātrumu un kvalitāti PCB malā. Saprātīgs strāvas blīvums var nodrošināt vienmērīgu un blīvu metāla slāņa augšanu. Pārmērīgs strāvas blīvums var izraisīt tādus defektus kā degšana un dendriti, savukārt nepietiekams strāvas blīvums var izraisīt nevienmērīgu nogulsnēšanos. Faktiskajā ražošanā ir nepieciešams precīzi pielāgot strāvas blīvumu, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā metāla materiāli, pārklājuma šķīduma sastāvs un PCB virsmas laukums, ko parasti kontrolē diapazonā no 0,5 līdz 5A/dm².
4, izplatītas problēmas un risinājumi
(1) Nepietiekama metāla slāņa saķere
Izpaužas kā metāla apmales, kurām ir nosliece uz atdalīšanu vai lobīšanos. Iemesli var būt nepietiekama PCB priekšapstrāde, nepareizi procesa parametri galvanizācijas vai ķīmiskās pārklāšanas laikā, kā arī metāla un pamatnes materiālu savietojamības problēmas. Risinājums ir stiprināt PCB pirmapstrādes procesu, lai nodrošinātu, ka malas ir tīras un pareizi raupinātas; Stingri kontrolējiet pārklājuma šķīduma sastāvu un procesa parametrus un, ja nepieciešams, pievienojiet pārejas slāni starp metālu un pamatni, lai uzlabotu savienojuma stiprību.
(2) Nevienmērīgs malas biezums
Tas var būt saistīts ar nevienmērīgu strāvas sadalījumu galvanizācijas laikā, nekonsekventu šķīduma koncentrāciju ķīmiskās pārklājuma laikā vai nevienmērīgu spiedienu formēšanas procesā. Malu biezuma viendabīgumu var uzlabot, optimizējot apšuvuma tvertnes konstrukciju, izmantojot maisīšanu vai ultraskaņas palīdzību un uzlabojot veidnes spiediena sadalījumu.
(3) Virsmas defekti
Virsmas defektus, piemēram, caurumus un bedrītes, galvenokārt izraisa piemaisījumi pārklājuma šķīdumā un gāzes izplūde. Risinājumi ietver regulāru pārklājuma šķīduma filtrēšanu un attīrīšanu, atbilstošas maisīšanas un degazēšanas darbības galvanizācijas procesā, kā arī metāla virsmas pulēšanu un slīpēšanu pirms aizsargkrāsas uzklāšanas, lai novērstu virsmas defektus.