Som kernekomponenten i elektroniske produkter påvirker ydeevnen og kvaliteten af printkort direkte stabiliteten og pålideligheden af hele den elektroniske enhed. Blandt de mange faktorer, der påvirker printkortets ydeevne, spiller antioxidantkapacitet en afgørende rolle.
Farerne ved oxidation af printkort
printplade er hovedsageligt sammensat af ledende linjer, isolerende substrater og forskellige elektroniske komponenter. I daglig brug støder printplader på forskellige miljømæssige udfordringer, og oxidation er et problem, der ikke kan ignoreres. Ilt, fugt og forskellige forurenende stoffer i luften kan reagere kemisk med metaltrådene på printpladen, hvilket forårsager korrosion, øget modstand, ustabil signaltransmission og endda kredsløbsfejl. Især metaldelene såsom kobberfolielinjer og loddesamlinger på printplader er tilbøjelige til at reagere med ilt i luften og danne oxider. Disse oxider kan øge kredsløbets modstand, forstyrre stabiliteten af signaltransmission og i alvorlige tilfælde forårsage kredsløbsbrud, hvilket resulterer i, at elektroniske enheder ikke fungerer korrekt.
Antioxidant proces
Økologisk loddemaske
Dette er en almindeligt brugt printkort anti-oxidationsproces, som genererer en tynd organisk beskyttende film på overfladen af printpladen for at isolere metallet fra luften og derved udøve anti-oxidationseffekter. Princippet er baseret på kemisk binding. Tager man den almindelige azol-OSP som et eksempel, kan imidazolringen i alkylbenzimidazol-organiske forbindelser danne en koordinationsbinding med 3d10-elektronerne i kobberatomer og derved danne alkylbenzimidazol-kobberkomplekser. Under belægningsprocessen belægges det første lag først, som adsorberer kobber. Derefter kombineres det andet lag af organiske belægningsmolekyler med kobber, og denne proces gentages, indtil der dannes en struktur bestående af mange organiske belægningsmolekyler. Til sidst dannes et beskyttende lag med en tykkelse generelt mellem 0,2-0,5 µm på kobberoverfladen. På grund af van der Waals-tiltrækningen mellem langkædede alkylgrupper og tilstedeværelsen af benzenringe har denne beskyttende film desuden god varmebestandighed og høj nedbrydningstemperatur. I det efterfølgende højtemperatursvejsemiljø kan denne beskyttende film nemt og hurtigt fjernes af flussmidlet, hvilket gør det muligt for den blotlagte rene kobberoverflade at binde sig til det smeltede loddemateriale i løbet af meget kort tid og danne en fast loddeforbindelse.
OSP-processen har relativt lave omkostninger og er ikke kompliceret, hvilket gør den velegnet til stor-skalaproduktion. Og det kan opretholde god loddeevne af loddepuderne, hvilket sikrer svejsekvalitet. Men det har også nogle ulemper, såsom det tynde filmlag, der fører til begrænset opbevaringstid, og antioxidantydelsen er tilbøjelig til at falde med tiden og miljøændringer; Ikke modstandsdygtig over for høje temperaturer, begrænset i scenarier, der kræver flere høje-temperaturprocesser; Svejsemiljøet har strenge krav, og faktorer som urenheder og fugt i miljøet kan nemt påvirke dets ydeevne og svejsekvalitet.
nedsænkning guld
Denne proces involverer aflejring af et lag nikkel på overfladen af printpladen, efterfulgt af et lag guld. Nikkellaget kan blokere for diffusionen af kobber, mens guldlaget har god oxidationsmodstand og ledningsevne, hvilket kan forbedre ydeevnen og pålideligheden af printplader betydeligt. Den kemiske nikkelguldbelægningsproces er moden, med tilstrækkelig forsyning, egnet til bly-fri lodning. Imidlertid er omkostningerne ved denne proces relativt høje, og dens overflade er ikke glat nok, hvilket gør det vanskeligt at svejse komponenter med fine stigninger.
Nedsænkning i sølv
Nedsænkningssølvprocessen kan danne et ensartet sølvlag på overfladen af printpladen med god oxidationsmodstand og loddeevne. Der er intet nikkellag under sølvlaget, så immersionsølv er ikke så fysisk stærkt som strømløs fornikling/immersionsguld. Sølvlaget vil gennemgå en dobbelt korrosionsvej, når det udsættes for luft. Under kemisk oxidation danner 4Ag+O ₂ → 2Ag ₂ O et gult oxidlag; Ved elektrokemisk korrosion producerer Ag+H₂S → Ag₂S+H₂ sorte sulfider. Når den relative luftfugtighed er større end 60 %, øges korrosionshastigheden tre gange; I miljøer, der indeholder svovl{10}, såsom gummiemballage, kan der forekomme synlig misfarvning inden for 24 timer.
tin dyppe
Nedsænkningstinprocessen dækker overfladen af printpladen med et lag tin, som effektivt kan forhindre oxidation. Da alle loddematerialer er baseret på tin, kan tinlaget matche enhver type loddemetal. Printplader, der tidligere blev behandlet med tindyppeprocesser, var imidlertid tilbøjelige til problemer med tin whisker, og under lodningsprocessen udgjorde tin whisker og tinmigreringsfænomener alvorlige udfordringer for pålideligheden. Senere, ved at tilsætte organiske additiver til tinnedsænkningsopløsningen, blev tinlagets struktur omdannet til partikler, hvilket overvandt de ovennævnte-vanskeligheder og havde god termisk stabilitet og svejsbarhed. Opbevaringstiden for dyppeblikplader er begrænset, og hvis de efterlades for længe, vil der dannes tinoxid på deres overflade, hvilket vil påvirke svejseeffekten. Derfor er det nødvendigt nøje at følge rækkefølgen af nedsænkningsblik under montering.
Varmluftudjævning
Varmluftudjævning, også kendt som varmluftloddeudjævning, almindeligvis kendt som tinsprøjtning. Denne proces involverer belægning af overfladen af et printkort med smeltet blylodde. I dag er bly-frit loddemiddel mere almindeligt anvendt, og derefter bruges opvarmning af trykluft til at udjævne loddemetal, hvilket danner et belægningslag, der effektivt kan modstå kobberoxidation og giver fremragende loddeevne. Under varmluftkonditionering interagerer loddet med kobber for at danne kobbertinmetalforbindelser ved krydset. Denne proces er opdelt i vertikale og vandrette typer, hvor den horisontale type generelt anses for at være mere fordelagtig på grund af dens mere ensartede belægning og evnen til at opnå automatiseret produktion. Den generelle proces omfatter trin som mikroætsning, forvarmning, fluscoating, tinsprøjtning og rengøring. Varmluftsudjævningsprocessen er moden, med relativt lave omkostninger og god loddeevne, velegnet til bly-fri lodning. Men dens overflade er ikke glat nok, hvilket gør det vanskeligt at svejse komponenter med fine stigninger, og blyet, der indeholder HASL, står også over for miljøproblemer.
bruning
I fremstillingsprocessen af flerlags printplader er behandlingen af den indre kobberfolieoverflade afgørende for lamineringskvaliteten, og bruningsprocessen er meget udbredt i den. Dens kerne er at danne en porøs kobberoxid- eller kobberoxidfilm på overfladen af kobber gennem kemisk oxidationsreaktion. Under påvirkning af alkaliske oxidanter gennemgår kobber oxidationsreaktioner, med 2Cu+4OH ⁻+O₂ → 2CuO+2H ₂ O, Cu+2OH ⁻ → Cu ₂ O+H ₂ O+2e . Bruning giver ikke kun god mellemlagsadhæsion, men forbedrer også harpiksens befugtningsevne under lamineringsprocessen. Den porøse struktur af bruningslaget øger overfladearealet af kobberfolien, letter harpiksindtrængning og fyldning af mikroporer, reducerer bobler og hulrum under laminering, øger den mekaniske bidekraft og reducerer risikoen for delaminering. Ved termisk cykling med printkort kan stress fordeles mere jævnt, hvilket reducerer risikoen for delaminering af mellemlag og forbedrer den termiske pålidelighed. Men hvis den ikke kontrolleres ordentligt, kan overdreven oxidation gøre oxidlaget for tykt og skørt, hvilket reducerer bindingsstyrken; Ujævn oxidation kan føre til inkonsekvente bindingskræfter og øge risikoen for delaminering; Hvis brunfarvning er forurenet før efterfølgende laminering, såsom fugtoptagelse eller beskadigelse af oxidfilmen, kan det også føre til et fald i bindingsstyrken. Tykkelsen af oxidlaget styres normalt mellem 0,5-1,5 μm. Før bruning bruges en mikroætsningsproces til at fjerne oxider og organiske forurenende stoffer fra kobberoverfladen. Almindelige mikroætsningsmidler omfatter ammoniumpersulfat eller svovlsyrehydrogenperoxidsystemer. Browning-opløsninger er normalt sammensat af alkaliske oxidanter, kompleksdannende midler og stabilisatorer. Ved at justere oxidationsbetingelserne kan det optimale CuO/CuO ₂ O-forhold opnås for at balancere bindingsstyrke og varmebestandighed. Kobberoverfladen efter bruning er tilbøjelig til fugt eller luftforurening, og kræver normalt antioxidantbehandling før laminering, såsom brug af organiske beskyttende lag såsom benzotriazol eller andre antioxidanter, samt tør opbevaring for at undgå fugtoptagelse og reducere risikoen for forringelse.
Andre foranstaltninger for printkort oxidationsmodstand
Materialevalg
At vælge substrater og metalmaterialer af høj-kvalitet er afgørende i fremstillingsprocessen for printkort. Højkvalitetssubstrater har gode isoleringsegenskaber og stabilitet, som effektivt kan blokere for indtrængen af ilt og fugt. I mellemtiden kan der dannes en beskyttende film på overfladen af metalkredsløbet for at forhindre, at der opstår oxidationsreaktioner, ved at bruge metalbelægninger med stærke antioxidantegenskaber såsom guldbelægning, sølvbelægning, tinbelægning osv. I nogle højteknologiske-elektroniske produkter anvendes f.eks. oxygenfri kobberfolie med fremragende oxidationsmodstand som kobber-beklædt materiale for at forbedre den samlede oxidationsmodstand på printkortet.
miljøkontrol
Rimeligt opbevarings- og brugsmiljø er lige så afgørende for printpladens oxidationsmodstand. Under produktion, opbevaring og transport af printplader bør temperaturen og fugtigheden i miljøet kontrolleres strengt for at undgå at udsætte printplader for høj temperatur, høj luftfugtighed eller miljøer, der indeholder forurenende stoffer. For eksempel kan opbevaring af printkort i et miljø med relativ luftfugtighed kontrolleret mellem 40 % -60 % og temperatur styret mellem 20 grader -25 grader effektivt sænke oxidationshastigheden. Samtidig skal du vælge passende emballagematerialer, såsom fugttætte poser, skumkasser osv., for at sikre integriteten og kvaliteten af printplader. For bare plader, der endnu ikke er samlet, kan vakuumpakning effektivt isolere luft og forsinke oxidationsprocessen.
Optimering af produktionsprocesser
Optimering af produktionsprocessen kan reducere printpladernes eksponeringstid for luft under fremstillingsprocessen og også mindske risikoen for oxidation. For eksempel ved at bruge automatiseret udstyr til hurtigt at gennemføre overgangen fra ætsning til loddemaske, kan unødvendig ventetid undgås. Anvendelse af antioxidantopløsninger til at behandle kobberoverflader under specifikke stadier af fremstillingen af printkort kan give midlertidig beskyttelse til kobberoverfladen i en kort periode, indtil den næste proces begynder.