I fremstillingsprocessen af pcb påvirker overfladebehandlingsteknologien ikke kun loddeevnen og korrosionsbestandigheden af pcb'en, men har også en dyb indvirkning på dens elektriske ydeevne og-langsigtede pålidelighed. Med den hurtige udvikling af elektronisk teknologi,pcb overfladebehandlingsprocesserudvikler sig konstant for at opfylde højere ydeevnekrav og miljøstandarder.
Varmluftudjævning
Varmluftudjævning, også kendt som varmluftloddeudjævning, almindeligvis kendt som tinsprøjtning. Denne proces involverer belægning af printpladens overflade med smeltet blyloddetin - i dag er bly-frit loddemiddel mere almindeligt brugt på grund af miljøkrav. Derefter bruges opvarmet trykluft til at udjævne loddemetal, der danner et belægningslag, der effektivt kan modstå kobberoxidation og giver fremragende loddeevne. Under varmluftkonditionering interagerer loddet med kobber for at danne en kobbertinmetalforbindelse ved krydset med en tykkelse på ca. 1-2 mil.
Denne proces er opdelt i lodrette og vandrette typer. Horisontal belægning anses for at have fordele 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. Varmluftudjævningsprocessen er moden, med tilstrækkelig forsyning, relativt lave omkostninger og god svejsbarhed, velegnet til bly-fri lodning og er en af de meget anvendte overfladebehandlingsmetoder i industrien. Dens overflade er dog ikke glat nok, hvilket gør det vanskeligt at svejse komponenter med fine stigninger, og blyet, der indeholder HASL, står også over for miljøproblemer.
Økologisk belægning
Organisk belægning er processen med kemisk at dyrke et lag organisk film på en ren, bar kobberoverflade. Dette lag af film er som en loyal vogter med oxidationsmodstand, varmechokmodstand og fugtbestandighed, som effektivt kan beskytte kobberoverfladen mod korrosion såsom oxidation eller vulkanisering i normale miljøer. Samtidig kan det i det efterfølgende høje-svejsemiljø hurtigt fjernes af fluxen, hvilket giver plads til svejsearbejdet.
Den organiske belægningsproces er blevet brugt i vid udstrækning i industrien på grund af dens betydelige fordele ved enkel proces og lave omkostninger. Tidlige organiske belægningsmolekyler var for det meste imidazol og benzotriazol, som havde anti-rust virkninger. I dag er nye molekyler hovedsageligt benzimidazol. For at sikre evnen til at modstå multipel reflow-lodning, skal der dannes flere organiske belægningslag på kobberoverfladen, hvilket kræver tilsætning af kobbervæske i kemikaliebadet. Først påføres det første lag, som adsorberer kobber. Derefter kombineres det andet lag af organiske belægningsmolekyler med kobber og stables lag for lag, indtil en struktur på tyve eller endda hundredvis af organiske belægningsmolekyler er dannet. Korrosionsbestandigheden af OSP-belægning er dog relativt svag, og der skal lægges særlig vægt på forholdene under opbevaring og brug.
Kemisk fornikling/dyp guld
Den strømløse fornikling/nedsænkningsguldproces er et omhyggeligt pakket lag af tyk og elektrisk fremragende nikkelguldlegering på kobberoverfladen, som at sætte en stærk "panser" på printkortet, som kan give pålidelig beskyttelse til printet i lang tid. I modsætning til OSP, der kun fungerer som et simpelt anti-rustbarrierelag, kan strømløs fornikling/nedsænkningsguld opretholde en god elektrisk ydeevne under langvarig-brug af printkort og have stærkere modstand mod miljøændringer.
Årsagen til fornikling er, at der er gensidig diffusion mellem guld og kobber, og nikkellaget kan fungere som en stærk barriere for effektivt at forhindre denne diffusion. Uden barrieren fra et nikkellag kan guld diffundere ind i kobber på få timer. Derudover har strømløs nikkelbelægning/nedsænkningsguld mange fordele, såsom høj styrke af nikkel. Kun 5um tykt nikkel kan effektivt kontrollere udvidelsen i Z-retningen ved høje temperaturer, samtidig med at det forhindrer kobberopløsning, hvilket er særligt fordelagtigt til bly-fri lodning. Den generelle proces for denne teknologi omfatter trin som syrebejdsning og -rensning, mikroætsning, fornedsænkning, aktivering, kemisk nikkelbelægning og kemisk guldnedsænkning. Processen involverer seks kemikalietanke og næsten hundrede kemikalier, hvilket gør processen relativt kompleks.
Nedsænkning i sølv
Sølvnedsænkningsprocessen er mellem OSP og strømløs nikkel/guldbelægning, og dens proces er relativt enkel og hurtig. Sølvnedsænkning opnås faktisk gennem forskydningsreaktioner, der danner et næsten submikronniveau rent sølvbelægningslag på overfladen af pcb. Nogle gange tilsættes nogle organiske forbindelser under sølvnedsænkningsprocessen, hovedsageligt for at forhindre sølvkorrosion og eliminere problemer med sølvmigrering. Imidlertid er dette tynde lag af organiske forbindelser normalt vanskeligt at måle nøjagtigt, og analyse viser, at dets vægtandel er mindre end 1%.
Selv når det udsættes for komplekse miljøer såsom varme, fugt og forurening, kan sølvlaget dannet af nedsænkningsprocessen stadig udvise gode elektriske egenskaber og svejsbarhed, men dets glans kan falde. På grund af fraværet af et nikkellag under sølvlaget, er immersionsølv ikke så fysisk stærkt som strømløs fornikling/nedsænkningsguld.
tin dyppe
I betragtning af at alle loddematerialer i øjeblikket er baseret på tin, og tinlaget perfekt kan matche enhver type loddemetal, har nedsænkningstinprocessen fra dette perspektiv brede udviklingsmuligheder. Men tidligere var pcb'er behandlet med tindyppeteknologi tilbøjelige til problemer med tinhårhår. Under lodningsprocessen udgjorde tinhårhår og tinmigreringsfænomener alvorlige udfordringer for pålideligheden, hvilket i høj grad begrænsede anvendelsen af tindyppeteknologi. Senere, ved at tilsætte organiske additiver til tinnedsænkningsopløsningen, blev tinlagets struktur med succes omdannet til partikler, hvilket effektivt overvandt de ovennævnte-vanskeligheder og også gav tinnedsænkningsprocessen god termisk stabilitet og loddeevne.
Immersionstinprocessen kan danne flade kobbertin intermetalliske forbindelser, hvilket gør immersionstin sammenlignelig med varmluftudjævning med hensyn til svejsbarhed, uden de fladhedsproblemer, der er generende ved varmluftudjævning, og uden de skjulte farer ved metaldiffusion i kemisk fornikling/nedsænkningsguld. Opbevaringstiden for dyppeblikplader er dog begrænset, og hvis de efterlades for længe, vil der dannes tinoxid på overfladen, hvilket vil påvirke svejseeffekten. Derfor er det nødvendigt nøje at følge rækkefølgen af nedsænkningsblik under montering.
Andre overfladebehandlingsprocesser
Elektrobelagt nikkelguld
Galvanisering af nikkelguld kan betragtes som "ældre bror" af pcb overfladebehandlingsteknologi, som har eksisteret siden fødslen af pcb og efterhånden afledt andre processer. Denne proces involverer galvanisering af et lag nikkel på overfladen af PCB-lederen, efterfulgt af galvanisering af et lag guld. Forniklingens hovedfunktion er at forhindre diffusion mellem guld og kobber. I dag er elektropletteret nikkelguld hovedsageligt opdelt i to kategorier: den ene er blød guldbelægning, hovedsagelig brugt til guldtrådsbelægning under chippakning; Den anden type er hård guldbelægning, hovedsagelig brugt til elektrisk sammenkobling ved ikke-loddeforbindelser, såsom guldfingre. Det skal bemærkes, at under normale omstændigheder kan svejseoperationer forårsage, at det galvaniserede guld bliver skørt og derved forkorte dets levetid. Derfor bør svejsning på galvaniseret guld så vidt muligt undgås; Sandsynligheden for skørhed i strømløs fornikling/nedsænkningsguld er dog relativt lav på grund af det tynde og ensartede guldlag.
Kemisk palladiumbelægning
Processen med strømløs palladiumbelægning er ret lig den strømløs nikkelbelægning. Hovedprincippet er at bruge et reduktionsmiddel, såsom natriumdihydrogenphosphat, til at reducere palladiumioner til palladium på en katalytisk aktiv overflade. Det nyligt genererede palladium kan også tjene som en katalysator for at fremme den kontinuerlige reaktion og derved opnå palladiumpletteringslag af enhver tykkelse. Kemisk palladiumbelægning har fordelene ved høj svejsepålidelighed, god termisk stabilitet og fremragende overfladeplanhed. Imidlertid er palladium et relativt sjældent ædelmetal, hvilket resulterer i en relativt høj omkostning for denne proces.