La tecnologia di rivestimento del circuito stampato non è legata solo all'aspetto del circuito, ma anche al fattore fondamentale che ne determina le prestazioni elettriche, l'affidabilità e la durata. Con lo sviluppo di dispositivi elettronici verso la miniaturizzazione, alte prestazioni e alta affidabilità.
Placcatura chimica in rame: la pietra angolare per ottenere la metallizzazione della superficie non-conduttiva
La placcatura in rame chimico, nota anche come placcatura in rame per elettrolisi, è un processo chiave nella produzione di circuiti stampati per ottenere la conduttività del foro passante-e la metallizzazione superficiale. Il principio si basa sulla reazione di ossidazione-riduzione autocatalitica, in cui gli ioni rame vengono ridotti a rame metallico e depositati sulla superficie del substrato sotto l'azione di uno specifico agente riducente. Questo processo non richiede una fonte di alimentazione esterna e può formare uniformemente uno strato di rame su superfici non-conduttive come i materiali del substrato isolante. Per i circuiti stampati con un elevato rapporto tra profondità dei fori e diametro, i vantaggi della ramatura chimica sono particolarmente significativi. Può garantire che tutte le parti della parete del foro possano ottenere un rivestimento uniforme, fornendo un buon strato inferiore conduttivo per il successivo processo di ramatura e garantendo una connessione affidabile del circuito sull'intero circuito. Nella produzione di schede di interconnessione ad alta-densità, la placcatura in rame chimico viene utilizzata per l'elaborazione dei fori ciechi per ottenere connessioni elettriche tra circuiti sottili e soddisfare i requisiti di integrazione più elevati dei dispositivi elettronici.
Galvanotecnica in nichel-oro: creazione di collegamenti elettrici e strati protettivi di alta-qualità
Il processo di galvanica oro-nichel è ampiamente utilizzato nella produzione di circuiti stampati. Innanzitutto, uno strato di nichel viene galvanizzato sulla superficie conduttrice del circuito stampato. La funzione principale dello strato di nichel è bloccare la diffusione tra oro e rame, prevenire il degrado delle prestazioni causato dalla diffusione dell'oro e del rame e fornire un buon substrato per migliorare l'adesione dei rivestimenti successivi. Quindi viene galvanizzato uno strato d'oro, che migliora notevolmente le prestazioni del circuito grazie alla sua eccellente conduttività, saldabilità e resistenza all'ossidazione. Nei circuiti ad alta-frequenza, lo strato dorato può ridurre efficacemente la perdita di segnale e garantire una trasmissione del segnale di alta-qualità. Per alcune interfacce di circuiti stampati collegate e scollegate frequentemente, come le interfacce USB sulle schede madri dei computer, le interfacce di ricarica e dati sui telefoni cellulari, la placcatura in nichel può resistere all'usura durante il processo di collegamento e mantenere connessioni elettriche stabili. i circuiti stampati che funzionano in ambienti difficili, come i circuiti stampati delle apparecchiature di controllo industriale e dei dispositivi elettronici automobilistici, sono dotati di rivestimenti in nichel-oro resistenti alla corrosione-che possono resistere all'invasione di mezzi corrosivi nell'ambiente, proteggendo il funzionamento stabile del circuito. A seconda dei diversi scenari applicativi, la placcatura in oro nichel può essere suddivisa in placcatura in oro dolce e placcatura in oro duro. L'oro tenero (oro puro, con un colore superficiale più scuro) viene utilizzato principalmente per l'incollaggio del filo d'oro durante l'imballaggio dei chip, mentre l'oro duro (contenente elementi come cobalto, con una superficie brillante e resistente all'usura-) viene comunemente utilizzato per le interconnessioni elettriche su giunti non saldati, come l'area del dito dorato.
Nichelatura chimica/oro per immersione: fornisce prestazioni elettriche stabili a lungo termine
Il processo di nichelatura chimica/doratura per immersione può formare uno strato di lega di nichel-oro spesso ed elettricamente resistente sulla superficie del rame, fornendo una protezione efficace a lungo-termine per il circuito stampato. A differenza di altri processi che fungono solo da barriere antiruggine, questo processo può mantenere buone prestazioni elettriche durante l'uso a lungo-termine dei circuiti stampati. La funzione chiave della nichelatura è impedire la diffusione reciproca tra oro e rame. Senza una barriera con uno strato di nichel, l'oro si diffonderà nel rame in un breve periodo di tempo, compromettendo gravemente le prestazioni del circuito. Allo stesso tempo, lo strato di nichel ha una certa resistenza, anche con uno spessore di soli 5 um, può controllare efficacemente l'espansione del circuito stampato nella direzione z-in ambienti ad alta temperatura e prevenire la dissoluzione del rame, il che è molto vantaggioso per la saldatura senza piombo-. Nella produzione di circuiti stampati di dispositivi elettronici con requisiti di affidabilità estremamente elevati, come sistemi elettronici aerospaziali e server di fascia alta-, il processo di nichelatura chimica/oro per immersione è ampiamente utilizzato grazie ai suoi eccellenti vantaggi in termini di prestazioni. Il flusso del processo è relativamente complesso e prevede più fasi come decapaggio e pulizia con acido, microincisione, preimmersione, attivazione, nichelatura chimica, immersione in oro chimico, ecc. Deve essere utilizzato in sei serbatoi chimici, utilizzando quasi un centinaio di sostanze chimiche, e i requisiti di controllo del processo sono estremamente severi.
Sinking Silver: Combina prestazioni eccellenti e vantaggi tecnologici
Il processo di deposizione dell'argento avviene tra il rivestimento organico e il nichel chimico/oro per immersione e presenta vantaggi unici. Questo processo è relativamente semplice e veloce e forma uno strato di rivestimento in argento puro di livello quasi submicronico sulla superficie del circuito stampato attraverso una reazione di spostamento. Lo strato d'argento può fornire buone prestazioni elettriche e saldabilità per i circuiti stampati in ambienti complessi come calore, umidità e inquinamento, ma la sua superficie perderà lucentezza nel tempo. A causa dell'assenza di uno strato di nichel sotto lo strato d'argento, la resistenza fisica dell'argento depositato è leggermente inferiore a quella del processo di nichelatura chimica/doratura per immersione. Durante il processo di deposizione parziale dell'argento, vengono aggiunti alcuni composti organici principalmente per prevenire la corrosione dell'argento ed eliminare i problemi di migrazione dell'argento. Sebbene il contenuto di composti organici in questo strato sia molto basso, solitamente inferiore all'1% in peso, esso svolge un ruolo importante nel migliorare la stabilità e l'affidabilità dello strato di deposizione d'argento. Nella produzione di circuiti stampati di alcuni prodotti elettronici di consumo sensibili ai costi e che presentano determinati requisiti in termini di prestazioni elettriche e saldabilità, il processo di deposizione dell'argento ha un elevato rapporto costo-efficacia.
Deposizione di stagno: soluzione dei problemi tradizionali
Il processo di deposizione dello stagno ha un potenziale di sviluppo nella produzione di circuiti stampati perché lo strato di stagno può adattarsi bene a vari materiali di saldatura a base di stagno. Il primo processo di deposizione dello stagno presentava seri problemi relativi ai baffi di stagno e durante il processo di saldatura, i baffi di stagno e la migrazione dello stagno potevano causare rischi di affidabilità, limitandone notevolmente l'applicazione. Ma con il progresso della tecnologia, aggiungendo additivi organici alla soluzione di deposizione dello stagno, la struttura dello strato di stagno viene trasformata in particelle, superando con successo il problema dei baffi di stagno, possedendo anche una buona stabilità termica e saldabilità. Il processo di deposizione dello stagno può formare composti intermetallici piatti di rame-stagno, conferendo loro una saldabilità paragonabile al livellamento con aria calda, senza i problemi di planarità che sono problematici con il livellamento con aria calda e senza il problema della diffusione del metallo nella nichelatura chimica/oro per immersione. Tuttavia, le lastre di stagno non dovrebbero essere conservate per molto tempo. In alcuni prodotti elettronici che richiedono un'elevata saldabilità e hanno limiti di tempo di conservazione ridotti, come la produzione di circuiti stampati di prova per un utilizzo a breve-termine, è stato applicato il processo di deposizione di stagno.
Rivestimento organico: una scelta economica e pratica per la protezione
Il rivestimento organico, noto anche come maschera di saldatura organica, è uno strato di pellicola organica cresciuto su una superficie di rame nuda e pulita mediante metodi chimici. Questo strato di pellicola può prevenire efficacemente l'ossidazione, lo shock termico, l'umidità e proteggere la superficie del rame dalla ruggine (ossidazione o vulcanizzazione, ecc.) in ambienti normali. Durante la successiva saldatura ad alte temperature, può essere rapidamente rimosso dal flusso, consentendo alla superficie di rame pulita di legarsi rapidamente con la saldatura fusa per formare giunti di saldatura. La tecnologia OSP è semplice,-economica e ampiamente utilizzata nel settore. Le prime molecole di OSP erano principalmente sostanze come imidazolo e benzotriazolo che agivano come inibitori della ruggine, mentre le molecole più recenti sono principalmente benzimidazolo. Per ottenere saldature a rifusione multiple, è necessario formare più strati di rivestimento organico sulla superficie del rame, il che richiede l'aggiunta di rame liquido nel bagno chimico. Durante il processo di rivestimento, il primo strato adsorbe il rame e le successive molecole di rivestimento organico si combinano con il rame in sequenza, formando infine strati di rivestimento organico fino a venti o addirittura centinaia di strati. Il flusso del processo comprende fasi quali sgrassaggio, microincisione, lavaggio acido, pulizia con acqua pura, rivestimento organico e pulizia e il controllo del processo è relativamente semplice rispetto ad altri processi di trattamento superficiale. Tuttavia, l'OSP presenta anche alcune limitazioni, come la pellicola protettiva estremamente sottile che si forma, che è soggetta a graffi o abrasioni e, dopo molteplici saldature ad alta-temperatura, la pellicola OSP sul cuscinetto di connessione non saldato potrebbe scolorirsi o rompersi, compromettendo la saldabilità e l'affidabilità.