Tartalomjegyzék
A gyártás során a többrétegű PCB-k, a réz szabadon álló felülete hajlamos az oxidációra és a korrózió ha levegőnek és nedvességnek van kitéve. Ez csökkentheti a forraszthatóságot, csökkentheti a rézrétegek és a prepreg közötti kötés szilárdságát a laminálás során, és hatással lehet a NYÁK megbízhatóságára.
Ennek megoldására, PCB oxidbevonatos kezelések-specifikusan barna oxid és fekete oxid-a laminálás előtt a belső rétegű rézvezetőkre alkalmazzák. Miután a belső rétegű áramkörök elkészültek, ezeket használják a tapadás biztosítására, a laminálás szilárdságának növelésére és a többrétegű NYÁK nagyobb megbízhatóságának kialakítására.
Mi a barna oxid kezelés?
A barna oxid a következők keveréke rézoxid (Cu₂O) és cupric-oxid (CuO). A barna-oxidos kezeléssel a rézfelületen egyenletes pelyhes réteg képződik. szubsztrátum, ami növeli a prepreg kötőerejét.
Barna oxid képződési folyamat
A barna oxid képződés a a legegyszerűbb és költséghatékonyabb megoldás a felületkezelés. A barna oxid képződési folyamata magában foglalja:
- Felületi tisztítás: Kezdetben a NYÁK rézfelületét megtisztítják, hogy eltávolítsák az olajokat, szennyeződéseket és szennyeződéseket.
- Lúgos fürdő: A PCB-ket nátrium-klorit lúgos oldatába mártják.
- Oxidréteg kialakulása: Barna színű oxidréteg képződik, amikor az oldat ellenőrzött körülmények között reakcióba lép a PCB szabadon lévő rézével.
- Öblítse ki és készítse elő: Végül a nyomtatott áramköri lapokat megtisztítják, majd elküldik az összeszerelési folyamatra.
Tipikus barna oxidbevonat vastagsága: 8-25 mikrométer (µm)
Mi a fekete oxid kezelés?
A fekete oxid egy fejlett réz-oxid felületkezelés, amely főként a következőkből áll réz-oxid (CuO) némi rézoxid (Cu₂O).
Fekete oxid képződési folyamat
A fekete oxid alkalmazásának három fő módszere van: fekete oxidáció, barna oxidáció és alacsony hőmérsékletű fekete oxidáció. Bár a konkrét kémiai eljárások különböznek, mindhárom módszer hasonló általános folyamatot követ.
A fekete oxid képződési folyamata a következőket foglalja magában:
- Felületi tisztítás: A rézfelület a nyomtatott áramköri lapot megtisztítják az olajok, szennyeződések és szennyeződések eltávolítása érdekében.
- Lúgos fürdő: A PCB-ket nátrium-klorit lúgos oldatába mártják.
- Agresszív oxidáció: Fekete oxidréteg képződik, amikor az oldat nagy oxidációs intenzitás mellett agresszívebben reagál a rézzel.
- Forró vizes öblítés: A PCB-ket forró vízzel öblítik le.
Tipikus fekete oxidbevonat vastagsága: 1-13 mikrométer (µm)
A barna oxid és a fekete oxid közötti különbség
A barna és fekete oxid kezelés alapvető funkciója a következő fokozza a kötőerőt a rézfólia és a gyanta közötti érintkezési felület növelésével. Ők is:
- Javítja a rézfelület nedvesíthetőségét, lehetővé téve a gyanta hatékony áramlását a holt sarkokba.
- Kialakít egy passziváló réteget a rézfelületen, amely megakadályozza, hogy a keményítő reagáljon a rézzel magas hőmérsékleten és nagy nyomáson.
Míg az oxidkezelések célja a rézfelület oxidációtól és korróziótól való védelme, minden egyes kezelési típusnak megvannak a maga kritériumai. Néhány különbség a barna és a fekete oxid között a következő:
Barna oxid vs fekete oxid: Oxide: Teljes összehasonlító táblázat
| Paraméter | Barna oxid | Fekete oxid |
| Felszíni szerkezet | szemcsés / sűrű | Tűszerű kristályok |
| Pehelyvastagság | Hígabb | Vastagabb |
| Bevonatvastagság | 8-25 µm | 1-13 µm |
| Kémiai menedzsment nehézség | Alsó | Magasabb |
| Mikro-etching arány | Alsó | Magasabb |
| Forraszthatóság | Szegény | Mérsékelt |
| Korrózió- és szivárgásállóság | Szegény | Mérsékelt |
| Hőátvitel | Szegény | Mérsékelt |
| Felületi érdesség és lefedettség | Kisebb érdesség, korlátozott lefedettség | Nagyobb érdesség, jobb lefedettség kisebb javításokhoz |
| Rózsaszín gyűrű kockázat | Nincs (jó savállóság) | Lehetséges rossz folyamatirányítás mellett |
| Folyamatköltség | Alacsony | Mérsékelt |
Az egyes oxidkezelések korlátai
Az egyes oxidkezelési eljárásoknak vannak bizonyos korlátai.
Barna oxid korlátozások
- Rossz forraszthatóság: A barna oxid rossz forraszthatóságot biztosít, mivel az oxid nem oldódik könnyen.
- Alacsony korrózióállóság: Rosszul ellenáll a korróziónak és a kimosódásnak.
- Termikus áramlásgátlás: A barna oxid túl vastag bevonata gátolhatja a hőáramlást.
- Környezetvédelmi érzékenység: Kemény környezeti körülmények között delaminálódást és szennyeződést okozhat.
Fekete oxid korlátozások
- Kémiai érzékenység: A fekete oxid a korszerűbb oxidkezeléshez képest rosszul ellenáll a vegyi anyagokkal szemben.
- Folyamatirányítási követelmények: A nem megfelelő ellenőrzés negatívan befolyásolhatja a felületi szigetelési ellenállást.
- Rétegrepedés: A hő és a vegyi anyagok könnyen károsítják.
- Rózsaszín gyűrű kockázata: Ha a folyamatszabályozás nem megfelelő, a többrétegű NYÁK-oknál megfigyelhető a rózsaszín gyűrűk kialakulásának veszélye.
PCB alkalmazási útmutató: Fekete oxid használata: Mikor használjunk barna oxidot vs. fekete oxidot?
Az oxidkezelés alkalmazása a minőség, a teljesítmény megválasztása alapján változik, költség és különböző folyamatszabályozási mechanizmusok. Az alábbiakban az egyes oxidkezelések néhány alkalmazási területét ismertetjük:
Mikor kell használni a barna oxidot
A barna oxid az előnyben részesített választás a következőkhöz:
- HDI lapok és nagy rétegszámú PCB-k - A barna oxidáció az előnyben részesített választás a nagy sűrűségű összekapcsolási (HDI) lapok és a nagy többrétegű kialakítások esetében, mivel sűrűbb, rugalmasabb oxidfilmet biztosít.
- Nagy sebességű és nagyfrekvenciás elektronika - Jelintegritás támogatása olyan alkalmazásokban, mint az okostelefonok és kommunikációs eszközök
- Nagy hőstabilitású alkalmazások - Ott ajánlott, ahol a jó belső rétegtapadás a hőterhelés alatt kritikus fontosságú.
- Ólommentes forrasztási eljárások - A fekete oxid nem alkalmas ólommentes forrasztás gyenge kioldódási ellenállása miatt, ami az ón-réz intermetallikumok kioldódását és a forrasztási kötések károsodását okozza; ólommentes környezetben a barna oxid a biztonságosabb választás.
- Nagy mechanikai igénybevételnek kitett PCB-k - Megbízható teljesítmény mechanikailag igényes környezetekben
Mikor használjunk fekete oxidot
- Standard többrétegű PCB-k - Ideális összetett réteghez stack-ups megbízható ragasztást igénylő alkalmazások, ahol nincs szükség HDI-szintű pontosságra
- Költségérzékeny tervek- A fekete oxidot gyakran előnyben részesítik, ha a teljesítményre vonatkozó követelmények alacsonyabbak és a költséghatékonyság az elsődleges szempont.
- Szórakoztató elektronika és alacsony teljesítményű eszközök - Alkalmas nem kritikus alkalmazásokhoz
- Hagyományos többrétegű PCB-k és impedanciavezérelt lapok - Még mindig széles körben használják a régebbi konstrukciókban
Következtetések
A többrétegű NYÁK gyártási folyamata során fontos szerepet játszik a rézrétegek és a prepreg közötti tapadás. Mindkét PCB barna oxid és fekete oxid ugyanazt a fő célt szolgálják: a rézfelület érdesítése a gyantához való kötődés javítása érdekében.
- A barna oxiddal könnyebb és olcsóbb a rézfelületet előállítani, amely sűrűbb és rugalmasabb oxidfilmréteggel rendelkezik. Ennek eredményeképpen jobb eredményeket ad, amikor hőciklusoknak és mechanikai igénybevételnek van kitéve.
- A durvább és vastagabb felülettel a fekete oxid nagyobb kezdeti tapadási szilárdságot biztosít a szabványos többrétegű NYÁK-okhoz. A fekete oxid oxidréteg azonban nagyon törékeny lehet, és a folyamatot nagyon szigorúan kell ellenőrizni, ami azt jelenti, hogy a fekete oxid nem használható nagyon nagy megbízhatóságú vagy nagy sűrűségű alkalmazásokhoz.
Természetesen aligha mondhatjuk, hogy a barna vagy fekete oxidkezelés mindig jobb. A barna oxid vagy fekete oxid kiválasztása a nyomtatott áramköri lap tervezési igényeitől, a gyártási eljárástól, az alkalmazás költségeitől és megbízhatóságától függ. Ahogyan a PCB tervezés egyre nagyobb sűrűségű és igényesebb környezetek felé fejlődik, e két feldolgozási módszer előnyeinek és hátrányainak megértése segít a megalapozott mérnöki döntések meghozatalában.
GYIK
A1: Általában a fekete oxid nem használható HDI lapokhoz a következő okok miatt:
- A fekete oxid hőstabilitása alacsony, és a kemény oxidfilm a HDI-lemezek ismételt melegítésével és hűtésével leválhat.
- A HDI-tervek finom vonalakat és szoros távolságokat igényelnek. A fekete oxid azonban kevésbé rugalmas kötést biztosít a HDI-kialakításokhoz képest.
- Mechanikai és termikus igénybevétel esetén megbízhatósági probléma merülhet fel a delamináció miatt.
A2: A felületi érdesség fontos szerepet játszik a NYÁK laminálásában. A következő funkciókat látja el:
- Megnöveli a felületet a rézhez való jó gyantakötés érdekében.
- Mikrohorgonyzási pontokat hoz létre, amelyek megkötik a gyantát és növelik a tapadást.
- Mechanikai igénybevétel és hő hatására ellenáll a leválásnak.
- Javítja a NYÁK általános laminálási tulajdonságait és megbízhatóságát.
- A felületi érdességet gondosan ellenőrizni kell. Ha túl durva, akkor a gyanta rosszul folyik, ha pedig túl sima, akkor rossz a kötés.
KAPCSOLATFELVÉTEL
Hungarian 
English 
Italian