Dalam proses perangkat elektronik yang berkembang pesat, ketepatan dan kualitas proses pembuatan papan sirkuit sebagai komponen inti secara langsung mempengaruhi kinerja dan keandalan perangkat elektronik. Ituproses pengendapan timah pada papan sirkuit, sebagai bagian penting dari banyak proses perawatan permukaan, menempati posisi yang semakin penting dalam bidang manufaktur elektronik karena keunggulan uniknya.
Eksplorasi prinsip proses pengendapan timah
Deposisi timah pada papan sirkuit, juga dikenal sebagai deposisi timah kimia, adalah pengendapan tepat lapisan timah murni pada permukaan tembaga papan sirkuit melalui reaksi kimia. Prinsip intinya didasarkan pada reaksi redoks. Kita tahu bahwa tembaga memiliki aktivitas logam yang lebih kuat daripada timah, dan dalam kondisi normal, tembaga sulit untuk secara spontan menggantikan timah dari larutan garam timah. Namun, dengan menambahkan zat pengkhelat ion tembaga seperti tiourea ke dalam larutan pengendapan timah tertentu, terjadi perubahan yang luar biasa. Thiourea secara cerdik bergabung dengan ion tembaga monovalen konsentrasi rendah dalam larutan untuk membentuk senyawa stabil, yang menyebabkan pergeseran negatif pada potensial elektrokimia tembaga. Dengan cara ini, timah lebih elektropositif daripada tembaga di lingkungan ini, yang mendorong ion timah memperoleh elektron dari larutan, tereduksi, dan disimpan di permukaan tembaga, sehingga berhasil membentuk lapisan timah yang seragam dan padat. Proses ini seperti 'tarian kimia' mikroskopis yang dikoreografikan dengan cermat, di mana setiap ion mengalami transformasi posisi secara teratur sesuai aturan yang ditetapkan, yang pada akhirnya membentuk struktur lapisan timah yang ideal.
Keuntungan signifikan dari proses pengendapan timah
Jaminan kemampuan solder yang baik: Papan sirkuit yang diberi teknologi pengendapan timah memiliki kinerja yang sangat baik dalam hal kemampuan solder. Lapisan timah yang tertutup seragam pada permukaannya seperti membangun "jembatan" yang stabil dan halus untuk penyolderan komponen elektronik selanjutnya. Baik menggunakan metode penyolderan manual tradisional atau proses penyolderan modern yang lebih efisien seperti penyolderan gelombang dan penyolderan reflow, papan sirkuit setelah pengendapan timah dapat dengan mudah menanganinya, memastikan sambungan solder kokoh dan andal, sangat mengurangi kemungkinan cacat solder seperti penyolderan virtual dan pematrian. Bahkan setelah menjalani uji lingkungan yang ketat, seperti pemanggangan terus-menerus pada suhu 155 derajat selama 4 jam, atau tahan terhadap uji suhu dan kelembapan tinggi hingga 8 hari (45 derajat, kelembapan relatif 93%), atau bahkan menjalani tiga putaran penyolderan reflow, lapisan timah yang diendapkan masih dapat mempertahankan posisinya dan mempertahankan kemampuan penyolderan yang baik, meletakkan dasar yang kuat untuk-pengoperasian produk elektronik yang stabil dalam jangka panjang.
Kinerja pelindung yang sangat baik: Lapisan timah yang diendapkan tidak hanya memiliki kemampuan solder yang baik, tetapi juga memiliki kinerja yang baik dalam hal perlindungan. Ini seperti "baju besi" kokoh yang menutupi permukaan tembaga dengan rapat, secara efektif menghalangi invasi oksigen, uap air, dan zat korosif lainnya, sehingga menunda proses oksidasi dan korosi pada permukaan tembaga dan secara signifikan memperpanjang masa pakai papan sirkuit. Dibandingkan dengan proses pelapisan timah, lapisan timah yang diendapkan lebih halus dan halus, dan lebih sulit untuk menghasilkan senyawa intermetalik timah tembaga selama proses pembentukan, dan tidak ada masalah kumis timah yang memusingkan. Kehadiran kumis timah dapat menyebabkan gangguan serius seperti korsleting, dan proses pengendapan timah berhasil menghindari bahaya tersembunyi ini, sehingga semakin meningkatkan keandalan dan stabilitas papan sirkuit.
Peningkatan kinerja kelistrikan yang baik: Di era elektronik saat ini yang memiliki-transmisi sinyal berfrekuensi tinggi dan-berkecepatan tinggi, kinerja kelistrikan papan sirkuit sangatlah penting. Ketebalan lapisan timah yang dibentuk oleh proses pengendapan timah biasanya dapat dikontrol secara tepat antara 0,8-1,5 μm, sehingga memberikan kinerja listrik yang sangat baik pada papan sirkuit. Ini dapat secara efektif menahan berbagai dampak penyolderan-bebas timbal, meminimalkan kehilangan sinyal dan interferensi selama transmisi sinyal frekuensi tinggi, dan memastikan bahwa sinyal dapat ditransmisikan dengan cepat dan akurat pada papan sirkuit, memberikan dukungan teknis yang kuat untuk produk elektronik seperti peralatan komunikasi 5G dan komputer berperforma tinggi yang memerlukan persyaratan transmisi sinyal yang sangat tinggi.
Praktek konsep perlindungan lingkungan: Dengan meningkatnya perhatian global terhadap perlindungan lingkungan, industri manufaktur elektronik juga secara aktif mencari jalur pembangunan yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Proses pengendapan timah sangat sejalan dengan tren ini, dengan menghilangkan unsur logam berat seperti timbal yang berbahaya bagi lingkungan dalam proses tradisional, dan merupakan proses yang benar-benar ramah lingkungan dan ramah lingkungan. Pada saat yang sama, limbah cair yang dihasilkan selama proses pengendapan timah dapat didaur ulang secara gratis, sehingga mengurangi potensi kerusakan lingkungan dan sepenuhnya menunjukkan tanggung jawab industri manufaktur elektronik dalam perlindungan lingkungan.
Proses rinci teknologi pengendapan timah
Persiapan awal: Pembersihan dan aktivasi papan sirkuit: Sebelum pengendapan timah, papan sirkuit perlu dibersihkan secara menyeluruh dan cermat. Pertama, gunakan pembersih gemuk khusus untuk menghilangkan noda oli, kotoran, dan sisa oksida dari proses sebelumnya pada permukaan papan sirkuit, untuk memastikan permukaan tembaga sebersih baru. Selanjutnya, melalui proses etsa mikro, sisa oksida tembaga pada permukaan tembaga dihilangkan secara akurat menggunakan larutan etsa mikro seri natrium persulfat atau asam sulfat hidrogen peroksida, dan permukaan tembaga yang kasar dan seragam tercipta. Permukaan kasar ini seperti menyiapkan "kanvas-berkualitas tinggi" untuk reaksi pengendapan timah berikutnya, yang secara signifikan dapat meningkatkan daya rekat antara lapisan pengendapan timah dan permukaan tembaga, sehingga meletakkan dasar yang kuat untuk kelancaran reaksi pengendapan timah berikutnya.
Langkah-langkah inti pengendapan timah: Interpretasi indah dari reaksi perpindahan: Papan sirkuit yang telah disiapkan sebelumnya memasuki tangki pra-perendaman, dan komposisi larutan dalam tangki pra-perendaman mirip dengan tangki timah utama, tetapi terdapat perbedaan suhu dan parameter lainnya. Selama proses pra perendaman, lapisan timah tipis dengan ketebalan sekitar 0,1-0,15 μm akan cepat mengendap di permukaan tembaga. Lapisan timah tipis ini seperti "kekuatan pelopor", kehadirannya tidak hanya dapat secara efektif memperlambat laju inisiasi reaksi pada rendaman timah utama, membuat lapisan timah yang diendapkan berikutnya lebih halus dan seragam, tetapi juga mencegah kemungkinan sisa polutan dan oksida memasuki rendaman timah utama setelah korosi mikro, sehingga memperpanjang masa pakai larutan rendaman timah utama. Selanjutnya, papan sirkuit memasuki wadah timah utama, yang berisi komponen utama seperti asam metilsulfonat, timah metilsulfonat, dan tiourea. Dalam 'tangki ajaib' ini, reaksi perpindahan terus terjadi di atas lapisan timah tipis yang terbentuk melalui perendaman awal, dan ion timah terus menerus direduksi dari larutan dan diendapkan di atas lapisan timah tipis hingga ketebalan lapisan timah memenuhi standar yang disyaratkan pelanggan. Dalam proses ini, faktor-faktor seperti kecepatan garis, suhu, dan konsentrasi larutan memainkan peran penting dalam mengontrol ketebalan lapisan timah, seperti halnya kenop penyesuaian pada instrumen presisi.
Pasca pemrosesan: Perawatan yang hati-hati saat membersihkan dan mengeringkan: Setelah menyelesaikan pelapisan papan sirkuit dari wadah timah utama, mungkin masih ada sisa larutan pelapis di permukaan. Jika solusi ini tidak dihilangkan tepat waktu, hal ini dapat berdampak negatif pada kinerja papan sirkuit. Oleh karena itu, diperlukan perawatan pembersihan yang ketat. Pertama, air panas atau pencucian basa dapat digunakan untuk menghilangkan sisa larutan pelapis timah kental di permukaan papan. Kemudian, air deionisasi dapat digunakan untuk beberapa kali pencucian untuk memastikan permukaan papan sirkuit bersih dan bebas residu. Untuk lebih meningkatkan kualitas papan sirkuit, perawatan pasca perendaman juga akan dilakukan. Solusi pasca perendaman khusus, seperti larutan rad, akan dipilih sesuai dengan kebutuhan produk yang berbeda untuk menghilangkan polutan organik polaritas tinggi pada permukaan timah dan permukaan papan sirkuit, sehingga secara efektif mengurangi polusi ion permukaan; Larutan RPT secara khusus digunakan untuk menghilangkan polutan organik non-polar pada permukaan timah, sehingga mengurangi kemungkinan perubahan warna pada permukaan timah setelah penyolderan reflow. Setelah serangkaian perawatan pembersihan dan pasca perendaman, papan sirkuit memasuki proses pengeringan. Melalui kontrol suhu dan waktu yang tepat, papan sirkuit dikeringkan secara menyeluruh untuk memasuki proses selanjutnya dalam kondisi optimal.