Ituproses tepi logamadalah sarana penting untuk meningkatkan kinerja papan sirkuit. Proses ini membungkus lapisan logam di sekitar tepi PCB, yang tidak hanya meningkatkan kekuatan mekanik papan sirkuit, tetapi juga meningkatkan kinerja pelindung elektromagnetik, ketahanan terhadap korosi, dan efek pembuangan panas. Ini banyak digunakan di bidang dengan persyaratan kinerja yang ketat seperti peralatan luar angkasa dan komunikasi.
1, Prinsip proses tepi logam
Proses pembungkusan tepi logam PCB didasarkan pada sifat fisik bahan logam yang sangat baik, dan melalui metode pemrosesan tertentu, membentuk lapisan logam yang berkesinambungan dan padat di tepi PCB. Prinsip intinya adalah menggunakan cara fisik atau kimia untuk mengikat logam dengan substrat PCB secara erat, membentuk ikatan kimia yang kuat atau struktur interlocking mekanis, sehingga mencapai perlindungan yang efektif dan peningkatan kinerja tepi PCB. Bahan yang digunakan untuk pinggiran logam biasanya meliputi tembaga, aluminium, baja tahan karat, dll. Bahan yang berbeda memberikan PCB dengan arah peningkatan kinerja yang berbeda. Misalnya, tepi tembaga berfokus pada peningkatan konduktivitas dan pembuangan panas, sedangkan tepi aluminium unggul dalam ketahanan ringan dan korosi.
2, aliran proses tepi logam
(1) pra-pemrosesan PCB
Pertama, bersihkan PCB dengan menggunakan bahan pembersih khusus untuk menghilangkan minyak permukaan, debu, dan lapisan oksida, memastikan area tepi bersih dan bebas dari kotoran. Untuk substrat yang memerlukan perlakuan khusus, operasi mikro etsa atau pengerasan juga dilakukan untuk membentuk struktur mikro kasar pada permukaan tepi PCB melalui etsa kimia, meningkatkan area kontak antara logam dan substrat, sehingga meningkatkan daya rekat lapisan logam berikutnya.
(2) Persiapan lapisan logam
Metode pelapisan listrik: Ini adalah metode umum untuk menyiapkan pinggiran logam. Rendam PCB yang telah diproses sebelumnya ke dalam larutan pelapis yang mengandung ion logam, dengan PCB sebagai katoda. Berikan arus eksternal untuk menyebabkan ion logam dalam larutan pelapis bermigrasi ke tepi PCB di bawah aksi medan listrik, dan kemudian menyusut dan mengendap di permukaan tepi untuk membentuk lapisan logam. Dalam proses pelapisan listrik, parameter seperti rapat arus, waktu pelapisan listrik, dan suhu larutan pelapisan listrik perlu dikontrol secara akurat untuk memastikan keseragaman dan kepadatan ketebalan lapisan logam.
Metode pelapisan kimia: Tanpa memerlukan arus eksternal, zat pereduksi kimia digunakan untuk memulai reaksi redoks pada permukaan tepi PCB, memungkinkan ion logam tereduksi dan mengendap untuk membentuk lapisan logam di bawah katalisis mandiri. Metode pelapisan kimia memiliki persyaratan peralatan yang lebih rendah dan dapat mencapai pelapisan seragam pada permukaan yang tidak beraturan, namun stabilitas dan masa pakai larutan pelapisan perlu dikontrol secara ketat.
Deposisi uap fisik: Atom atau molekul logam diendapkan pada permukaan tepi PCB melalui proses fisik seperti penguapan dan sputtering dalam lingkungan vakum. Lapisan logam yang dibuat dengan metode PVD memiliki kemurnian tinggi, kepadatan yang baik, dan daya rekat yang kuat dengan substrat, namun biaya peralatannya tinggi dan efisiensi produksinya relatif rendah. Ini biasanya digunakan pada produk PCB khusus dengan persyaratan kinerja yang sangat tinggi.
(3) Cetakan pembungkus tepi
Setelah pengendapan awal lapisan logam selesai, tepi logam dibentuk sesuai dengan persyaratan desain. Untuk tepian sudut siku-siku yang sederhana, kelebihan logam dapat dihilangkan dengan pemotongan atau injakan mekanis untuk membuat tepi tepian menjadi rapi. Untuk tepi yang berbentuk rumit, seperti busur, bentuk tidak beraturan, dll., perlu menggunakan cetakan untuk ekstrusi atau cetakan bergulir untuk memastikan bahwa tepi logam melekat erat ke tepi PCB, sekaligus mencapai bentuk dan akurasi dimensi yang dirancang.
(4) Pasca pemrosesan
Tepian logam yang terbentuk perlu menjalani perawatan permukaan untuk lebih meningkatkan kinerja dan kualitas penampilannya. Teknik pasca-pemrosesan yang umum mencakup pasivasi, pelapisan dengan cat pelindung, dll. Perlakuan pasivasi dapat membentuk lapisan oksida padat pada permukaan logam, sehingga meningkatkan ketahanan korosi logam; Menerapkan cat pelindung dapat mencegah goresan dan keausan pada permukaan logam, sekaligus memberikan insulasi dan ketahanan terhadap kelembapan. Terakhir, pemeriksaan menyeluruh dilakukan pada PCB yang telah diproses, menggunakan inspeksi visual, pengamatan mikroskop metalografi, pengukuran ketebalan, dan metode lain untuk memastikan bahwa kualitas tepi logam memenuhi standar proses.
3, Kontrol parameter kunci dari proses tepi logam
(1) Ketebalan lapisan logam
Ketebalan lapisan logam secara langsung mempengaruhi kinerja tepian. Lapisan logam yang tipis mungkin tidak memberikan perlindungan mekanis dan pelindung elektromagnetik yang memadai, sedangkan lapisan logam yang tebal dapat meningkatkan biaya dan berat, dan juga dapat mempengaruhi perakitan PCB. Secara umum, tergantung pada skenario aplikasi, ketebalan tepi logam harus dikontrol antara 5-50 mikron. Misalnya, pinggiran logam yang digunakan untuk pelindung elektromagnetik biasanya memerlukan ketebalan minimal 10 mikron agar dapat memblokir interferensi elektromagnetik secara efektif.
(2) Suhu dan Waktu
Suhu dan waktu adalah parameter kontrol utama dalam proses pelapisan listrik atau pelapisan kimia. Temperatur yang berlebihan dapat menyebabkan pengendapan logam yang cepat, mengakibatkan terbentuknya lapisan logam yang kasar dan lepas; Jika suhu terlalu rendah maka laju sedimentasi akan lambat dan efisiensi produksi akan menurun. Kontrol waktu juga sama pentingnya. Waktu pemrosesan yang terlalu singkat dapat mengakibatkan ketebalan lapisan logam tidak mencukupi, sedangkan waktu pemrosesan yang terlalu lama dapat menyebabkan pertumbuhan lapisan logam yang berlebihan sehingga mempengaruhi keakuratan dimensi PCB. Mengambil contoh pinggiran tembaga pelapisan listrik, suhu larutan pelapisan listrik biasanya dikontrol pada 25-35 derajat, dan waktu pelapisan listrik diatur pada 15-60 menit sesuai dengan ketebalan yang dibutuhkan.
(3) Kepadatan arus
Kepadatan arus menentukan laju pengendapan dan kualitas ion logam pada tepi PCB. Kepadatan arus yang wajar dapat memastikan pertumbuhan lapisan logam yang seragam dan padat. Kerapatan arus yang berlebihan dapat menyebabkan cacat seperti pembakaran dan dendrit, sedangkan rapat arus yang tidak mencukupi dapat menyebabkan pengendapan yang tidak merata. Dalam produksi aktual, kepadatan arus perlu disesuaikan secara akurat berdasarkan faktor-faktor seperti bahan logam, komposisi larutan pelapis, dan luas permukaan PCB, yang umumnya dikontrol dalam kisaran 0,5-5A/dm ².
4, Masalah Umum dan Solusinya
(1) Daya rekat lapisan logam tidak mencukupi
Diwujudkan sebagai pinggiran logam yang rentan terkelupas atau terkelupas. Alasannya mungkin karena pra-perawatan PCB yang tidak memadai, parameter proses yang tidak tepat selama pelapisan listrik atau pelapisan kimia, dan masalah kompatibilitas antara logam dan bahan substrat. Solusinya adalah dengan memperkuat proses pra-pemrosesan PCB untuk memastikan bagian tepinya bersih dan dikasar dengan benar; Kontrol secara ketat komposisi dan parameter proses larutan pelapis, dan jika perlu, tambahkan lapisan transisi antara logam dan substrat untuk meningkatkan kekuatan ikatan.
(2) Ketebalan tepi tidak rata
Hal ini mungkin disebabkan oleh distribusi arus yang tidak merata selama pelapisan listrik, konsentrasi larutan yang tidak konsisten selama pelapisan kimia, atau tekanan yang tidak merata selama proses pembentukan. Keseragaman ketebalan tepi dapat ditingkatkan dengan mengoptimalkan desain tangki pelapisan, menggunakan pengadukan atau pelapisan dengan bantuan ultrasonik, dan meningkatkan distribusi tekanan cetakan.
(3) Cacat permukaan
Cacat permukaan seperti lubang kecil dan lubang terutama disebabkan oleh kotoran dalam larutan pelapis dan keluarnya gas. Solusinya mencakup penyaringan dan pemurnian larutan pelapis secara teratur, operasi pengadukan dan degassing yang tepat selama proses pelapisan listrik, serta pemolesan dan penggilingan permukaan logam sebelum mengaplikasikan cat pelindung untuk menghilangkan cacat permukaan.