Dalam proses pembuatan PCB, teknologi perawatan permukaan tidak hanya memengaruhi kemampuan solder dan ketahanan korosi PCB, namun juga berdampak besar pada kinerja kelistrikan dan{0}}keandalan jangka panjangnya. Dengan pesatnya perkembangan teknologi elektronik,proses perawatan permukaan PCBterus berkembang untuk memenuhi persyaratan kinerja dan standar lingkungan yang lebih tinggi.
Perataan udara panas
Perataan udara panas, juga dikenal sebagai perataan solder udara panas, umumnya dikenal sebagai penyemprotan timah. Proses ini melibatkan pelapisan permukaan PCB dengan solder timah timah cair - saat ini, solder bebas timbal-lebih umum digunakan karena persyaratan lingkungan. Kemudian, udara bertekanan panas digunakan untuk meratakan solder, membentuk lapisan pelapis yang secara efektif dapat menahan oksidasi tembaga dan memberikan kemampuan solder yang sangat baik. Selama pengkondisian udara panas, solder berinteraksi dengan tembaga membentuk senyawa logam timah tembaga pada sambungannya, dengan ketebalan kurang lebih 1-2 mil.
Proses ini dibagi menjadi tipe vertikal dan horizontal. Pelapisan horizontal secara luas dianggap memiliki keunggulan karena pelapisannya yang lebih seragam dan kemampuan untuk mencapai produksi otomatis. Proses umum mencakup langkah-langkah seperti etsa mikro, pemanasan awal, pelapisan fluks, penyemprotan timah, dan pembersihan. Proses perataan udara panas sudah matang, dengan pasokan yang cukup, biaya yang relatif rendah, dan kemampuan las yang baik, cocok untuk penyolderan bebas timah-, dan merupakan salah satu metode perawatan permukaan yang banyak digunakan di industri. Namun, permukaannya tidak cukup halus, sehingga sulit untuk mengelas komponen dengan nada halus, dan timbal yang mengandung HASL juga menghadapi masalah lingkungan.
Lapisan organik
Pelapisan organik adalah proses menumbuhkan lapisan film organik secara kimia pada permukaan tembaga yang bersih. Lapisan film ini seperti pelindung setia, dengan ketahanan oksidasi, ketahanan guncangan panas, dan ketahanan kelembaban, yang secara efektif dapat melindungi permukaan tembaga dari korosi seperti oksidasi atau vulkanisasi di lingkungan normal. Pada saat yang sama, dalam lingkungan pengelasan-bersuhu tinggi berikutnya, fluks dapat dengan cepat dihilangkan, sehingga memberi jalan bagi pekerjaan pengelasan.
Proses pelapisan organik telah banyak digunakan di industri karena keuntungannya yang signifikan yaitu proses yang sederhana dan biaya yang rendah. Molekul pelapis organik awal sebagian besar adalah imidazol dan benzotriazol, yang memiliki efek anti karat. Saat ini, molekul baru sebagian besar adalah benzimidazol. Untuk memastikan kemampuan menahan beberapa penyolderan reflow, beberapa lapisan pelapis organik perlu dibentuk pada permukaan tembaga, yang memerlukan penambahan cairan tembaga dalam penangas kimia. Pertama, lapisi lapisan pertama yang menyerap tembaga. Kemudian, lapisan kedua molekul pelapis organik bergabung dengan tembaga dan ditumpuk lapis demi lapis hingga terbentuk struktur yang terdiri dari dua puluh atau bahkan ratusan kumpulan molekul pelapis organik. Namun, ketahanan korosi lapisan OSP relatif lemah, dan perhatian khusus harus diberikan pada kondisi selama penyimpanan dan penggunaan.
Pelapisan nikel kimia/perendaman emas
Proses pelapisan nikel / perendaman emas tanpa listrik adalah lapisan paduan emas nikel yang tebal dan sangat baik secara elektrik yang dibungkus dengan hati-hati pada permukaan tembaga, seperti memasang "pelindung" yang kuat pada PCB, yang dapat memberikan perlindungan yang andal pada PCB untuk waktu yang lama. Berbeda dengan OSP, yang hanya berfungsi sebagai lapisan penghalang anti karat sederhana, pelapisan nikel tanpa listrik/perendaman emas dapat mempertahankan kinerja kelistrikan yang baik selama-penggunaan PCB dalam jangka panjang dan memiliki ketahanan yang lebih kuat terhadap perubahan lingkungan.
Alasan pelapisan nikel adalah adanya difusi timbal balik antara emas dan tembaga, dan lapisan nikel dapat bertindak sebagai penghalang yang kuat untuk mencegah difusi ini secara efektif. Tanpa penghalang lapisan nikel, emas dapat berdifusi menjadi tembaga hanya dalam beberapa jam. Selain itu, pelapisan nikel/perendaman emas tanpa listrik memiliki banyak keunggulan, seperti kekuatan nikel yang tinggi. Hanya nikel setebal 5um yang dapat secara efektif mengontrol pemuaian ke arah Z pada suhu tinggi, sekaligus mencegah pelarutan tembaga, yang khususnya menguntungkan untuk penyolderan bebas timbal-. Proses umum teknologi ini meliputi tahapan seperti pengawetan dan pembersihan asam, etsa mikro, pra perendaman, aktivasi, pelapisan nikel kimia, dan perendaman emas secara kimia. Prosesnya melibatkan enam tangki bahan kimia dan hampir seratus bahan kimia, sehingga prosesnya relatif rumit.
Perendaman dalam perak
Proses perendaman perak antara OSP dan pelapisan nikel/emas tanpa listrik, prosesnya relatif sederhana dan cepat. Perendaman perak sebenarnya dicapai melalui reaksi perpindahan, membentuk lapisan lapisan perak murni hampir submikron pada permukaan PCB. Terkadang beberapa senyawa organik ditambahkan selama proses perendaman perak, terutama untuk mencegah korosi perak dan menghilangkan masalah migrasi perak. Namun, lapisan tipis senyawa organik ini biasanya sulit diukur secara akurat, dan analisis menunjukkan bahwa proporsi beratnya kurang dari 1%.
Sekalipun terkena lingkungan kompleks seperti panas, kelembapan, dan polusi, lapisan perak yang terbentuk akibat proses perendaman masih dapat menunjukkan sifat kelistrikan dan kemampuan las yang baik, namun kilaunya mungkin menurun. Karena tidak adanya lapisan nikel di bawah lapisan perak, perak perendaman secara fisik tidak sekuat pelapisan nikel tanpa listrik/emas perendaman.
pencelupan timah
Mengingat semua bahan solder saat ini berbahan dasar timah, dan lapisan timah dapat cocok dengan semua jenis solder, dari perspektif ini, proses pencelupan timah memiliki prospek pengembangan yang luas. Namun, di masa lalu, PCB yang diolah dengan teknologi pencelupan timah rentan terhadap masalah kumis timah. Selama proses penyolderan, fenomena kumis timah dan migrasi timah menimbulkan tantangan serius terhadap keandalan, sehingga sangat membatasi penerapan teknologi pencelupan timah. Kemudian, dengan menambahkan bahan tambahan organik ke dalam larutan perendaman timah, struktur lapisan timah berhasil diubah menjadi partikel, sehingga secara efektif mengatasi-kesulitan yang disebutkan di atas, dan juga memberikan proses perendaman timah dengan stabilitas termal dan kemampuan solder yang baik.
Proses perendaman timah dapat membentuk senyawa intermetalik timah tembaga datar, sehingga timah perendaman sebanding dengan perataan udara panas dalam hal kemampuan las, tanpa masalah kerataan yang mengganggu perataan udara panas, dan tanpa bahaya tersembunyi dari difusi logam pada pelapisan nikel kimia/perendaman emas. Namun, waktu penyimpanan pelat timah perendaman terbatas, dan jika dibiarkan terlalu lama, oksida timah akan terbentuk di permukaannya, yang akan mempengaruhi efek pengelasan. Oleh karena itu, urutan pencelupan timah selama perakitan harus benar-benar diperhatikan.
Proses perawatan permukaan lainnya
Emas nikel yang dilapisi listrik
Elektroplating emas nikel dapat dianggap sebagai "kakak" dari teknologi perawatan permukaan PCB, yang telah ada sejak lahirnya PCB dan secara bertahap menurunkan proses lainnya. Proses ini melibatkan pelapisan listrik pada lapisan nikel pada permukaan konduktor PCB, dilanjutkan dengan pelapisan listrik pada lapisan emas. Fungsi utama pelapisan nikel adalah untuk mencegah difusi antara emas dan tembaga. Saat ini, emas nikel berlapis listrik terutama dibagi menjadi dua kategori: satu adalah pelapisan emas lunak, terutama digunakan untuk pelapisan kawat emas selama pengemasan chip; Jenis lainnya adalah pelapisan emas keras, terutama digunakan untuk interkoneksi listrik pada sambungan non solder, seperti jari emas. Perlu dicatat bahwa dalam keadaan normal, operasi pengelasan dapat menyebabkan emas yang dilapisi menjadi rapuh, sehingga memperpendek masa pakainya. Oleh karena itu, pengelasan pada emas berlapis harus dihindari sebisa mungkin; Namun, kemungkinan terjadinya penggetasan pada pelapisan nikel/perendaman emas tanpa listrik relatif rendah karena lapisan emasnya tipis dan seragam.
Pelapisan paladium kimia
Proses pelapisan paladium tanpa listrik sangat mirip dengan pelapisan nikel tanpa listrik. Prinsip utamanya adalah menggunakan zat pereduksi, seperti natrium dihidrogen fosfat, untuk mereduksi ion paladium menjadi paladium pada permukaan yang aktif secara katalitik. Paladium yang baru dihasilkan juga dapat berfungsi sebagai katalis untuk mendorong reaksi berkelanjutan, sehingga memperoleh lapisan pelapis paladium dengan ketebalan berapa pun. Pelapisan paladium kimia memiliki keunggulan keandalan pengelasan yang tinggi, stabilitas termal yang baik, dan kerataan permukaan yang sangat baik. Namun, paladium merupakan logam mulia yang relatif langka, sehingga memerlukan biaya yang relatif tinggi untuk proses ini.