En tant que support clé pour la transmission du signal et la connexion des composants, la stabilité des performances des cartes de circuits imprimés affecte directement la qualité de fonctionnement de l'équipement. Cependant, les matériaux métalliques des cartes de circuits imprimés, en particulier les fils de cuivre, sont sujets à des réactions chimiques avec l'oxygène de l'air, conduisant à une oxydation. Les cartes de circuits imprimés oxydées peuvent rencontrer des problèmes tels qu'une résistance accrue du circuit et une diminution de la soudabilité et, dans les cas graves, peuvent même provoquer des coupures de circuit. Par conséquent, prendre des mesures scientifiquement efficaces pour prévenir l’oxydation des circuits imprimés est devenu un maillon important pour garantir la fiabilité des appareils électroniques.
1, Analyser les principes et les dangers de l'oxydation des circuits imprimés
L'oxydation des circuits imprimés est essentiellement une réaction chimique entre des matériaux métalliques et des substances telles que l'oxygène et l'humidité. En prenant le cuivre comme exemple, dans un environnement humide, le cuivre réagit d'abord avec l'oxygène pour former de l'oxyde de cuivre, qui se combine ensuite avec le dioxyde de carbone et l'eau de l'air pour former du carbonate de cuivre basique. Ce processus d'oxydation modifie non seulement les propriétés physiques et chimiques de la surface métallique, mais endommage également la structure cristalline du métal au niveau microscopique, entraînant une diminution de la conductivité. Pour les circuits imprimés de précision, les petits changements de résistance provoqués par l'oxydation peuvent entraîner une distorsion du signal, un retard et d'autres problèmes dans la transmission du signal haute - ; Dans le processus de soudage, la couche d'oxyde empêchera l'infiltration de la soudure et du métal, provoquant des défauts de soudage tels que le soudage virtuel et le soudage à froid, et réduisant le taux de qualification du produit.
2, optimiser le processus de traitement de surface
(1) Placage d'or au nickel chimique
Le processus de placage autocatalytique au nickel et à l’or est une méthode couramment utilisée pour empêcher l’oxydation des circuits imprimés. Ce processus dépose d'abord une couche de nickel uniforme sur la surface du circuit imprimé, généralement d'une épaisseur de 3 à 5 microns. La couche de nickel a une bonne stabilité chimique et peut isoler efficacement le contact entre l'oxygène et le cuivre sous-jacent ; Ensuite, une couche d'or d'une épaisseur d'environ 0,05 à 0,1 microns est déposée à la surface de la couche de nickel. Les propriétés chimiques de l'or sont extrêmement stables et ne réagissent presque pas avec l'oxygène, renforçant encore l'effet protecteur. La surface de la carte de circuit imprimé traitée avec un placage autocatalytique en nickel-or est plate et lisse, avec une excellente soudabilité, adaptée aux produits électroniques ayant des exigences de fiabilité élevées, tels que les équipements de stations de base de communication, les instruments électroniques médicaux, etc. Cependant, ce processus a des coûts relativement élevés et des exigences strictes pour contrôler la composition de la solution de placage et les paramètres du processus. Un fonctionnement incorrect peut entraîner une teneur anormale en phosphore dans la couche de nickel et une épaisseur inégale de la couche d'or.
(2) Protecteur de soudabilité organique
Le protecteur de soudabilité organique est une fine couche de film protecteur organique formée sur la surface en cuivre du circuit imprimé, avec une épaisseur de seulement 0,2-0,5 microns. Ce film protecteur peut supprimer efficacement l'oxydation du cuivre sans affecter la liaison entre la soudure et le cuivre pendant le soudage. La technologie OSP est simple,-efficace et adaptée au câblage de cartes de circuits imprimés haute densité, largement utilisée dans la production de cartes de circuits imprimés pour les produits électroniques grand public tels que les smartphones et les tablettes. Cependant, la résistance à l'usure et la résistance aux températures élevées du film OSP sont relativement faibles. Pendant le stockage et le transport, il convient de prêter attention à la résistance à l'humidité et aux rayures. De plus, la durée de vie du film OSP est limitée et il est généralement recommandé de terminer le soudage dans les 7 à 10 jours suivant le traitement.
(3) Nivellement à air chaud
Le processus de nivellement à l'air chaud consiste à immerger la carte de circuit imprimé dans la soudure fondue, puis à utiliser de l'air chaud pour souffler l'excès de soudure, afin que la soudure recouvre uniformément la surface du cuivre. La couche de soudure formée par cette méthode est relativement épaisse, ce qui peut fournir une bonne protection physique au cuivre et bloquer l'invasion de l'oxygène. Le processus HASL traditionnel utilise de la soudure contenant du plomb, qui a progressivement été remplacée par du HASL sans plomb-en raison des exigences environnementales. Le processus de nivellement à l'air chaud a un faible coût et une efficacité de production élevée, et convient aux circuits imprimés ordinaires qui n'ont pas d'exigences strictes en matière de planéité de surface. Cependant, ce procédé présente des problèmes tels qu'une mauvaise planéité de la surface et un remplissage insuffisant des trous, et avec le développement des produits électroniques vers la miniaturisation et la précision, l'application du procédé HASL est progressivement limitée.
3, Application d'un revêtement protecteur
(1) Revêtement de peinture à trois épreuves
La peinture à trois épreuves (résistante à l'humidité, anti-moisissure, anti-brouillard salin) peut former un film protecteur dense sur la surface du circuit imprimé, isolant l'oxygène, l'humidité et le contact avec le circuit imprimé. Les types courants de peinture à trois épreuves comprennent le polyuréthane, l'acrylique, le silicone, etc. La peinture polyuréthane à trois épreuves a une bonne résistance à l'usure et une bonne flexibilité, adaptée aux appareils électroniques qui nécessitent des vibrations fréquentes, tels que les circuits imprimés des unités de commande électroniques automobiles ; La peinture acrylique à trois épreuves a une vitesse de séchage rapide et un faible coût, et est couramment utilisée dans les produits électroniques grand public ordinaires ; La peinture à trois épreuves au silicium organique présente une excellente résistance aux hautes températures et à la corrosion chimique, et convient aux circuits imprimés fonctionnant dans des environnements à haute température -, tels que les circuits imprimés dans les équipements de contrôle industriel. En appliquant une peinture à trois épreuves, la durée de vie antioxydante des circuits imprimés peut être considérablement prolongée, en particulier dans les environnements difficiles, où l'effet protecteur est plus prononcé.
(2) Technologie de nano-revêtement
La technologie des nano-revêtements est un nouveau type de méthode de protection apparue ces dernières années. Il utilise les propriétés spéciales des matériaux à l'échelle nanométrique pour former une couche protectrice uniforme-mince et haute-performance sur la surface des cartes de circuits imprimés. Par exemple, le nanorevêtement de graphène, avec son excellente stabilité chimique et ses propriétés barrières, peut bloquer efficacement la pénétration des molécules d'oxygène et d'eau, tout en possédant une bonne conductivité et une bonne dissipation thermique, ce qui peut améliorer les performances globales des cartes de circuits imprimés tout en empêchant l'oxydation. L'application de nanorevêtements peut non seulement améliorer la capacité antioxydante des cartes de circuits imprimés, mais également améliorer leur résistance à l'usure, leurs propriétés anti-statiques et autres, les rendant adaptées aux produits électroniques haut de gamme-tels que les équipements aérospatiaux et les cartes de circuits imprimés de serveurs-hautes performances.
4, contrôle environnemental et gestion du stockage
(1) Optimisation de l'environnement de production
Le contrôle de la température, de l'humidité et de la qualité de l'air ambiant est crucial dans le processus de production de circuits imprimés. Contrôler l'humidité relative dans l'atelier de production à 40 % -60 % et maintenir la température à 20-25 degrés peut réduire la condensation de la vapeur d'eau sur la surface du circuit imprimé et inhiber les réactions d'oxydation. Dans le même temps, installez un équipement de purification de l'air pour filtrer les substances corrosives telles que la poussière, les sulfures, les oxydes d'azote, etc. dans l'air, afin d'empêcher ces substances d'accélérer l'oxydation des circuits imprimés. Pour la production de circuits imprimés de haute précision, un atelier sans poussière peut être utilisé pour améliorer encore la propreté environnementale.
(2) Protection du stockage et du transport
Pendant le stockage et le transport des cartes de circuits imprimés, des mesures-résistantes à l'humidité et-à l'oxydation doivent être prises. Utilisez des sacs résistants à l'humidité-pour emballer les cartes de circuits imprimés et placez des déshydratants, tels que des déshydratants en silicone, à l'intérieur des sacs pour absorber l'humidité ; Pour les circuits imprimés stockés pendant une longue période, un emballage sous vide peut être utilisé pour les isoler de l'air. Pendant le transport, évitez les vibrations et les collisions graves sur la carte de circuit imprimé, évitez d'endommager la couche protectrice de surface et faites attention au contrôle de la température et de l'humidité dans l'environnement de transport pour garantir que la carte de circuit imprimé est toujours dans des conditions de stockage appropriées.