Aujourd'hui, alors que les appareils électroniques continuent d'évoluer vers la miniaturisation et les hautes performances, les performances des cartes de circuits imprimés, en tant que support principal des systèmes électroniques, affectent directement la qualité opérationnelle globale de l'équipement. La technologie de revêtement des cartes de circuits imprimés, en tant que moyen important pour améliorer les performances des cartes de circuits imprimés, fait l’objet d’une attention croissante. Il joue un rôle clé en garantissant un fonctionnement stable et en prolongeant la durée de vie des appareils électroniques en recouvrant la surface du circuit imprimé d'un ou plusieurs films minces de matériaux spécifiques, conférant au circuit imprimé de nouvelles caractéristiques fonctionnelles telles qu'une conductivité améliorée, une résistance à l'oxydation améliorée et une soudabilité améliorée.
1, le but et l'importance du revêtement des circuits imprimés
(1) Protéger les circuits imprimés de l'érosion environnementale
Lors de l'utilisation des circuits imprimés, ils seront confrontés à divers facteurs environnementaux complexes, tels que l'air humide, les gaz corrosifs, la poussière, etc. Ces facteurs éroderont progressivement les lignes métalliques à la surface du circuit imprimé, provoquant l'oxydation de la feuille de cuivre, la corrosion des lignes et conduisant finalement à des pannes de circuit. Le revêtement peut former un film protecteur dense sur la surface du circuit imprimé, isolant efficacement le contact direct entre l'environnement externe et le circuit imprimé et ralentissant le taux d'oxydation et de corrosion du métal. Par exemple, dans des environnements difficiles tels que les zones côtières ou à proximité d’entreprises chimiques, les circuits imprimés revêtus peuvent avoir une durée de vie plusieurs fois supérieure à celle des circuits imprimés non revêtus.
(2) Améliorer les performances électriques des circuits imprimés
Certains matériaux de revêtement ont une bonne conductivité. En recouvrant la surface du circuit imprimé avec ces matériaux, la résistance du circuit peut être réduite et l'efficacité et la stabilité de la transmission du signal peuvent être améliorées. Dans les circuits à haute -fréquence, la vitesse de transmission du signal est rapide et la fréquence est élevée, ce qui nécessite une adaptation d'impédance extrêmement élevée du circuit. Un revêtement approprié peut optimiser les caractéristiques d'impédance du circuit, réduire la réflexion et la perte du signal et garantir une transmission de haute -qualité des signaux haute-fréquence. De plus, certains revêtements ont également des propriétés isolantes, qui peuvent former une couche isolante sur le circuit imprimé, isoler les lignes avec des potentiels différents, empêcher les courts-circuits et améliorer encore la fiabilité électrique du circuit imprimé.
(3) Améliorer la soudabilité des circuits imprimés
Une bonne soudabilité est la clé pour garantir une connexion fiable entre les composants électroniques et les cartes de circuits imprimés pendant le processus d'assemblage des cartes de circuits imprimés. Cependant, l'oxydation, la contamination et d'autres problèmes sur la surface du circuit imprimé peuvent réduire sa soudabilité, entraînant des défauts tels qu'une mauvaise soudure et une soudure virtuelle. Le revêtement peut éliminer les oxydes de la surface des cartes de circuits imprimés, formant une couche de surface facile à souder, améliorant le mouillage et la liaison entre la soudure et les cartes de circuits imprimés, rendant le processus de soudure plus fluide et améliorant l'efficacité de l'assemblage et la qualité du produit.
2, types courants de revêtement de circuits imprimés
(1) nickelage chimique-or
Le placage chimique en nickel-or est l’un des procédés de revêtement les plus utilisés dans l’industrie actuelle des circuits imprimés. Ce processus dépose d'abord une couche de nickel sur la surface du circuit imprimé par placage chimique, d'une épaisseur généralement comprise entre 3 et 5 µm. La couche de nickel a une bonne résistance à l'usure et à la corrosion, ce qui peut fournir une protection préliminaire au circuit imprimé. Parallèlement, la présence d'une couche de nickel peut empêcher le cuivre de se diffuser dans la couche d'or, évitant ainsi la décoloration et la dégradation des performances de la couche d'or. Au-dessus de la couche de nickel, une couche d'or est déposée par réaction de déplacement, avec une épaisseur allant généralement de 0,05 à 0,1 µm. La couche d'or a une excellente résistance à l'oxydation, conductivité et soudabilité, ce qui peut protéger efficacement la couche de nickel. Pendant le processus de soudure des composants électroniques, la couche d'or peut rapidement se dissoudre dans la soudure, obtenant ainsi de bons résultats de soudure. Le processus de placage autocatalytique au nickel-or convient aux circuits imprimés qui nécessitent une planéité de surface, une soudabilité et une fiabilité élevées, tels que les cartes mères d'ordinateurs, les circuits imprimés de téléphones portables, etc.
(2) Placage chimique de nickel-palladium
Le processus de placage chimique au nickel-palladium est développé sur la base du processus de placage chimique au nickel-or. Par rapport au procédé ENIG, il ajoute une couche de palladium entre la couche de nickel et la couche d'or, d'une épaisseur généralement comprise entre 0,05 et 0,1 µm. L'ajout d'une couche de palladium peut supprimer efficacement l'apparition du phénomène de « disque noir ». Le phénomène du « disque noir » fait référence à la teneur inégale en phosphore à la surface de la couche de nickel ou à la réaction chimique entre la couche de nickel et la couche d'or dans des environnements à haute température et à forte humidité dans la technologie ENIG, ce qui fait que la surface de la couche de nickel devient noire, affectant ainsi les performances de soudure et la fiabilité du circuit imprimé. La couche de palladium dans le procédé ENEPIG peut empêcher les réactions indésirables entre le nickel et l'or, améliorant ainsi la stabilité et la fiabilité du revêtement. Ce procédé est adapté aux domaines qui nécessitent une fiabilité extrêmement élevée, comme l'aérospatiale, les équipements médicaux, etc.
(3) Film protecteur de soudabilité organique
Le film protecteur de soudabilité organique est un processus de revêtement qui recouvre des films minces organiques sur la surface des cartes de circuits imprimés. L'épaisseur du film OSP est extrêmement fine, généralement comprise entre 0,2 et 0,5 µm. Il forme un film organique transparent sur la surface du cuivre grâce à des méthodes chimiques, qui peuvent protéger le cuivre de l'oxydation pendant un certain temps et peuvent se décomposer rapidement pendant le soudage sans affecter l'effet de soudage. La technologie OSP présente les avantages d'un faible coût, d'un processus simple et d'une protection de l'environnement, et convient aux circuits imprimés sensibles aux coûts et ayant certaines exigences en matière de soudabilité, tels que les circuits imprimés dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers ordinaires et d'autres domaines. Cependant, la capacité antioxydante du film OSP est relativement faible et sa durée de stockage est limitée. Généralement, le soudage et l’assemblage doivent être terminés dans un court laps de temps après le revêtement.
(4) Précipitation chimique de l'argent
Le processus de dépôt d'argent dépose une fine couche d'argent sur la surface du circuit imprimé par réaction de déplacement. La couche d'argent a une excellente conductivité (après l'or) et une excellente soudabilité, ce qui peut réduire efficacement la résistance de la ligne et améliorer les performances de transmission du signal. Cependant, la stabilité chimique de la couche d'argent est médiocre et sujette à l'oxydation ou à la sulfuration, il est donc souvent nécessaire d'appliquer des agents protecteurs organiques ou d'effectuer un traitement par immersion dans l'or pour prolonger sa durée de vie. Ce processus convient aux circuits à haute fréquence-(tels que la 5G et les équipements de communication par satellite), mais une conception minutieuse est nécessaire dans des environnements à forte humidité et à forte teneur en soufre pour éviter la migration ou la corrosion de l'argent.
3, le processus de revêtement des cartes de circuits imprimés
(1) Pré-traitement
Le pré-traitement est l'étape de base du revêtement des circuits imprimés, qui vise à éliminer les impuretés telles que l'huile, les oxydes, la poussière, etc. sur la surface du circuit imprimé, afin d'obtenir un état propre et activé et de fournir une bonne base pour les processus de revêtement ultérieurs. Le prétraitement comprend généralement des processus tels que l'élimination de l'huile, la microgravure, le lavage à l'acide et le lavage à l'eau. Le processus de dégraissage utilise des solvants alcalins ou organiques pour éliminer les taches d'huile de la surface du circuit imprimé ; Le processus de micro-gravure élimine la couche d'oxyde et les légères bavures sur la surface du circuit imprimé par corrosion chimique, augmente la rugosité de la surface et améliore l'adhérence entre le revêtement et le circuit imprimé ; Le processus de décapage est utilisé pour éliminer davantage les oxydes de la surface métallique et ajuster l’acidité ou l’alcalinité de la surface ; Le processus de lavage à l’eau est utilisé pour nettoyer et éliminer les réactifs chimiques résiduels des étapes précédentes.
(2) Revêtement
Selon les différents types de revêtement, des procédés de revêtement correspondants sont utilisés pour le revêtement. En prenant le nickelage autocatalytique comme exemple, après avoir terminé le pré-traitement, le circuit imprimé est immergé dans une solution de nickelage autocatalytique contenant des sels de nickel, des agents réducteurs, des agents chélateurs et d'autres composants. Dans des conditions appropriées de température (généralement 80 à 90 degrés) et de pH (généralement 4,5 à 5,5), les ions nickel sont réduits par l'agent réducteur sur la surface du circuit imprimé, déposant une couche de nickel. Une fois le nickelage terminé, transférez le circuit imprimé dans une solution de placage d'or et déposez une couche d'or sur la surface de la couche de nickel par réaction de déplacement. Pendant le processus de revêtement, il est nécessaire de contrôler strictement les paramètres du processus tels que la composition de la solution, la température, la valeur du pH et la durée pour garantir que l'épaisseur, l'uniformité et la qualité du revêtement répondent aux exigences.
(3) Post-traitement
Le post-traitement comprend principalement des processus tels que le lavage à l’eau, le séchage et les tests. Le lavage à l'eau est utilisé pour éliminer les solutions de revêtement résiduelles et les réactifs chimiques sur la surface des cartes de circuits imprimés, afin d'éviter leurs effets néfastes sur les performances des cartes de circuits imprimés ; Le séchage est le processus d'élimination de l'humidité de la surface du circuit imprimé pour empêcher l'humidité résiduelle de provoquer de la rouille ou d'autres problèmes de qualité ; Le processus de test évalue de manière exhaustive la qualité du revêtement grâce à diverses méthodes de test, telles que l'inspection visuelle, la mesure de l'épaisseur du film, les tests de soudabilité, les tests de conductivité, etc., pour garantir que le circuit imprimé revêtu répond aux exigences de conception et aux normes d'utilisation.