Leprocessus de bordure métalliqueest un moyen important pour améliorer les performances des circuits imprimés. Ce processus enveloppe une couche de métal autour du bord du circuit imprimé, ce qui améliore non seulement la résistance mécanique du circuit imprimé, mais améliore également ses performances de blindage électromagnétique, sa résistance à la corrosion et son effet de dissipation thermique. Il est largement utilisé dans les domaines exigeant des performances strictes, tels que les équipements aérospatiaux et de communication.
1, principe du processus de bordure métallique
Le processus d'emballage des bords métalliques des circuits imprimés est basé sur les excellentes propriétés physiques des matériaux métalliques et, grâce à des méthodes de traitement spécifiques, forme une couche métallique continue et dense au bord du circuit imprimé. Le principe de base est d'utiliser des moyens physiques ou chimiques pour lier étroitement le métal au substrat du PCB, formant ainsi des liaisons chimiques solides ou des structures de verrouillage mécanique, obtenant ainsi une protection efficace et une amélioration des performances des bords du PCB. Les matériaux utilisés pour les bordures métalliques comprennent généralement le cuivre, l'aluminium, l'acier inoxydable, etc. Différents matériaux confèrent aux circuits imprimés différentes directions d'amélioration des performances. Par exemple, les bordures en cuivre visent à améliorer la conductivité et la dissipation thermique, tandis que les bordures en aluminium excellent en termes de légèreté et de résistance à la corrosion.
2, flux de processus de bordure métallique
(1) prétraitement des circuits imprimés-
Tout d'abord, nettoyez le circuit imprimé en utilisant des agents de nettoyage spécialisés pour éliminer les couches d'huile, de poussière et d'oxyde de surface, en vous assurant que les zones de bord sont propres et exemptes d'impuretés. Pour les substrats nécessitant un traitement spécial, des opérations de microgravure ou de rugosité sont également effectuées pour former des structures microrugueuses sur la surface périphérique du circuit imprimé par gravure chimique, augmentant ainsi la zone de contact entre le métal et le substrat, améliorant ainsi l'adhésion des couches métalliques ultérieures.
(2) Préparation de la couche métallique
Méthode de galvanoplastie : Il s’agit d’une méthode courante pour préparer les bordures métalliques. Plongez le PCB prétraité dans une solution de placage contenant des ions métalliques, avec le PCB comme cathode. Appliquez un courant externe pour faire migrer les ions métalliques dans la solution de placage vers le bord du PCB sous l'action d'un champ électrique, puis réduisez et déposez sur la surface du bord pour former une couche métallique. Dans le processus de galvanoplastie, il est nécessaire de contrôler avec précision des paramètres tels que la densité de courant, le temps de galvanoplastie et la température de la solution de galvanoplastie pour garantir l'uniformité et la densité de l'épaisseur de la couche métallique.
Méthode de placage chimique : sans avoir besoin de courant externe, un agent réducteur chimique est utilisé pour initier des réactions redox sur la surface périphérique du PCB, permettant aux ions métalliques de se réduire et de se déposer pour former une couche métallique sous autocatalyse. La méthode de placage chimique nécessite moins d'équipement et peut obtenir un placage uniforme sur des surfaces irrégulières, mais la stabilité et la durée de vie de la solution de placage doivent être strictement contrôlées.
Dépôt physique en phase vapeur : des atomes ou des molécules métalliques sont déposés sur la surface périphérique du circuit imprimé par le biais de processus physiques tels que l'évaporation et la pulvérisation dans un environnement sous vide. La couche métallique préparée par la méthode PVD présente une pureté élevée, une bonne densité et une forte adhérence avec le substrat, mais le coût de l'équipement est élevé et l'efficacité de la production est relativement faible. Il est couramment utilisé dans les produits de circuits imprimés spéciaux avec des exigences de performances extrêmement élevées.
(3) Moulage d'emballage de bord
Après avoir terminé le dépôt initial de la couche métallique, le bord métallique est formé selon les exigences de conception. Pour une bordure simple à angle droit, l'excès de métal peut être enlevé par découpe mécanique ou par estampage pour rendre le bord de bordure net. Pour les bords de forme complexe, tels que les arcs, les formes irrégulières, etc., il est nécessaire d'utiliser des moules pour le moulage par extrusion ou par laminage afin de garantir que le bord métallique adhère étroitement au bord du circuit imprimé, tout en obtenant la forme et la précision dimensionnelle conçues.
(4) Post-traitement
La bordure métallique formée doit subir un traitement de surface pour améliorer encore ses performances et sa qualité d'apparence. Les techniques de post-traitement courantes incluent la passivation, le revêtement avec une peinture protectrice, etc. Le traitement de passivation peut former un film d'oxyde dense sur la surface du métal, améliorant ainsi la résistance à la corrosion du métal ; L’application d’une peinture protectrice peut prévenir les rayures et l’usure des surfaces métalliques, tout en offrant une isolation et une résistance à l’humidité. Enfin, une inspection complète est effectuée sur le circuit imprimé traité, à l'aide d'une inspection visuelle, d'une observation au microscope métallographique, d'une mesure de l'épaisseur et d'autres méthodes pour garantir que la qualité du chant métallique répond aux normes du processus.
3, contrôle des paramètres clés du processus de bordure métallique
(1) Épaisseur de la couche métallique
L'épaisseur de la couche métallique affecte directement les performances de la bordure. Les couches métalliques minces peuvent ne pas fournir une protection mécanique et un blindage électromagnétique suffisants, tandis que des couches épaisses peuvent augmenter les coûts et le poids, et peuvent également affecter l'assemblage des circuits imprimés. D'une manière générale, selon le scénario d'application, l'épaisseur des bordures métalliques doit être contrôlée entre 5 et 50 microns. Par exemple, les bordures métalliques utilisées pour le blindage électromagnétique nécessitent généralement une épaisseur d'au moins 10 microns pour bloquer efficacement les interférences électromagnétiques.
(2) Température et durée
La température et le temps sont des paramètres de contrôle clés dans les processus de galvanoplastie ou de placage chimique. Une température excessive peut provoquer un dépôt rapide du métal, entraînant la formation de couches métalliques rugueuses et lâches ; Si la température est trop basse, la vitesse de sédimentation sera lente et l'efficacité de la production diminuera. Le contrôle du temps est tout aussi important. Un temps de traitement trop court peut entraîner une épaisseur insuffisante de la couche métallique, tandis qu'un temps de traitement trop long peut conduire à une croissance excessive de la couche métallique, affectant la précision dimensionnelle du circuit imprimé. En prenant comme exemple les bordures en cuivre de galvanoplastie, la température de la solution de galvanoplastie est généralement contrôlée entre 25 et 35 degrés et le temps de galvanoplastie est réglé entre 15 et 60 minutes en fonction de l'épaisseur requise.
(3) Densité de courant
La densité de courant détermine la vitesse de dépôt et la qualité des ions métalliques au bord du circuit imprimé. Une densité de courant raisonnable peut assurer la croissance uniforme et dense de la couche métallique. Une densité de courant excessive peut provoquer des défauts tels que des brûlures et des dendrites, tandis qu'une densité de courant insuffisante peut entraîner un dépôt irrégulier. Dans la production réelle, il est nécessaire d'ajuster avec précision la densité de courant en fonction de facteurs tels que les matériaux métalliques, la composition de la solution de placage et la surface du circuit imprimé, généralement contrôlés dans la plage de 0,5 à 5 A/dm².
4, problèmes courants et solutions
(1) Adhérence insuffisante de la couche métallique
Se manifeste par une bordure métallique sujette au détachement ou au pelage. Les raisons peuvent être un prétraitement insuffisant des circuits imprimés-, des paramètres de processus inappropriés lors de la galvanoplastie ou du placage chimique et des problèmes de compatibilité entre le métal et les matériaux du substrat. La solution consiste à renforcer le processus de prétraitement des circuits imprimés-pour garantir que les bords sont propres et rendus rugueux correctement ; Contrôlez strictement la composition et les paramètres de processus de la solution de placage et, si nécessaire, ajoutez une couche de transition entre le métal et le substrat pour améliorer la force de liaison.
(2) Épaisseur de bord inégale
Cela peut être dû à une répartition inégale du courant pendant la galvanoplastie, à une concentration de solution incohérente pendant le placage chimique ou à une pression inégale pendant le processus de formage. L'uniformité de l'épaisseur des bords peut être améliorée en optimisant la conception de la cuve de placage, en utilisant une agitation ou un placage assisté par ultrasons, et en améliorant la répartition de la pression du moule.
(3) Défauts de surface
Les défauts de surface tels que les piqûres et les piqûres sont principalement causés par les impuretés présentes dans la solution de placage et les fuites de gaz. Les solutions comprennent une filtration et une purification régulières de la solution de placage, des opérations appropriées d'agitation et de dégazage pendant le processus de galvanoplastie, ainsi que le polissage et le meulage de la surface métallique avant d'appliquer une peinture protectrice pour éliminer les défauts de surface.