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详解PCB电镀后处理的工艺环节
整的PCB电镀工艺包括电镀的后处理,广义地说,所有电镀层在完成电镀以后都要进行后处理。最简单的后处理包括热水清洗和干燥。而许多镀层还要求有钝化、着色、染色、封闭、涂装等后处理,以使镀层的性能得到更好发挥和加强。
一、镀后处理方法主要可分以下12类
1、清洗
清洗PCB的传统方法是用有机溶剂清洗,由CFC—113与少量乙醇(或异丙醇)组成的混合有机溶剂对松香助焊剂的残留物有很好的清洗能力,但由于CFC—113对大气臭氧层有破坏作用,目前已被禁止使用,目前可选用的非ODS清洗工艺包括水基清洗、半水基清洗、溶剂清洗,另外也可以采用不进行清洗的免清洗工艺。到底选用哪种PCB清洗工艺,应根据电子产品的重要性、对清洗质量的要求和工厂的实际情况来决定。
2、干燥
PCB板的烘烤和干燥处理一般有三种方法:鼓风干燥处理、真空干燥处理、电子防潮处理。
3、除氢
除氢处理,也称去氢处理,一般对PCB电镀前后必须进行工序,特别是对高强度高硬度的零件在PCB电镀工艺中。铁零件镀锌过程中,除锌的电沉积外,往往伴随有氢离子还原析氢的副反应。而氢脆对材料的力学性能危害很大,如不除去,会影响零件的寿命,甚至造成机器的破坏事故。
4、抛光(机械抛光和电化学抛光)
CMP 抛光即化学机械抛光, 主要应用于蓝宝石抛光和集成电路中的硅晶片抛光。 CMP 是目前几乎唯一的可以提供硅片全局平面化的技术。
抛光的主要耗材包括抛光垫、抛光液、金刚石盘、抛光头、清洗刷、化学清洗剂。
抛光磨料的种类、物理化学性质、粒径大小、颗粒分散度及稳定性等均与抛光效果紧密相关。此外,抛光垫的属性(如材料、平整度等)也极大地影响了化学机械抛光的效果。
5、钝化
钝化是使PCB表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法。PCB清洗中最后一个工艺步骤,是关键一步,其目的是为了PCB的防腐蚀。
6、着色
PCB作为印刷线路板,主要提供电子元器件之间的相互连接。颜色与性能并无直接关系,颜料的不同并不会对电器性能产生影响。PCB板的性能好坏与否是由所用材料(高Q值)、布线设计和几层板等因素决定。但是,在洗PCB的过程中,黑色是最容易造成色差的,如果PCB工厂使用的原料和制作工艺稍有偏差,就会因为色差造成PCB不良率的升高。这样直接导致生产成本增加。市面上大部分采用红色PCB、绿色PCB、或者蓝色PCB板,黑色PCB板一般使用在中高端或者顶级旗舰产品上,所以并不常见。
7、染色
PCB进行硬阳极处理,置于低温阳极处理液之中(硫酸 15%、草酸 5%,温度 10℃以下,冷极用铅板,阳极电流密度为 15ASF),经 1 小时以上的长时间电解处理,可得到 1~2 mil 厚的阳极化皮膜,其硬度很高(即结晶状 A12O3), 并可再进行染色及封孔,是铝材的一种良好的防蚀及装饰处理法。
8、封装
PCB封装是把一个对象的外部特征和内部实现细节分离开来,其它对象可以访问该对象的外部特征,但不能访问其内部实现细节。对象的PCB封装是一种信息隐藏技术,其目的是将对象的使用者与设计者分开。
9、防护
PCB使用三防漆进行防护,而使用过电路板三防漆的PCB线路板具有防水、防潮、防尘“三防”性能和耐冷热冲击、耐老化、耐辐射、耐盐雾、耐臭氧腐蚀、耐振动、柔韧性好、附着力强等性能。 湿气是对PCB电路板最普遍、最具破坏性的主要因素。
10、涂装
涂装是现代的产品制造工艺中的一个重要环节。防锈、防蚀涂装质量是PCB产品全面质量的重要方面之一。
11、不合格镀层退除
不合格的镀层应在热处理前就进行退除,否则镀层钝化后退镀更困难。要求退镀液必须对基体无腐蚀,其次镀层厚度、退镀速度、退镀成本等因素都要考虑。
12、镀液回收
在PCB电镀工艺中,镀液既是重要的生产资源,又是引起污染环境的重要污染源。为此,在整个电镀挂具设计与使用中都应高度重视镀液损耗。同时为减轻从镀液的回收槽中带出溶液的损耗,回收液要随时回入镀槽利用、降低回收溶液浓度,从而减轻镀液的损耗,否则将降低溶液回收的意义。
二、根据金属或非金属电镀制品的用途分为三类
根据金属或非金属电镀制品的用途或设计目的,又可以将其后处理分为三类,即提高或增强防护性、装饰性和功能性。
1、防护性后处理
除了镀铬以外,所有其他防护性镀层如果是作为PCB表面镀层时,都必须进行适当的后处理,以保持或增强PCB的防护性能。最常用的后处理方法是钝化法。对PCB防护要求比较高的还要进行表面涂覆处理,比如进行罩光涂料处理,从环保和成本方面考虑,可以采用水性透明涂料。
2、装饰性后处理
装饰性后处理是非金属电镀中较多见的处理流程。比如PCB镀层的仿金、仿银、仿古铜、刷光、着色或者染色以及其他艺术处理。这些处理也大都需要表面再涂覆透明罩光涂料。有时还要用彩色透明涂料,比如仿金色、红色、绿色、紫色等颜色的涂料。
3、功能性后处理
有些非金属电镀制品是出于功能需要而设计的,在PCB电镀之后还要进行某些功能性处理。比如作为磁屏蔽层的表面涂膜,用作焊接性镀层的表面焊料涂覆等。
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