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開關電源之pcb的沉銀層有缺陷怎么辦
來源:東莞市成良智能科技 發(fā)布時間:2019-09-28 點擊量:1165
沉銀工藝是線路板表面處理的工藝之一,也是開關電源之PCB線路板制作過程中的最后一道工序,該工藝直接決定著成品線路板的質(zhì)量。探討造成銀層缺陷的最普遍原因和如何通過優(yōu)化沉銀工藝來減少在量產(chǎn)時的各種缺陷,有關調(diào)查結(jié)果公布如下:
因為開關電源之印制線路板完成裝配后不能重工,所以因微空洞而報廢所造成的成本損失最高。
通過對造成缺陷的根本原因分析,可經(jīng)由工藝改善和參數(shù)優(yōu)化相結(jié)合的方式將這些缺陷率降到最低。通常出現(xiàn)在阻焊膜和銅面之間的裂縫下。開關電源之PCB在沉銀過程中,因為裂縫的縫隙非常小,限制了沉銀液對此處的銀離子供應,但是此處的銅可以被腐蝕為銅離子,然后在裂縫外的銅表面上發(fā)生沉銀反應。因為離子轉(zhuǎn)換是沉銀反應的源動力,所以裂縫下銅面受攻擊程度與沉銀厚度直接相關。
下面任何一個原因都會形成開關電源之PCB裂縫:側(cè)蝕/顯影過度或阻焊膜與銅面結(jié)合不好;不均勻的電鍍銅層(孔口薄銅處);阻焊膜下基材銅上有明顯的深刮痕。
開關電源之PCB腐蝕是由于空氣中的硫或氧與金屬表面反應而產(chǎn)生的。銀與硫反應會在表面生成一層黃色的硫化銀(Ag2S)膜,若硫含量較高,硫化銀膜最終會轉(zhuǎn)變成黑色。銀被硫污染有幾個途徑,空氣(如前所述)或其他污染源,如PWB包裝紙。銀與氧的反應則是另外一種過程,通常是氧和銀層下的銅發(fā)生反應,生成深褐色的氧化亞銅。這種缺陷通常是因為沉銀速度非??欤纬傻兔芏鹊某零y層,使得銀層低部的銅容易與空氣接觸,因此銅就會和空氣中的氧產(chǎn)生反應。疏松的晶體結(jié)構(gòu)的晶粒間空隙較大,因而需要更厚的沉銀層才能達到抗氧化。
開關電源之PCB露銅 通常與沉銀前的化學工序有關。這種缺陷在沉銀工藝后顯現(xiàn),主要是因為前制程未完全去除的殘留膜阻礙了銀層的沉積而產(chǎn)生的。最常見的是由阻焊工藝帶來的殘留膜,它是在顯影液中顯影未凈所致, 也就是所謂的“殘膜”,這層殘膜阻礙了沉銀反應。機械處理過程也是產(chǎn)生露銅的原因之一,線路板的表面結(jié)構(gòu)會影響板面與溶液接觸的均勻程度,溶液循環(huán)不足或過多同樣會形成不均勻的沉銀層。
開關電源之PCB離子污染 線路板表面存在的離子物質(zhì)會干擾線路板的電性能。這些離子主要來自沉銀液本身(殘存在沉銀層或在阻焊膜下)。不同沉銀溶液離子含量不同,離子含量越高的溶液,在同樣的水洗條件下,離子污染值越高。沉銀層的孔隙度也是影響離子污染的重要因素之一,孔隙度高的銀層容易殘存溶液中的離子,使得水洗的難度增大,最終會導致離子污染值的相應升高。
開關電源之PCB微空洞通常直徑小于1mil,位于焊料和焊接面之間的金屬界面化合物之上的空洞被稱為微空洞,因為它實際上是焊接面的“平面空泡群”,所以極大的減小了焊接結(jié)合力。OSP、ENIG以及沉銀表面都會出現(xiàn)微空洞,其形成的根本原因尚未明確,但已確認了幾個影響因素。盡管沉銀層的所有微空洞都發(fā)生在厚銀(厚度超過15μm)表面,但并非所有的厚銀層都會發(fā)生微空洞。
三、開關電源之PCB預防措施
預防措施的制訂需要考量實際生產(chǎn)中化學品和設備對各種缺陷的貢獻度,才能避免或消除缺陷并提升良品率。
開關電源之PCB剝膜,蝕刻以及剝錫工序中的過度腐蝕或側(cè)蝕都會促使裂縫的形成,裂縫中會殘留微蝕溶液或其他溶液。
要得到好的沉銀層,在沉銀的位置必須是100%金屬銅,每個槽溶液都有良好的貫孔能力,而且通孔內(nèi)溶液能夠有效交換。若是非常精細的結(jié)構(gòu),如HDI 板,在前處理和沉銀槽液中安裝超聲波或噴射器非常有用。
開關電源之PCB腐蝕 可以通過提高鍍層密度,降低孔隙度來減小。使用無硫材料包裝,同時以密封來隔絕板與空氣的接觸,也防止了空氣中夾帶的硫接觸銀表面。最好將包裝好的板存放在溫度30℃、相對濕度40%的環(huán)境中。雖然沉銀板的保存期很長,但是存儲時仍要遵循先進先出原則。
開關電源之PCB露銅 可以通過優(yōu)化沉銀的前工序來降低或消除。為了達到這個目的,可在微蝕后通過“破水”實驗或“亮點”實驗來檢查銅表面,清潔的銅表面可以保持水膜至少40秒。定期維護保養(yǎng)設備以確保溶液循環(huán)均勻穩(wěn)定,通過DOE優(yōu)化時間、溫度、攪拌來獲得最佳的沉銀操作參數(shù),進而確保得到理想的厚度和高品質(zhì)的銀層。
開關電源之PCB微空洞 是最難預防的一種缺陷,因為它產(chǎn)生的真正原因尚未明確。誠如前面所述,我們已經(jīng)知道有些因素似乎會引發(fā)微空洞或伴隨微空洞而出現(xiàn),可以通過消除或盡量減少這些因素來達到控制出現(xiàn)微空洞問題。其中沉銀厚度引發(fā)微空洞的最顯著因素,所以控制沉銀層厚度是首要步驟。其次還應該調(diào)整微蝕速度和沉銀速度以獲得光滑均勻的表面結(jié)構(gòu)。
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