باعتبارها الناقل الرئيسي لنقل الإشارات وتوصيل المكونات، فإن استقرار أداء لوحة الدوائر المطبوعة يؤثر بشكل مباشر على جودة تشغيل المعدات. إلا أن المواد المعدنية الموجودة في لوحات الدوائر المطبوعة، وخاصة الأسلاك النحاسية، تكون عرضة للتفاعلات الكيميائية مع الأكسجين الموجود في الهواء، مما يؤدي إلى الأكسدة. قد تواجه لوحات الدوائر المطبوعة المؤكسدة مشكلات مثل زيادة مقاومة الدائرة وانخفاض قابلية اللحام، وفي الحالات الشديدة، قد تتسبب في انقطاع الدائرة. ولذلك، أصبح اتخاذ تدابير فعالة علميا لمنع أكسدة لوحات الدوائر المطبوعة رابطا هاما في ضمان موثوقية الأجهزة الإلكترونية.
1، تحليل مبادئ ومخاطر أكسدة لوحات الدوائر المطبوعة
أكسدة لوحة الدوائر المطبوعة هي في الأساس تفاعل كيميائي بين المواد المعدنية ومواد مثل الأكسجين والرطوبة. لنأخذ النحاس كمثال، في بيئة رطبة، يتفاعل النحاس أولاً مع الأكسجين لتكوين أكسيد النحاس، الذي يتحد أيضًا مع ثاني أكسيد الكربون والماء في الهواء لتكوين كربونات النحاس الأساسية. لا تؤدي عملية الأكسدة هذه إلى تغيير الخواص الفيزيائية والكيميائية لسطح المعدن فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى إتلاف البنية البلورية للمعدن على المستوى المجهري، مما يؤدي إلى انخفاض في التوصيل. بالنسبة لدوائر لوحات الدوائر المطبوعة الدقيقة، قد تؤدي تغييرات المقاومة الصغيرة الناتجة عن الأكسدة إلى تشويه الإشارة وتأخيرها ومشكلات أخرى في -نقل الإشارة ذات التردد العالي؛ في عملية اللحام، سوف تعيق طبقة الأكسيد تسلل اللحام والمعادن، مما يسبب عيوب اللحام مثل اللحام الافتراضي واللحام البارد، ويقلل من معدل تأهيل المنتج.
2، تحسين عملية المعالجة السطحية
(1) طلاء الذهب بالنيكل الكيميائي
تعد عملية طلاء الذهب بالنيكل اللاكهربائي طريقة شائعة الاستخدام لمنع أكسدة لوحة الدوائر المطبوعة. تقوم هذه العملية أولاً بترسيب طبقة نيكل موحدة على سطح لوحة الدائرة المطبوعة، عادة بسمك 3-5 ميكرون. تتمتع طبقة النيكل بثبات كيميائي جيد ويمكنها عزل الاتصال بين الأكسجين والنحاس الأساسي بشكل فعال. بعد ذلك، يتم ترسيب طبقة من الذهب بسمك حوالي 0.05-0.1 ميكرون على سطح طبقة النيكل. الخصائص الكيميائية للذهب مستقرة للغاية ولا تتفاعل تقريبًا مع الأكسجين، مما يعزز التأثير الوقائي. سطح لوحة الدوائر المطبوعة المعالجة بطلاء الذهب بالنيكل غير الكهربائي مسطح وسلس، مع قابلية لحام ممتازة، ومناسب للمنتجات الإلكترونية ذات متطلبات الموثوقية العالية، مثل معدات محطة قاعدة الاتصالات، والأدوات الإلكترونية الطبية، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن هذه العملية لها تكاليف عالية نسبيًا ومتطلبات صارمة للتحكم في تكوين محلول الطلاء ومعلمات العملية. قد يؤدي التشغيل غير السليم إلى وجود محتوى غير طبيعي من الفوسفور في طبقة النيكل وسماكة غير متساوية لطبقة الذهب.
(2) واقي قابلية اللحام العضوي
إن واقي قابلية اللحام العضوي عبارة عن طبقة رقيقة من طبقة الحماية العضوية التي يتم تشكيلها على السطح النحاسي للوحة الدوائر المطبوعة، بسمك يبلغ 0.2-0.5 ميكرون فقط. يمكن لهذا الغشاء الواقي أن يمنع أكسدة النحاس بشكل فعال دون التأثير على الترابط بين اللحام والنحاس أثناء اللحام. تتميز تقنية OSP بأنها بسيطة وفعالة من حيث التكلفة-ومناسبة لأسلاك لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة، وتستخدم على نطاق واسع في إنتاج لوحات الدوائر للمنتجات الإلكترونية الاستهلاكية مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. ومع ذلك، فإن مقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية لفيلم OSP ضعيفة نسبيًا. أثناء التخزين والنقل، يجب الانتباه إلى مقاومة الرطوبة والخدش. علاوة على ذلك، فإن عمر خدمة فيلم OSP محدود، ويوصى عادة بإكمال اللحام خلال 7-10 أيام بعد المعالجة.
(3) تسوية الهواء الساخن
تتمثل عملية تسوية الهواء الساخن في غمر لوحة الدائرة المطبوعة في اللحام المنصهر، ثم استخدام الهواء الساخن لتفجير اللحام الزائد، بحيث يغطي اللحام سطح النحاس بالتساوي. طبقة اللحام التي تشكلها هذه الطريقة سميكة نسبيًا، والتي يمكن أن توفر حماية مادية جيدة للنحاس وتمنع غزو الأكسجين. تستخدم عملية HASL التقليدية لحامًا يحتوي على الرصاص، والذي تم استبداله تدريجيًا بـ HASL الخالي من الرصاص- نظرًا للمتطلبات البيئية. تتميز عملية تسوية الهواء الساخن بتكلفة منخفضة وكفاءة إنتاجية عالية، وهي مناسبة للوحات الدوائر العادية التي ليس لديها متطلبات صارمة لتسطيح السطح. ومع ذلك، فإن هذه العملية بها مشاكل مثل ضعف تسطيح السطح وعدم كفاية ملء الثقوب، ومع تطور المنتجات الإلكترونية نحو التصغير والدقة، أصبح تطبيق عملية HASL محدودًا تدريجيًا.
3، تطبيق الطلاء الواقي
(1) ثلاثة طلاء طلاء مقاوم
يمكن لثلاثة ألوان مقاومة (مقاومة للرطوبة، ومضادة للعفن، ومضادة لرذاذ الملح) أن تشكل طبقة واقية كثيفة على سطح لوحة الدائرة المطبوعة، مما يؤدي إلى عزل الأكسجين والرطوبة والاتصال بلوحة الدائرة. تشمل الأنواع الشائعة من الطلاء ثلاثي المقاومة البولي يوريثين، والأكريليك، والسيليكون، وما إلى ذلك. يتمتع طلاء البولي يوريثين ثلاثي المقاومة بمقاومة جيدة للتآكل ومرونة، ومناسب للأجهزة الإلكترونية التي تتطلب اهتزازات متكررة، مثل لوحة الدوائر المطبوعة لوحدات التحكم الإلكترونية في السيارات؛ يتميز الطلاء الأكريليكي ثلاثي المقاومة بسرعة تجفيف سريعة وتكلفة منخفضة، ويستخدم بشكل شائع في المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية العادية؛ يتمتع طلاء السيليكون العضوي ثلاثي المقاومة بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية ومقاومة للتآكل الكيميائي، وهو مناسب للوحات الدوائر التي تعمل في بيئات درجات الحرارة العالية-، مثل لوحات الدوائر المطبوعة في معدات التحكم الصناعية. من خلال تطبيق ثلاثة طلاءات مقاومة، يمكن إطالة عمر مضادات الأكسدة للوحة الدوائر المطبوعة بشكل كبير، خاصة في البيئات القاسية، حيث يكون التأثير الوقائي أكثر وضوحًا.
(2) تكنولوجيا طلاء النانو
تعد تقنية طلاء النانو نوعًا جديدًا من طرق الحماية التي ظهرت في السنوات الأخيرة. إنها تستخدم الخصائص الخاصة للمواد النانوية لتكوين طبقة واقية موحدة و-رفيعة للغاية وعالية الأداء- على سطح لوحات الدوائر المطبوعة. على سبيل المثال، يمكن لطلاء الجرافين النانوي، بثباته الكيميائي الممتاز وخصائصه الحاجزة، أن يمنع بشكل فعال اختراق جزيئات الأكسجين والماء، بينما يمتلك أيضًا موصلية جيدة وتبديد الحرارة، مما يمكن أن يحسن الأداء العام للوحات الدوائر المطبوعة مع منع الأكسدة. لا يؤدي تطبيق الطلاء النانوي إلى تعزيز قدرة لوحات الدوائر المطبوعة على مضادات الأكسدة فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين مقاومة التآكل وخصائصها المضادة-الكهربائية الساكنة وغيرها، مما يجعلها مناسبة للمنتجات الإلكترونية المتطورة-مثل معدات الطيران ولوحات دوائر الخوادم عالية الأداء-.
4، التحكم البيئي وإدارة التخزين
(1) تحسين بيئة الإنتاج
يعد التحكم في درجة الحرارة والرطوبة وجودة الهواء أمرًا بالغ الأهمية في عملية إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة. التحكم في الرطوبة النسبية في ورشة الإنتاج بنسبة 40% -60% والحفاظ على درجة الحرارة عند 20-25 درجة يمكن أن يقلل من تكثيف بخار الماء على سطح لوحة الدائرة المطبوعة ويمنع تفاعلات الأكسدة. في الوقت نفسه، قم بتركيب معدات تنقية الهواء لتصفية المواد المسببة للتآكل مثل الغبار والكبريتيدات وأكاسيد النيتروجين وما إلى ذلك في الهواء، لمنع هذه المواد من تسريع أكسدة لوحة الدوائر المطبوعة. لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة عالية الدقة، يمكن استخدام ورشة عمل خالية من الغبار لتحسين نظافة البيئة.
(2) حماية التخزين والنقل
أثناء تخزين لوحات الدوائر المطبوعة ونقلها، يجب اتخاذ إجراءات مقاومة-الرطوبة والأكسدة-. استخدم أكياسًا مقاومة للرطوبة- لتعبئة لوحات الدوائر المطبوعة ووضع المجففات، مثل مجففات السيليكون، داخل الأكياس لامتصاص الرطوبة؛ بالنسبة للوحات الدوائر المطبوعة المخزنة لفترة طويلة، يمكن استخدام التغليف المفرغ لعزلها عن الهواء. أثناء النقل، تجنب الاهتزازات والاصطدامات الشديدة على لوحة الدوائر المطبوعة، ومنع تلف الطبقة الواقية السطحية، وانتبه للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة في بيئة النقل للتأكد من أن لوحة الدوائر المطبوعة دائمًا في ظروف تخزين مناسبة.