आज, जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण लघुकरण और उच्च प्रदर्शन की ओर विकसित हो रहे हैं, इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के मुख्य वाहक के रूप में सर्किट बोर्ड का प्रदर्शन सीधे उपकरण की समग्र परिचालन गुणवत्ता को प्रभावित करता है। सर्किट बोर्डों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के एक महत्वपूर्ण साधन के रूप में, सर्किट बोर्डों की कोटिंग तकनीक पर अधिक ध्यान दिया जा रहा है। यह विशिष्ट सामग्रियों की एक या अधिक पतली फिल्मों के साथ सर्किट बोर्ड की सतह को कवर करके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने और सेवा जीवन का विस्तार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, सर्किट बोर्ड को नई कार्यात्मक विशेषताओं जैसे बढ़ी हुई चालकता, बेहतर ऑक्सीकरण प्रतिरोध और बेहतर सोल्डरबिलिटी प्रदान करता है।
1, सर्किट बोर्ड कोटिंग का उद्देश्य और महत्व
(1) सर्किट बोर्डों को पर्यावरणीय क्षरण से बचाएं
सर्किट बोर्ड के उपयोग के दौरान, उन्हें विभिन्न जटिल पर्यावरणीय कारकों का सामना करना पड़ेगा, जैसे आर्द्र हवा, संक्षारक गैसें, धूल, आदि। ये कारक धीरे-धीरे सर्किट बोर्ड की सतह पर धातु लाइनों को नष्ट कर देंगे, जिससे तांबे की पन्नी ऑक्सीकरण, लाइन संक्षारण और अंततः सर्किट विफलताओं का कारण बन जाएगी। कोटिंग सर्किट बोर्ड की सतह पर एक घनी सुरक्षात्मक फिल्म बना सकती है, जो बाहरी वातावरण और सर्किट बोर्ड के बीच सीधे संपर्क को प्रभावी ढंग से अलग करती है, और धातु ऑक्सीकरण और संक्षारण की दर को धीमा कर देती है। उदाहरण के लिए, तटीय क्षेत्रों या रासायनिक कंपनियों के आसपास जैसे कठोर वातावरण में, लेपित सर्किट बोर्डों का जीवनकाल अनकोटेड सर्किट बोर्डों की तुलना में कई गुना अधिक हो सकता है।
(2) सर्किट बोर्डों के विद्युत प्रदर्शन में सुधार करें
कुछ कोटिंग सामग्रियों में अच्छी चालकता होती है। इन सामग्रियों के साथ सर्किट बोर्ड की सतह को कोटिंग करके, सर्किट के प्रतिरोध को कम किया जा सकता है, और सिग्नल ट्रांसमिशन की दक्षता और स्थिरता में सुधार किया जा सकता है। उच्च आवृत्ति सर्किट में, सिग्नल ट्रांसमिशन गति तेज होती है और आवृत्ति अधिक होती है, जिसके लिए सर्किट के अत्यधिक उच्च प्रतिबाधा मिलान की आवश्यकता होती है। उपयुक्त कोटिंग सर्किट की प्रतिबाधा विशेषताओं को अनुकूलित कर सकती है, सिग्नल प्रतिबिंब और हानि को कम कर सकती है, और उच्च आवृत्ति संकेतों की उच्च गुणवत्ता वाले संचरण को सुनिश्चित कर सकती है। इसके अलावा, कुछ कोटिंग्स में इन्सुलेशन गुण भी होते हैं, जो सर्किट बोर्ड पर एक इन्सुलेशन परत बना सकते हैं, विभिन्न क्षमता वाली लाइनों को अलग कर सकते हैं, शॉर्ट सर्किट को रोक सकते हैं और सर्किट बोर्ड की विद्युत विश्वसनीयता में और सुधार कर सकते हैं।
(3) सर्किट बोर्डों की सोल्डरबिलिटी में सुधार
सर्किट बोर्डों की असेंबली प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रॉनिक घटकों और सर्किट बोर्डों के बीच विश्वसनीय कनेक्शन सुनिश्चित करने की कुंजी अच्छी सोल्डरबिलिटी है। हालाँकि, सर्किट बोर्ड की सतह पर ऑक्सीकरण, संदूषण और अन्य समस्याएं इसकी सोल्डरबिलिटी को कम कर सकती हैं, जिससे खराब सोल्डरिंग और वर्चुअल सोल्डरिंग जैसे दोष हो सकते हैं। कोटिंग सर्किट बोर्डों की सतह से ऑक्साइड को हटा सकती है, एक सतह परत बनाती है जिसे सोल्डर करना आसान होता है, सोल्डर और सर्किट बोर्डों के बीच गीलापन और जुड़ाव में सुधार होता है, सोल्डरिंग प्रक्रिया को सुचारू बनाया जाता है, और असेंबली दक्षता और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार होता है।
2, सर्किट बोर्ड कोटिंग के सामान्य प्रकार
(1) रासायनिक निकल सोना चढ़ाना
रासायनिक निकल सोना चढ़ाना वर्तमान सर्किट बोर्ड उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली कोटिंग प्रक्रियाओं में से एक है। यह प्रक्रिया सबसे पहले रासायनिक परत के माध्यम से सर्किट बोर्ड की सतह पर निकल की एक परत जमा करती है, जिसकी मोटाई आमतौर पर 3-5 μ मीटर के बीच होती है। निकल परत में अच्छा पहनने का प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध होता है, जो सर्किट बोर्ड के लिए प्रारंभिक सुरक्षा प्रदान कर सकता है। इस बीच, निकेल परत की उपस्थिति तांबे को सोने की परत में फैलने से रोक सकती है, जिससे सोने की परत के मलिनकिरण और प्रदर्शन में गिरावट से बचा जा सकता है। निकल परत के ऊपर, विस्थापन प्रतिक्रिया के माध्यम से सोने की एक परत जमा की जाती है, जिसकी मोटाई आमतौर पर 0.05 से 0.1 μ मीटर तक होती है। सोने की परत में उत्कृष्ट ऑक्सीकरण प्रतिरोध, चालकता और वेल्डेबिलिटी होती है, जो प्रभावी ढंग से निकल परत की रक्षा कर सकती है। इलेक्ट्रॉनिक घटकों की सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, सोल्डर में सोने की परत तेजी से घुल सकती है, जिससे सोल्डरिंग के अच्छे परिणाम प्राप्त होते हैं। इलेक्ट्रोलेस निकल गोल्ड प्लेटिंग प्रक्रिया उन सर्किट बोर्डों के लिए उपयुक्त है जिनके लिए उच्च सतह समतलता, सोल्डरबिलिटी और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, जैसे कंप्यूटर मदरबोर्ड, मोबाइल फोन सर्किट बोर्ड इत्यादि।
(2) रासायनिक निकल पैलेडियम चढ़ाना
रासायनिक निकल पैलेडियम चढ़ाना प्रक्रिया रासायनिक निकल सोना चढ़ाना प्रक्रिया के आधार पर विकसित की गई है। ENIG प्रक्रिया की तुलना में, यह निकल परत और सोने की परत के बीच एक पैलेडियम परत जोड़ता है, जिसकी मोटाई आमतौर पर 0.05-0.1 μ मीटर तक होती है। पैलेडियम परत को जोड़ने से "ब्लैक डिस्क" घटना की घटना को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है। "ब्लैक डिस्क" घटना निकल परत की सतह पर असमान फॉस्फोरस सामग्री या ईएनआईजी तकनीक में उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में निकल परत और सोने की परत के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया को संदर्भित करती है, जिससे निकल परत की सतह काली हो जाती है, जिससे सोल्डरिंग प्रदर्शन और सर्किट बोर्ड की विश्वसनीयता प्रभावित होती है। ENEPIG प्रक्रिया में पैलेडियम परत निकल और सोने के बीच प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं को रोक सकती है, जिससे कोटिंग की स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार होता है। यह प्रक्रिया उन क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है जिनमें अत्यधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, जैसे एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण इत्यादि।
(3) ऑर्गेनिक सोल्डरेबिलिटी सुरक्षात्मक फिल्म
ऑर्गेनिक सोल्डरेबिलिटी सुरक्षात्मक फिल्म एक कोटिंग प्रक्रिया है जो सर्किट बोर्ड की सतह पर ऑर्गेनिक पतली फिल्मों को कोट करती है। ओएसपी फिल्म की मोटाई बेहद पतली होती है, आमतौर पर 0.2-0.5 μ मीटर के बीच। यह रासायनिक विधियों के माध्यम से तांबे की सतह पर एक पारदर्शी कार्बनिक फिल्म बनाता है, जो तांबे को एक निश्चित अवधि के लिए ऑक्सीकरण से बचा सकता है, और वेल्डिंग प्रभाव को प्रभावित किए बिना वेल्डिंग के दौरान जल्दी से विघटित हो सकता है। ओएसपी तकनीक में कम लागत, सरल प्रक्रिया और पर्यावरण संरक्षण के फायदे हैं, और यह उन सर्किट बोर्डों के लिए उपयुक्त है जो लागत संवेदनशील हैं और सोल्डरबिलिटी के लिए कुछ आवश्यकताएं हैं, जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, सामान्य घरेलू उपकरणों और अन्य क्षेत्रों में सर्किट बोर्ड। हालाँकि, ओएसपी फिल्म की एंटीऑक्सीडेंट क्षमता अपेक्षाकृत कमजोर है, और इसका भंडारण समय सीमित है। आम तौर पर, वेल्डिंग और असेंबली को कोटिंग के बाद थोड़े समय के भीतर पूरा करने की आवश्यकता होती है।
(4) चाँदी का रासायनिक अवक्षेपण
चांदी जमाव प्रक्रिया विस्थापन प्रतिक्रिया के माध्यम से सर्किट बोर्ड की सतह पर चांदी की एक पतली परत जमा करती है। चांदी की परत में उत्कृष्ट चालकता (सोने के बाद दूसरा) और सोल्डरबिलिटी होती है, जो लाइन प्रतिरोध को प्रभावी ढंग से कम कर सकती है और सिग्नल ट्रांसमिशन प्रदर्शन में सुधार कर सकती है। हालांकि, चांदी की परत की रासायनिक स्थिरता खराब है और ऑक्सीकरण या सल्फ्यूराइजेशन का खतरा है, इसलिए इसके जीवनकाल को बढ़ाने के लिए अक्सर कार्बनिक सुरक्षात्मक एजेंटों को लागू करना या सोना विसर्जन उपचार करना आवश्यक होता है। यह प्रक्रिया उच्च आवृत्ति सर्किट (जैसे 5जी और उपग्रह संचार उपकरण) के लिए उपयुक्त है, लेकिन चांदी के स्थानांतरण या क्षरण से बचने के लिए उच्च आर्द्रता/उच्च सल्फर वातावरण में सावधानीपूर्वक डिजाइन की आवश्यकता होती है।
3, सर्किट बोर्डों को कोटिंग करने की प्रक्रिया
(1) पूर्व प्रसंस्करण
पूर्व उपचार सर्किट बोर्ड कोटिंग का मूल चरण है, जिसका उद्देश्य सर्किट बोर्ड की सतह पर तेल, ऑक्साइड, धूल इत्यादि जैसी अशुद्धियों को हटाना है, ताकि एक स्वच्छ और सक्रिय स्थिति प्राप्त हो सके, और बाद की कोटिंग प्रक्रियाओं के लिए एक अच्छी नींव प्रदान की जा सके। पूर्व उपचार में आमतौर पर तेल निकालना, सूक्ष्म नक़्क़ाशी, एसिड धुलाई और पानी से धुलाई जैसी प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। डीग्रीजिंग प्रक्रिया सर्किट बोर्ड की सतह से तेल के दाग हटाने के लिए क्षारीय या कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग करती है; सूक्ष्म नक़्क़ाशी प्रक्रिया रासायनिक संक्षारण के माध्यम से सर्किट बोर्ड की सतह पर ऑक्साइड परत और मामूली गड़गड़ाहट को हटा देती है, सतह की खुरदरापन बढ़ाती है, और कोटिंग और सर्किट बोर्ड के बीच आसंजन में सुधार करती है; अचार बनाने की प्रक्रिया का उपयोग धातु की सतह से ऑक्साइड को हटाने और सतह की अम्लता या क्षारीयता को समायोजित करने के लिए किया जाता है; पानी धोने की प्रक्रिया का उपयोग पिछले चरणों से बचे हुए रासायनिक अभिकर्मकों को साफ करने और हटाने के लिए किया जाता है।
(2) लेपन
विभिन्न कोटिंग प्रकारों के अनुसार, कोटिंग के लिए संबंधित कोटिंग प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। एक उदाहरण के रूप में इलेक्ट्रोलेस निकल प्लेटिंग को लेते हुए, पूर्व उपचार पूरा करने के बाद, सर्किट बोर्ड को इलेक्ट्रोलेस निकल प्लेटिंग समाधान में डुबोया जाता है जिसमें निकल लवण, कम करने वाले एजेंट, चेलेटिंग एजेंट और अन्य घटक होते हैं। उचित तापमान (आमतौर पर 80-90 डिग्री) और पीएच (आमतौर पर 4.5-5.5) स्थितियों के तहत, सर्किट बोर्ड की सतह पर कम करने वाले एजेंट द्वारा निकल आयनों को कम किया जाता है, जिससे निकल परत जमा हो जाती है। निकल चढ़ाना पूरा होने के बाद, सर्किट बोर्ड को सोना चढ़ाना समाधान में स्थानांतरित करें और विस्थापन प्रतिक्रिया के माध्यम से निकल परत की सतह पर सोने की परत जमा करें। कोटिंग प्रक्रिया के दौरान, यह सुनिश्चित करने के लिए कि कोटिंग की मोटाई, एकरूपता और गुणवत्ता आवश्यकताओं को पूरा करती है, समाधान संरचना, तापमान, पीएच मान और समय जैसे प्रक्रिया मापदंडों को सख्ती से नियंत्रित करना आवश्यक है।
(3) पोस्ट प्रोसेसिंग
उपचार के बाद मुख्य रूप से पानी से धोना, सुखाना और परीक्षण जैसी प्रक्रियाएं शामिल हैं। सर्किट बोर्ड के प्रदर्शन पर उनके प्रतिकूल प्रभाव को रोकने के लिए, सर्किट बोर्ड की सतह पर अवशिष्ट कोटिंग समाधान और रासायनिक अभिकर्मकों को हटाने के लिए पानी धोने का उपयोग किया जाता है; सुखाना सर्किट बोर्ड की सतह से नमी को हटाने की प्रक्रिया है ताकि बची हुई नमी को जंग लगने या अन्य गुणवत्ता संबंधी समस्याओं से बचाया जा सके; परीक्षण प्रक्रिया व्यापक रूप से विभिन्न परीक्षण विधियों, जैसे दृश्य निरीक्षण, फिल्म मोटाई माप, सोल्डरबिलिटी परीक्षण, चालकता परीक्षण इत्यादि के माध्यम से कोटिंग की गुणवत्ता का मूल्यांकन करती है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि लेपित सर्किट बोर्ड डिजाइन आवश्यकताओं और उपयोग मानकों को पूरा करता है।