그만큼금속 테두리 공정회로 기판의 성능을 향상시키는 중요한 수단입니다. 이 공정은 PCB 가장자리 주위에 금속 층을 감싸서 회로 기판의 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라 전자파 차폐 성능, 내식성 및 방열 효과도 향상시킵니다. 항공우주, 통신장비 등 성능 요구사항이 엄격한 분야에서 널리 사용됩니다.
1, 금속 테두리 공정의 원리
PCB 금속 엣지 래핑 공정은 금속 재료의 우수한 물리적 특성을 기반으로 하며, 특정 가공 방법을 통해 PCB 엣지에 연속적이고 조밀한 금속층을 형성합니다. 핵심 원리는 물리적 또는 화학적 수단을 사용하여 금속을 PCB 기판과 단단히 결합하여 강력한 화학적 결합 또는 기계적 연동 구조를 형성함으로써 PCB 가장자리의 효과적인 보호 및 성능 향상을 달성하는 것입니다. 금속 테두리에 사용되는 재료에는 일반적으로 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 등이 포함됩니다. 재료에 따라 PCB의 성능 향상 방향이 달라집니다. 예를 들어, 구리 엣지는 전도성과 방열 강화에 중점을 두고 있으며, 알루미늄 엣지는 경량성과 내식성이 뛰어납니다.
2, 금속 테두리 공정 흐름
(1) PCB 전{1}}처리
먼저 특수 세척제를 사용하여 표면의 오일, 먼지 및 산화물 층을 제거하여 PCB를 청소하여 가장자리 부분이 깨끗하고 불순물이 없는지 확인합니다. 특수 처리가 필요한 기판의 경우 마이크로 에칭 또는 러프닝 작업을 수행하여 화학적 에칭을 통해 PCB 모서리 표면에 미세 거친 구조를 형성함으로써 금속과 기판 사이의 접촉 면적을 늘려 후속 금속층의 접착력을 향상시킵니다.
(2) 금속층의 준비
전기도금 방법: 이것은 금속 테두리를 준비하는 일반적인 방법입니다. 전처리된 PCB를 금속 이온이 포함된 도금 용액에 담그고 PCB를 음극으로 사용합니다. 외부 전류를 인가하여 전기장의 작용에 따라 도금 용액의 금속 이온을 PCB의 가장자리 쪽으로 이동시킨 다음, 가장자리 표면에 환원 및 증착하여 금속층을 형성합니다. 전기도금 공정에서는 금속층 두께의 균일성과 밀도를 보장하기 위해 전류밀도, 전기도금 시간, 전기도금 용액 온도 등의 매개변수를 정확하게 제어하는 것이 필요합니다.
화학적 도금 방법: 외부 전류가 필요 없이 화학적 환원제를 사용하여 PCB 가장자리 표면에서 산화환원 반응을 시작하여 금속 이온이 환원 및 침전되어 자가 촉매 작용을 통해 금속층을 형성할 수 있습니다. 화학적 도금 방법은 장비 요구 사항이 낮고 불규칙한 표면에도 균일한 도금을 달성할 수 있지만 도금 용액의 안정성과 수명을 엄격하게 제어해야 합니다.
물리적 기상 증착: 금속 원자 또는 분자는 진공 환경에서 증발 및 스퍼터링과 같은 물리적 과정을 통해 PCB의 가장자리 표면에 증착됩니다. PVD 방식으로 제조된 금속층은 순도가 높고, 밀도가 양호하며, 기판과의 접착력이 강하지만, 장비 비용이 높고 생산 효율이 상대적으로 낮다. 이는 매우 높은 성능 요구 사항을 충족하는 특수 PCB 제품에 일반적으로 사용됩니다.
(3) 엣지 래핑 성형
금속층의 초기 증착을 완료한 후 설계 요구 사항에 따라 금속 가장자리가 형성됩니다. 간단한 직각 테두리의 경우 기계적 절단이나 스탬핑을 통해 여분의 금속을 제거하여 테두리 가장자리를 깔끔하게 만들 수 있습니다. 호, 불규칙한 모양 등과 같은 복잡한 모양의 모서리의 경우 설계된 모양과 치수 정확도를 달성하면서 금속 모서리가 PCB 모서리에 단단히 접착되도록 압출 또는 압연 성형용 금형을 사용해야 합니다.
(4) 후처리
형성된 금속 테두리는 성능과 외관 품질을 더욱 향상시키기 위해 표면 처리를 거쳐야 합니다. 일반적인 후처리 기술에는 부동태화, 보호 페인트 코팅 등이 포함됩니다. 부동태화 처리는 금속 표면에 조밀한 산화막을 형성하여 금속의 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 보호 페인트를 도포하면 금속 표면의 긁힘과 마모를 방지하는 동시에 단열 및 내습성을 제공할 수 있습니다. 마지막으로 육안 검사, 금속 조직 현미경 관찰, 두께 측정 및 기타 방법을 사용하여 가공된 PCB에 대한 포괄적인 검사를 수행하여 금속 테두리의 품질이 공정 표준을 충족하는지 확인합니다.
3, 금속 테두리 공정의 주요 매개변수 제어
(1) 금속층의 두께
금속층의 두께는 엣지 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 얇은 금속 층은 충분한 기계적 보호 및 전자파 차폐 기능을 제공하지 못할 수 있으며, 두꺼운 금속 층은 비용과 무게를 증가시킬 수 있으며 PCB 조립에도 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 응용 시나리오에 따라 금속 테두리의 두께는 5-50 마이크론 사이에서 제어되어야 합니다. 예를 들어, 전자기 차폐에 사용되는 금속 테두리는 일반적으로 전자기 간섭을 효과적으로 차단하기 위해 최소 10 마이크론의 두께가 필요합니다.
(2) 온도와 시간
온도와 시간은 전기도금 또는 화학 도금 공정의 주요 제어 매개변수입니다. 온도가 너무 높으면 금속 증착이 빠르게 진행되어 거칠고 느슨한 금속 층이 형성될 수 있습니다. 온도가 너무 낮으면 침전 속도가 느려지고 생산 효율이 감소합니다. 시간 조절도 마찬가지로 중요합니다. 처리 시간이 너무 짧으면 금속층의 두께가 충분하지 않을 수 있고, 처리 시간이 너무 길면 금속층이 과도하게 성장하여 PCB의 치수 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 전기 도금 구리 테두리를 예로 들면, 전기 도금 용액의 온도는 일반적으로 25-35도에서 제어되며 전기 도금 시간은 필요한 두께에 따라 15-60분으로 설정됩니다.
(3) 전류밀도
전류 밀도는 PCB 가장자리의 금속 이온 증착 속도와 품질을 결정합니다. 합리적인 전류 밀도는 금속층의 균일하고 조밀한 성장을 보장할 수 있습니다. 과도한 전류 밀도는 버닝(burning) 및 수상돌기(dendrites)와 같은 결함을 유발할 수 있으며, 전류 밀도가 부족하면 증착이 고르지 않게 될 수 있습니다. 실제 생산에서는 금속재료, 도금액 조성, PCB 표면적 등의 요인에 따라 전류밀도를 정확하게 조절하는 것이 필요하며 일반적으로 0.5~5A/dm² 범위 내에서 제어됩니다.
4, 일반적인 문제 및 해결 방법
(1) 금속층의 접착력 부족
분리되거나 벗겨지기 쉬운 금속 테두리로 나타납니다. 그 이유는 PCB 전처리가 불충분하고, 전기도금 또는 화학 도금 중 공정 매개변수가 부적절하고, 금속과 기판 재료 간의 호환성 문제 때문일 수 있습니다. 해결책은 가장자리가 깨끗하고 적절하게 거칠어지도록 PCB 전처리 프로세스를 강화하는 것입니다.{3}} 도금 용액의 조성과 공정 변수를 엄격하게 제어하고, 필요한 경우 금속과 기판 사이에 전이층을 추가하여 결합 강도를 향상시킵니다.
(2) 가장자리 두께가 고르지 않음
이는 전기도금 중 전류 분포가 고르지 않거나, 화학 도금 중 용액 농도가 일관되지 않거나, 성형 공정 중 압력이 고르지 않기 때문일 수 있습니다. 도금 탱크의 설계를 최적화하고, 교반 또는 초음파 보조 도금을 사용하고, 금형의 압력 분포를 개선함으로써 모서리 두께의 균일성을 향상시킬 수 있습니다.
(3) 표면 결함
핀홀, 공식 등의 표면 결함은 주로 도금 용액의 불순물과 가스 누출로 인해 발생합니다. 솔루션에는 도금 용액의 정기적인 여과 및 정화, 전기 도금 공정 중 적절한 교반 및 탈기 작업, 보호 페인트를 도포하기 전에 금속 표면을 연마 및 연삭하여 표면 결함을 제거하는 작업이 포함됩니다.