Êtes-vous souvent préoccupé par l’oxydation du cuivre ? Dans l’industrie électronique, les circuits imprimés (PCB) sont des composants fondamentaux des appareils électroniques, et leur qualité détermine directement les performances et la fiabilité des produits. Cependant, l’oxydation de surface des PCB est un problème courant, qui non seulement affecte l’esthétique, mais entraîne également de graves conséquences, telles qu’une dégradation des performances des circuits et une mauvaise soudure.

Pourquoi le cuivre des PCB s’oxyde-t-il ?

L’oxydation des surfaces de cuivre après la cuisson est principalement due aux facteurs suivants :

1. Mauvais contrôle de l’environnement de cuisson : Les températures élevées accélèrent la réaction entre le cuivre et l’oxygène et l’humidité de l’air. Si la surface du cuivre n’est pas scellée rapidement après la cuisson ou si l’environnement de stockage est trop humide, elle s’oxydera rapidement.

2. Perte du revêtement protecteur de la surface du cuivre : La cuisson peut endommager les films antioxydants existants (tels que l’OSP et le placage autocatalytique), laissant la surface du cuivre directement exposée à l’air.

3. Oxydation dans les petits pores : Après la cuisson, l’humidité résiduelle dans les pores a du mal à sécher complètement, créant un environnement humide localisé qui aggrave l’oxydation.

Comment traiter l’oxydation de la surface du cuivre ?

Nous comprenons la gravité de ce problème et vous proposons un guide complet pour le traitement de l’oxydation de la surface du cuivre après la cuisson du PCB.

1. Nettoyage préalable

Objectif : Élimine la couche d’oxyde, l’huile et les contaminants de la surface du cuivre, pour une surface propre et prête au traitement ultérieur.

Méthode :

Nettoyage chimique : Utiliser un agent nettoyant spécialisé (par exemple, une solution acide ou alcaline) pour tremper ou pulvériser le PCB afin de dissoudre l’oxyde de cuivre (CuO) et l’oxyde cuivreux (Cu₂O). Par exemple, l’acide sulfurique dilué réagit avec l’oxyde de cuivre pour produire du sulfate de cuivre et de l’eau, éliminant ainsi la couche d’oxyde.

Nettoyage mécanique : Élimine la couche d’oxyde par des méthodes physiques telles que le brossage et le sablage, en veillant à ne pas endommager la surface du cuivre ni les circuits.

2. Traitement de passivation

Objectif : Forme un film de passivation dense sur la surface du cuivre pour l’isoler de l’air et de l’humidité, empêchant ainsi toute oxydation supplémentaire.

Méthode :

Passivation chimique : Immerger le circuit imprimé nettoyé dans une solution de passivation (par exemple, une solution contenant du chromate, du phosphate ou un agent de passivation organique). Une réaction chimique forme un film protecteur sur la surface du cuivre. Par exemple, la passivation au chromate forme un film de chromate de cuivre fin et dense offrant une excellente résistance à l’oxydation.

Passivation électrochimique : Un film de passivation est déposé sur la surface du cuivre par électrolyse, par exemple par galvanoplastie, à l’aide d’un électrolyte contenant des métaux comme le nickel et le cobalt, pour former une couche métallique protectrice.

3. Utiliser un antioxydant spécialisé

Objectif : Éliminer rapidement la couche d’oxyde et former un film antioxydant longue durée.

Méthode :

Antioxydant de surface du cuivre : Choisir un antioxydant spécialisé adapté au processus de production des PCB. Cet antioxydant forme un film protecteur polymère en chaîne en formant des liaisons covalentes et complexes entre les acides organiques et les atomes de cuivre. L’antioxydant forme une fine couche uniforme sur la surface du cuivre, l’isolant efficacement de l’air. Ce film antioxydant a une durée de conservation de 6 à 8 jours, correspondant au cycle de fonctionnement normal en usine.

Étapes :

Immerger le PCB cuit dans l’antioxydant en contrôlant la durée et la température conformément aux instructions.

Retirer le PCB et rincer à l’eau déionisée pour éliminer tout résidu d’agent.

Sécher ou laisser sécher à l’air libre la surface du cuivre pour s’assurer qu’elle est sèche.

4. Optimiser les conditions de cuisson et de stockage

Contrôle de la cuisson :

La température et la durée de cuisson doivent être rigoureusement contrôlées en fonction du matériau du circuit imprimé et des exigences du procédé afin d’éviter une cuisson excessive, susceptible d’accélérer l’oxydation de la surface du cuivre.

Après la cuisson, le circuit imprimé doit être immédiatement transféré dans un environnement sec et hermétique afin de minimiser l’exposition à l’air.

Environnement de stockage :

La température de stockage doit être maintenue entre 20 et 25 °C et l’humidité doit être inférieure ou égale à 50 %. Évitez les températures et l’humidité élevées.

Conservez les circuits imprimés dans des sacs étanches ou dans une armoire sèche et vérifiez régulièrement l’humidité de stockage.

Vérification du traitement

Inspection visuelle : Observez la surface du cuivre pour vous assurer qu’elle a retrouvé son brillant et qu’elle est exempte de taches d’oxydation ou de décoloration.

Inspection AOI : Scannez la surface du cuivre à l’aide d’un équipement d’inspection optique automatisé pour détecter d’éventuels résidus d’oxydation ou artefacts (empreintes digitales, taches, etc.).

Test de soudabilité : Vérifiez la soudabilité de la surface du cuivre par un test de trempage à l’étain ou un test de soudure afin de vous assurer que le traitement d’oxydation n’a pas affecté la qualité de la soudure.