Manufacturer of Ultra-precision PCB, High Frequency, High Speed PCB, IC Substrate and Multilayer PCB.
iPcb is a professional supplier of high-quality PCB Prototype and PCB Assembly! Contact Us
0
PCB技術

PCB技術

PCB技術

PCB技術

PCB表面處理優缺點分析
2019-06-21
View:229
Author:ipcb      Share


隨著人類對生活環境要求的不斷提高,PCB 生產過程中涉及的環境問題越來越受到重視。

為什麼需要對PCB表面進行特殊處理

PCB表面處理最基本的目的是保證良好的可焊性或電氣性能。因為空氣中的銅容易氧化,氧化銅層對焊接影響很大,容易形成假焊,嚴重的會造成焊盤和元器件無法焊接。因此,在PCB生產製造中會出現一個工藝,即在襯裡焊盤表面塗(鍍)一層材料,以保護焊盤不被氧化。

1. 無鉛 印刷電路板

目前國內板廠PCB方便麵加工工藝有:噴錫(噴錫、熱風焊整平)、熱焊整平、熱風整平、OSP(抗氧化)、鍍鎳金、沉澱錫、沉銀、化學鎳鈀金、電鍍硬金等,當然在特殊應用中會有一些特殊的PCB表面處理工藝。

印刷電路板

2.噴錫(熱風整平)  PCB

熱風整平的一般工藝流程為:微腐蝕、預熱、鍍錫、噴洗。

熱風矯直又稱熱風焊(俗稱噴錫),是將熔化的錫(鉛)焊料塗在PCB表面,用壓縮空氣加熱矯直,形成一層抗氧化銅和良好的可焊性。地面。焊錫和銅在熱空調焊錫和銅的交界處形成銅錫金屬間化合物。PCB通常浸入熔融焊料中進行熱風整理;氣刀在焊料凝固前將液態焊料壓平;氣刀最大限度地減少了銅表面焊料彎月面的形狀,並防止焊料橋接。

熱風分為立式和臥式。一般認為臥式較好,主要是因為臥式熱風整平塗層更均勻,可以實現自動化生產。

優點:價格低,焊接性能好。

缺點:由於噴錫板表面光潔度差,不適合焊接間隙較細的銷釘和過小的零件。錫珠在PCB加工過程中容易產生錫珠,容易對細間距元件短路。用於雙面SMT工藝時,由於二次面已經過高溫回流,TiN噴淋重熔容易產生錫珠或類似水滴進入受重力影響的球形錫點,導致表面不平整,從而影響焊接問題。


2. 有機可焊性防腐劑 (OSP)  PCB

一般流程如下:脫脂->;微腐蝕>; 酸洗>; 純水清洗>; 有機塗層>; 清洗、工藝控制比其他工藝更容易,說明處理工藝更容易。

OSP是根據RoHS指令對印刷電路板(PCB)銅箔進行表面處理的工藝。估計目前約有25%的PCB採用OSP工藝,而且OSP工藝一直在上升(很可能現在OSP工藝已經超過噴錫,位居第一)。OSP工藝可用於低技術PCB或高技術PCB,如單面TV和PCB、高密度芯片封裝板等。對於BGA,OSP應用也有很多。如果PCB沒有表面連接的功能要求或存儲時間限制,OSP工藝將是最理想的表面處理工藝。

優點:工藝簡單,表面光滑,適用於無鉛焊接和SMT。返工方便,生產操作方便,適合臥式作業。適合多種工藝共存(如OSP+ENIG),成本低,環保。

缺點:回流焊次數有限(多次焊接厚度會損壞膜,2次基本沒有問題)。不適用於壓接技術和電線綁定。目視檢查和電氣測量不方便。SMT需要氮氣保護。SMT 返工不適用。需要更高的儲存條件。


3.整板為鍍鎳金 PCB

鍍金PCB表面先鍍一層鎳,再鍍一層金。鍍鎳主要是為了防止金和銅之間的擴散。鍍鎳有兩種:軟金(純金,金表面不亮)和硬金(表面光滑堅硬,耐磨,含有鈷等元素,金表面看起來更亮) )。軟金主要用於芯片封裝的金線,硬金主要用於非焊接部分的電氣連接。

優點:保存時間長>;12個月。適用於接觸開關設計和金線繞包。適用於電氣測試。

缺點:成本高,黃金厚。電鍍金手指時,需要額外的設計線來導電。由於鍍金的厚度並不一定會導致焊點脆化,這會影響焊點的強度。電鍍表面的均勻性。電鍍鎳金不會包住電線的邊緣。不適用於捆紮鋁線。


4. 沉金 PCB

一般流程如下:除酸洗清洗>;微腐蝕>; 預浸料->; 激活->; 化學鍍鎳>; 化學浸金;工藝流程有6個化學浴,涉及近百種化學品,工藝較為複雜。

金是鍍在銅表面的一層厚厚的鎳金合金,可以長期保護PCB。此外,它還具有其他表面處理工藝所不具備的環境耐受性。此外,金還可以防止銅的溶解,有利於無鉛組裝。

優點:不易氧化,存放時間長,表面光滑,適合焊接細間隙引腳和小焊點元件。首選按鍵PCB板(如手機板)。回流焊可重複多次,可焊性無明顯降低。可作為COB(ChipOnBoard)焊絲的基材。

缺點:成本高,焊接強度差,因為採用化學鍍鎳工藝,容易出現黑盤問題。鎳層會隨著時間的推移而氧化,長期可靠性是一個問題。


5.沉錫 PCB

目前,所有焊料都以錫為基礎,因此錫層可以與任何類型的焊料相匹配。TiN沉積工藝可以形成扁平的銅錫金屬間化合物,使鍍錫層具有與熱風整平相同的可焊性,而不是熱風整平;鍍錫板不能存放太久,必須按入錫順序組裝。

優點:適合水平生產。適用於細線加工,適用於無鉛焊接,特別適用於沖裁工藝。非常好的平滑度,適合SMT。

缺點:需要良好的儲存條件(最好不超過6個月)來控制錫須的生長。不適合接觸開關設計。在生產過程中,對電阻焊膜的工藝要求非常高,否則電阻焊膜會脫落。多次焊接時最好用氮氣保護。電氣測試也是一個問題。


6. 沉銀 PCB

鍍銀工藝介於有機鍍銀和化學鍍鎳/金之間,工藝簡單快捷。即使暴露在高溫、潮濕和污染中,銀仍能保持良好的可焊性,但會失去光澤。銀不具備化學鍍鎳/金良好的物理強度,因為鍍銀層下面沒有鎳。

優點:工藝簡單,適用於無鉛焊接,表面光滑,成本低,適用於非常細的線材。

缺點:儲存條件高,容易污染。焊接強度容易出現問題(微腔問題)。電阻焊膜下的銅容易發生電遷移和Javanni咬合。電氣測量也是一個問題。


7.化學鎳鈀金 PCB

與沈淀金相比,化學鎳、鈀和金在鎳和金之間多了一層鈀。鈀可以防止置換反應引起的腐蝕,為金的沉積做好充分的準備。另一方面,金被鈀緊緊覆蓋,提供了良好的接觸面。

優點:適用於無鉛焊接。表面非常平整,適合SMT。孔也可以鍍上鎳和金。從長遠來看,儲存條件並不苛刻。適用於電氣測試。適用於開關觸點設計。適用於鋁線裝訂,適用於厚板,抗環境侵蝕能力強。


8.電鍍硬金 PCB

為了提高產品的耐磨性,增加插拔次數,電鍍硬金。

印刷電路板的表面處理工藝並沒有太大的變化,看起來還是很遙遠的事情,但需要注意的是,長期緩慢的變化會帶來很大的變化。隨著環保力度的加大,未來PCB的表面處理工藝必將發生翻天覆地的變化。