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PCB技術

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八種PCB表面處理工藝
2020-08-07
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Author:ipcb      Share


表面處理最基本的目的是保證良好的可焊性或電氣性能。由於天然銅在空氣中往往以氧化物的形式存在,不可能長期保持原銅的狀態,因此需要對銅進行其他處理。雖然在後續組裝中,可以使用強焊劑去除大部分氧化銅,但強焊劑本身不易去除,因此業界一般不使用強焊劑。

PCB表面處理工藝有很多種,常見的有熱風整平、有機塗層、化學鍍鎳/沉金、沉銀和沈錫,下面將一一介紹。


1.熱風整平(噴錫)

熱風整平又稱熱風焊錫整平(俗稱噴錫),是在PCB表面塗上熔化的錫(鉛)焊料,並用加熱的壓縮空氣將其整平(吹)成一層的工藝即抗銅氧化。它還可以提供具有良好可焊性的塗層。在熱風整平過程中,焊料和銅在接頭處形成銅錫金屬間化合物。PCB用熱風整平時,必須浸沒在熔化的焊錫中;氣刀在焊料凝固前吹出液態焊料;氣刀可以最大限度地減少銅面上焊錫的彎液面,防止焊錫橋接。


2. 有機可焊性防腐劑 (OSP)

OSP是一種符合RoHS指令要求的印刷電路板(PCB)銅箔表面處理工藝。OSP是Organic Solderability Preservatives的縮寫,中文譯為有機可焊性防腐劑,英文也稱為Copper Protector,或Preflux。簡單來說,OSP就是在乾淨的裸銅表面化學生長一層有機膜。
這層膜具有抗氧化、抗熱震、防潮作用,用於保護銅表面在正常環境下不生鏽(氧化或硫化等);但在隨後的焊接高溫中,這種保護膜必須很容易被助焊劑迅速去除,從而使裸露的干淨銅面能在極短的時間內立即與熔化的焊料結合成牢固的焊點. 


3.整板鍍鎳金

板子鍍鎳金就是在PCB板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。電鍍鎳金有兩種:軟鍍金(純金,金表面看起來不光亮)和硬鍍金(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中的金線;硬金主要用於非焊接區域的電氣互連。

4. 沉金

沉金是在銅表面塗上一層厚厚的具有良好電性能的鎳金合金,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,沉金還可以防止銅的溶解,有利於無鉛組裝。

5. 沉錫
由於目前所有的焊料都是以錫為基礎的,因此錫層可以與任何類型的焊料相匹配。沉錫過程可以形成扁平的銅錫金屬間化合物。這一特點使沉錫具有與熱風整平同樣良好的可焊性,而沒有熱風整平令人頭疼的平整度問題;馬口鐵不能存放太久,組裝必須按照沉錫的順序進行。


6. 沉銀

浸銀工藝介於有機塗層和化學鍍鎳/浸金之間。過程相對簡單快速;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。沉銀不具備化學鍍鎳/沉金的良好物理強度,因為銀層下方沒有鎳。

7、化學鎳鈀金

與沈金相比,化學鎳鈀金在鎳和金之間多了一層鈀。鈀可以防止取代反應引起的腐蝕,為沈金做好充分準備。金緊緊地覆蓋在鈀上,提供了良好的接觸面。

8.鍍硬金

為提高產品的耐磨性,增加插拔次數,電鍍硬金。

隨著用戶的要求越來越高,環保要求越來越嚴格,表面處理工藝越來越多,選擇具有發展前景和通用性更強的表面處理工藝似乎有點眼花繚亂。PCB表面處理工藝未來走向何方,現在無法準確預測。無論如何,滿足用戶要求和保護環境必須是第一位的!