隨著人類對(duì)于居住環(huán)境要求的不斷提高,PCB生產(chǎn)過程中涉及到的環(huán)境問題也越來越受到關(guān)注。尤其是鉛和溴的話題是最熱門的; PCB表面處理最基本的目的是保證良好的可焊性或電性能。由于自然界的銅在空氣中傾向于以氧化物的形式存在,不大可能長(zhǎng)期保持為原銅,因此需要對(duì)銅進(jìn)行其他處理。 現(xiàn)在有許多PCB表面處理工藝,常見的是熱風(fēng)整平、有機(jī)可焊性保護(hù)劑(OSP)、全板鍍鎳金、沉金、沉錫、沉銀、化學(xué)鎳鈀金、電鍍硬金這幾種工藝,下面將逐一介紹 1、熱風(fēng)整平(噴錫) 熱風(fēng)整平工藝的一般流程為:微蝕→預(yù)熱→涂覆助焊劑→噴錫→清洗。 熱風(fēng)整平又名熱風(fēng)焊料整平(俗稱噴錫),它是在PCB表面涂覆熔融錫(鉛)焊料并用加熱壓縮空氣整(吹)平的工藝,使其形成一層既抗銅氧化,又可提供良好的可焊性的涂覆層。熱風(fēng)整平時(shí)焊料和銅在結(jié)合處形成銅錫金屬間化合物。PCB進(jìn)行熱風(fēng)整平時(shí)要沉在熔融的焊料中;風(fēng)刀在焊料凝固之前吹平液態(tài)的焊料;風(fēng)刀能夠?qū)€~面上焊料的彎月狀最小化和阻止焊料橋接。 熱風(fēng)整平分為垂直式和水平式兩種,一般認(rèn)為水平式較好,主要是水平式熱風(fēng)整平鍍層比較均勻,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。 優(yōu)點(diǎn):較長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間;PCB完成后,銅表面完全的潤(rùn)濕了(焊接前完全覆蓋了錫);適合無鉛焊接;工藝成熟、成本低、適合目視檢查和電測(cè) 缺點(diǎn):不適合線綁定;因表面平整度問題,在SMT上也有局限;不適合接觸開關(guān)設(shè)計(jì)。噴錫時(shí)銅會(huì)溶解,并且板子經(jīng)受一次高溫。特別厚或薄的板,噴錫有局限,生產(chǎn)操作不方便。 2、有機(jī)可焊性保護(hù)劑(OSP) 一般流程為:脫脂-->微蝕-->酸洗-->純水清洗-->有機(jī)涂覆-->清洗,過程控制相對(duì)其他表明處理工藝較為容易。 OSP是印刷電路板(PCB)銅箔表面處理的符合RoHS指令要求的一種工藝。 OSP是Organic Solderability Preservatives的簡(jiǎn)稱, 中譯為有機(jī)保焊膜,又稱護(hù)銅劑,英文亦稱之Preflux。 簡(jiǎn)單地說,OSP就是在潔凈的裸銅表面上,以化學(xué)的方法長(zhǎng)出一層有機(jī)皮膜。這層膜具有防氧化,耐熱沖擊,耐濕性,用以保護(hù)銅表面于常態(tài)環(huán)境中不再繼續(xù)生銹 (氧化或硫化等);但在后續(xù)的焊接高溫中,此種保護(hù)膜又必須很容易被助焊劑所迅速清除,如此方可使露出的干凈銅表面得以在極短的時(shí)間內(nèi)與熔融焊錫立即結(jié)合 成為牢固的焊點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn):制程簡(jiǎn)單,表面非常平整,適合無鉛焊接和SMT。易返工,生產(chǎn)操作方便,適合水平線操作。板子上適合多種處理并存(比如:OSP+ENIG)。成本低,環(huán)境友好。 缺點(diǎn):回流焊次數(shù)的限制 (多次焊接厚,膜會(huì)被破壞,基本上2次沒有問題)。不適合壓接技術(shù),線綁定。目視檢測(cè)和電測(cè)不方便。SMT時(shí)需要N2氣保護(hù)。SMT返工不適合。存儲(chǔ)條件要求高。 3、全板鍍鎳金 板鍍鎳金是在PCB表面導(dǎo)體先鍍上一層鎳后再鍍上一層金,鍍鎳主要是防止金和銅間的擴(kuò)散。現(xiàn)在的電鍍鎳金有兩類:鍍軟金(純金,金表面看起來不亮)和鍍硬金(表面平滑和硬,耐磨,含有鈷等其他元素,金表面看起來較光亮)。軟金主要用于芯片封裝時(shí)打金線;硬金主要用在非焊接處的電性互連。 優(yōu)點(diǎn):較長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間>12個(gè)月。適合接觸開關(guān)設(shè)計(jì)和金線綁定。適合電測(cè)試 弱點(diǎn):較高的成本,金比較厚。電鍍金手指時(shí)需要額外的設(shè)計(jì)線導(dǎo)電。因金厚度不一直,應(yīng)用在焊接時(shí),可能因金太厚導(dǎo)致焊點(diǎn)脆化,影響強(qiáng)度。電鍍表面均勻性問題。電鍍的鎳金沒有包住線的邊。不適合鋁線綁定。 4、沉金 一般流程為:脫酸洗清潔-->微蝕-->預(yù)浸-->活化-->化學(xué)鍍鎳-->化學(xué)浸金;其過程中有6個(gè)化學(xué)槽,涉及到近百種化學(xué)品,過程比較復(fù)雜。 沉金是在銅面上包裹一層厚厚的、電性良好的鎳金合金,這可以長(zhǎng)期保護(hù)PCB;另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對(duì)環(huán)境的忍耐性。此外沉金也可以阻止銅的溶解,這將有益于無鉛組裝。 優(yōu)點(diǎn):不易氧化,可長(zhǎng)時(shí)間存放,表面平整,適合用于焊接細(xì)間隙引腳以及焊點(diǎn)較小的元器件。有按鍵PCB板的首選(如手機(jī)板)。可以重復(fù)多次過回流焊也不太會(huì)降低其可焊性。可以用來作為COB(Chip On Board)打線的基材。 缺點(diǎn):成本較高,焊接強(qiáng)度較差,因?yàn)槭褂脽o電鍍鎳制程,容易有黑盤的問題產(chǎn)生。鎳層會(huì)隨著時(shí)間氧化,長(zhǎng)期的可靠性是個(gè)問題。 5、沉錫 由于目前所有的焊料都是以錫為基礎(chǔ)的,所以錫層能與任何類型的焊料相匹配。沉錫工藝可以形成平坦的銅錫金屬間化合物,這個(gè)特性使得沉錫具有和熱風(fēng)整平一樣的好的可焊性而沒有熱風(fēng)整平令人頭痛的平坦性問題;沉錫板不可存儲(chǔ)太久,組裝時(shí)必須根據(jù)沉錫的先后順序進(jìn)行。 優(yōu)點(diǎn):適合水平線生產(chǎn)。適合精細(xì)線路處理,適合無鉛焊接,特別適合壓接技術(shù)。非常好的平整度,適合SMT。 缺點(diǎn):需要好的存儲(chǔ)條件,最好不要大于6個(gè)月,以控制錫須生長(zhǎng)。不適合接觸開關(guān)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)工藝上對(duì)阻焊膜工藝要求比較高,不然會(huì)導(dǎo)致阻焊膜脫落。多次焊接時(shí),最好N2氣保護(hù)。電測(cè)也是問題。 6、沉銀 沉銀工藝介于有機(jī)涂覆和化學(xué)鍍鎳/沉金之間,工藝比較簡(jiǎn)單、快速;即使暴露在熱、濕和污染的環(huán)境中,銀仍然能夠保持良好的可焊性,但會(huì)失去光澤。沉銀不具備化學(xué)鍍鎳/沉金所具有的好的物理強(qiáng)度因?yàn)殂y層下面沒有鎳。 優(yōu)點(diǎn):制程簡(jiǎn)單,適合無鉛焊接,SMT。表面非常平整、成本低、適合非常精細(xì)的線路。 缺點(diǎn):存儲(chǔ)條件要求高,容易污染。焊接強(qiáng)度容易出現(xiàn)問題(微空洞問題)。容易出現(xiàn)電遷移現(xiàn)象以及和阻焊膜下銅出現(xiàn)賈凡尼咬蝕現(xiàn)象。電測(cè)也是問題 7、化學(xué)鎳鈀金 化學(xué)鎳鈀金與沉金相比是在鎳和金之間多了一層鈀,鈀可以防止出現(xiàn)置換反應(yīng)導(dǎo)致的腐蝕現(xiàn)象,為沉金作好充分準(zhǔn)備。金則緊密的覆蓋在鈀上面,提供良好的接觸面。 優(yōu)點(diǎn):適合無鉛焊接。表面非常平整,適合SMT。通孔也可以上化鎳金。較長(zhǎng)的存儲(chǔ)時(shí)間,存儲(chǔ)條件不苛刻。適合電測(cè)試。適合開關(guān)接觸設(shè)計(jì)。適合鋁線綁定,適合厚板,抵抗環(huán)境攻擊強(qiáng)。 8、電鍍硬金 為了提高產(chǎn)品耐磨性能,增加插拔次數(shù)而電鍍硬金。 PCB的表面處理工藝方面的變化并不是很大,好像還是比較遙遠(yuǎn)的事情,但是應(yīng)該注意到:長(zhǎng)期的緩慢變化將會(huì)導(dǎo)致巨大的變化。在環(huán)保呼聲愈來愈高的情況下,PCB的表面處理工藝未來肯定會(huì)發(fā)生巨變。 以上就是就是小編給大家總結(jié)的PCB板廠常見表面處理工藝及其優(yōu)缺點(diǎn),更多行業(yè)信息可查閱快點(diǎn)學(xué)院訂閱號(hào):eqpcb_cp。 |