隨著科技的不斷進步對內(nèi)在的PCB線路板的質(zhì)量控制也越來越嚴格,進而對PCB表面處理技術(shù)發(fā)展和升級也越來越緊迫。本文介紹了目前市場上常見的PCB的表面處理技術(shù)。
什么是表面處理
PCB表面處理技術(shù)是指在PCB元器件和電氣連接點上人工形成一層與基體的機械、物理和化學(xué)性能不同的表層的工藝方法。其目的是保證PCB良好的可焊性和電氣性能。由于銅在空氣中傾向于以氧化物的形式存在,嚴重影響PCB的可焊性和電氣性能,因此需要對PCB進行表面處理。
常見的表面處理方式
有機防氧化(OSP)
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的簡稱, 中譯為有機保焊膜,又稱護銅劑,英文亦稱之Preflux。簡單地說,OSP就是在潔凈的裸銅表面上,以化學(xué)的方法長出一層有機皮膜。
這層膜具有防氧化,耐熱沖擊,耐濕性,用以保護銅表面于常態(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間內(nèi)與熔融焊錫立即結(jié)合 成為牢固的焊點。
熱風(fēng)整平
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)整平時焊料和銅在結(jié)合處形成銅錫金屬間化合物。PCB進行熱風(fēng)整平時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。
沉金
沉金是在銅面上包裹一層厚厚的、電性良好的鎳金合金,這可以長期保護PCB;另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對環(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。
其優(yōu)點是不易氧化,可長時間存放,表面平整,適合用于焊接細間隙引腳以及焊點較小的元器件。有按鍵PCB板的選(如手機板)??梢灾貜?fù)多次過回流焊也不太會降低其可焊性??梢杂脕碜鳛?span style="font-family:Calibri">COB(Chip On Board)打線的基材。
其缺點是成本較高,焊接強度較差,因為使用無電鍍鎳制程,容易有黑盤的問題產(chǎn)生。鎳層會隨著時間氧化,不具備長期可靠性。
沉銀
介于OSP和化學(xué)鍍鎳/浸金之間,工藝較簡單、快速。暴露在熱、濕和污染的環(huán)境中,仍能提供很好的電性能和保持良好的可焊性,但會失去光澤。因為銀層下面沒有鎳,所以沉銀不具備化學(xué)鍍鎳/浸金所有的好的物理強度。
沉錫
PCB沉錫工藝是為有利于SMT與芯片封裝而特別設(shè)計的在銅面上以化學(xué)方式沉積錫金屬鍍層,是取代Pb-Sn合金鍍層制程的一種綠色環(huán)保新工藝,已廣泛使用于電子產(chǎn)品(如線路板、電子器件)與五金件、裝飾品等表面處理。
鎳金
(1)化學(xué)沉鎳金
在銅面上包裹一層厚厚的,電性能良好的鎳金合金并可以長期保護PCB。不像OSP那樣僅作為防銹阻隔層,其能夠在PCB長期使用過程中可以實現(xiàn)良好的電性能。另外它也具有其它表面處理工藝所不具備的對環(huán)境的忍耐性;
(2)電鍍鎳金
在PCB表面導(dǎo)體先電鍍上一層鎳之后再電鍍上一層金,鍍鎳主要是防止金和銅之間的擴散?,F(xiàn)在的電鍍鎳金有兩類:鍍軟金和鍍硬金。軟金主要用于芯片封裝時打金線;硬金主要用在非焊接處的電性互連。
噴錫
(1)有鉛噴錫
所謂有鉛噴錫是指把錫按一定的比例,調(diào)制而成,鉛會提高錫線在焊接過程中的活性,有鉛錫線相對比無鉛錫線好用,不過鉛有毒,有鉛中的鉛對人體有害;有鉛共晶溫度比無鉛要低。具體多少要看無鉛合金的成份啊,像SNAGCU的共晶是217度,焊接溫度是共晶溫度加上30~50度。要看實際調(diào)整。有鉛共晶是183度。機械強度、光亮度等有鉛要比無鉛好。所以說有鉛錫是不環(huán)保的,與世界提倡的環(huán)保有一定的出入。因此,就誕生了無鉛噴錫。
(2)無鉛噴錫
無鉛錫是一種環(huán)保的工藝,它對人體危害非常小,也是現(xiàn)階段提倡的一種工藝,無鉛錫中對于鉛的含量不超過0.5,無鉛錫會熔點高,這樣就焊接點牢固很多。實質(zhì)上有鉛噴錫和無鉛噴錫是一種工藝。只是鉛的純度不一樣而已。而無鉛錫對于人體對于環(huán)境更環(huán)保更安全,也是未來的一種發(fā)展趨勢,建議大家使用。
PCB混合表面處理技術(shù)
選擇兩種或者兩種以上的表面處理方式進行表面處理,常見的形式有:沉鎳金+防氧化、電鍍鎳金+沉鎳金、電鍍鎳金+熱風(fēng)整平、沉鎳金+熱風(fēng)整平、無鉛噴錫+金手指。
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