PCB電路板的表面處理工藝你學會了嗎?

一般表面處理 PCB 包括噴錫、OSP、浸金等。 這裡的“表面”是指PCB上提供電子元件或其他系統與PCB電路之間電氣連接的連接點,例如焊盤。 或接觸連接點。 裸銅本身的可焊性很好,但暴露在空氣中容易氧化,容易被污染。 這就是PCB必須進行表面處理的原因。

印刷電路板

1. 噴錫 (HASL)

在穿孔器件占主導地位的地方,波峰焊是最好的焊接方法。 採用熱風焊料整平(HASL,Hot-air焊料整平)表面處理技術足以滿足波峰焊的工藝要求。 當然,對於結點強度要求高的場合(尤其是接觸連接),常採用電鍍鎳/金。 . HASL 是世界範圍內使用的主要表面處理技術,但推動電子行業考慮 HASL 替代技術的三個主要驅動力是:成本、新工藝要求和無鉛要求。

從成本的角度來看,許多電子元件如移動通信和個人電腦正在成為流行的消費品。 只有以成本或更低的價格銷售,才能在激烈的競爭環境中立於不敗之地。 組裝技術發展到SMT後,PCB焊盤在組裝過程中需要絲網印刷和回流焊接工藝。 以SMA為例,PCB表面處理工藝最初仍採用HASL技術,但隨著SMT器件不斷縮小,焊盤和鋼網開孔也變得越來越小,HASL技術的弊端也逐漸暴露出來。 HASL技術加工的焊盤不夠平整,共面度不能滿足細間距焊盤的工藝要求。 環境問題通常側重於鉛對環境的潛在影響。

2. 有機可焊性保護層 (OSP)

有機可焊性防腐劑(OSP,Organic Solderability Preservative)是一種有機塗層,用於在焊接前防止銅氧化,即保護PCB焊盤的可焊性不受損害。

PCB表面經過OSP處理後,會在銅表面形成一層薄薄的有機化合物,保護銅不被氧化。 苯並三唑類OSP的厚度一般為100A°,而咪唑類OSP的厚度較厚,一般為400A°。 OSP膜是透明的,肉眼不易分辨其存在,也難以察覺。 在組裝過程中(回流焊),OSP很容易熔化成錫膏或酸性助焊劑,同時暴露出活性銅表面,最終在元件和焊盤之間形成Sn/Cu金屬間化合物。 因此,OSP在用於處理焊接表面時具有非常好的特性。 OSP沒有鉛污染的問題,所以是環保的。

OSP 的限制:

①. 由於OSP是透明無色的,所以很難檢查,也很難區分PCB是否塗有OSP。

② OSP 本身是絕緣的,不導電。 苯並三唑類的OSP比較薄,可能不會影響電測,但是咪唑類的OSP形成的保護膜比較厚,會影響電測。 OSP 不能用於處理電氣接觸面,例如按鍵的鍵盤面。

③OSP焊接過程中需要使用更強的Flux,否則保護膜無法去除,會導致焊接缺陷。

④在儲存過程中,OSP表面不能接觸酸性物質,溫度也不能太高,否則OSP會揮發。

3. 沉金(ENIG)

ENIG的保護機制:

Ni/Au 通過化學方法鍍在銅表面。 內層Ni的沉積厚度一般為120~240μin(約3~6μm),外層Au的沉積厚度較薄,一般為2~4μin(0.05~0.1μm)。 Ni在焊料和銅之間形成阻擋層。 在焊接過程中,外面的Au會迅速溶入焊料中,焊料與Ni形成Ni/Sn金屬間化合物。 外面鍍金是為了防止儲存過程中Ni氧化或鈍化,所以鍍金層要足夠緻密,厚度不能太薄。

沉金:在這個過程中,目的是沉積一層薄而連續的金保護層。 主金的厚度不能太厚,否則焊點會變得很脆,嚴重影響焊接的可靠性。 與鍍鎳一樣,沉金的工作溫度高,時間長。 在浸漬過程中,會發生置換反應——在鎳表面,金置換鎳,但當置換達到一定程度時,置換反應會自動停止。 金具有高強度、耐磨、耐高溫、不易氧化,因此可以防止鎳氧化或鈍化,適合在高強度場合工作。

經過ENIG處理的PCB表面非常平整,共面性好,是唯一用於按鍵接觸面的。 其次,ENIG具有優異的可焊性,金會迅速融化到熔化的焊料中,從而暴露出新鮮的Ni。

ENIG 的局限性:

ENIG的工藝比較複雜,要想取得好的效果,必須嚴格控制工藝參數。 最麻煩的是,經過ENIG處理的PCB表面在ENIG或焊接過程中容易出現黑焊盤,這將對焊點的可靠性產生災難性的影響。 黑盤的產生機制非常複雜。 它發生在Ni和金的界面,直接表現為Ni的過度氧化。 過多的金會使焊點變脆並影響可靠性。

每種表面處理工藝都有其獨特之處,適用範圍也不同。 根據不同板材的應用,需要不同的表面處理要求。 在生產工藝的限制下,我們有時會根據板子的特性向客戶提出建議。 主要原因是根據客戶的產品應用和公司的工藝能力進行合理的表面處理。 s 選擇。