PCB电路板的表面处理工艺你学会了吗?

一般表面处理 PCB 包括喷锡、OSP、浸金等。这里的“表面”是指PCB上提供电子元件或其他系统与PCB电路之间电气连接的连接点,例如焊盘。 或接触连接点。 裸铜本身的可焊性很好,但暴露在空气中容易氧化,容易被污染。 这就是PCB必须进行表面处理的原因。

印刷电路板

1. 喷锡 (HASL)

在穿孔器件占主导地位的地方,波峰焊是最好的焊接方法。 采用热风焊料整平(HASL,Hot-air焊料整平)表面处理技术足以满足波峰焊的工艺要求。 当然,对于结点强度要求高的场合(尤其是接触连接),常采用电镀镍/金。 . HASL 是世界范围内使用的主要表面处理技术,但推动电子行业考虑 HASL 替代技术的三个主要驱动力是:成本、新工艺要求和无铅要求。

从成本的角度来看,许多电子元件如移动通信和个人电脑正在成为流行的消费品。 只有以成本或更低的价格销售,才能在激烈的竞争环境中立于不败之地。 组装技术发展到SMT后,PCB焊盘在组装过程中需要丝网印刷和回流焊接工艺。 以SMA为例,PCB表面处理工艺最初仍采用HASL技术,但随着SMT器件不断缩小,焊盘和钢网开孔也变得越来越小,HASL技术的弊端也逐渐暴露出来。 HASL技术加工的焊盘不够平整,共面度不能满足细间距焊盘的工艺要求。 环境问题通常侧重于铅对环境的潜在影响。

2. 有机可焊性保护层 (OSP)

有机可焊性防腐剂(OSP,Organic Solderability Preservative)是一种用于防止铜在焊接前氧化的有机涂层,即保护PCB焊盘的可焊性不受损害。

PCB表面经过OSP处理后,在铜表面形成一层薄薄的有机化合物,保护铜不被氧化。 苯并三唑类OSP的厚度一般为100A°,而咪唑类OSP的厚度较厚,一般为400A°。 OSP膜是透明的,肉眼不易分辨其存在,也难以察觉。 在组装过程中(回流焊),OSP很容易熔化成锡膏或酸性助焊剂,同时暴露出活性铜表面,最终在元件和焊盘之间形成Sn/Cu金属间化合物。 因此,OSP在用于处理焊接表面时具有非常好的特性。 OSP没有铅污染的问题,所以是环保的。

OSP 的限制:

①. 由于OSP是透明无色的,所以很难检查,也很难区分PCB是否涂有OSP。

② OSP 本身是绝缘的,不导电。 苯并三唑类的OSP比较薄,可能不会影响电测,但是咪唑类的OSP形成的保护膜比较厚,会影响电测。 OSP 不能用于处理电气接触面,例如按键的键盘面。

③OSP焊接过程中需要使用更强的Flux,否则保护膜无法去除,会导致焊接缺陷。

④在储存过程中,OSP表面不能接触酸性物质,温度也不能太高,否则OSP会挥发。

3. 沉金(ENIG)

ENIG的保护机制:

Ni/Au 通过化学方法镀在铜表面。 内层Ni的沉积厚度一般为120~240μin(约3~6μm),外层Au的沉积厚度较薄,一般为2~4μin(0.05~0.1μm)。 Ni在焊料和铜之间形成阻挡层。 焊接时,外面的Au会迅速溶入焊料中,焊料与Ni形成Ni/Sn金属间化合物。 外面镀金是为了防止储存过程中Ni氧化或钝化,所以镀金层要足够致密,厚度不能太薄。

沉金:在这个过程中,目的是沉积一层薄而连续的金保护层。 主金的厚度不能太厚,否则焊点会变得很脆,严重影响焊接的可靠性。 与镀镍一样,沉金的工作温度高,时间长。 在浸渍过程中,会发生置换反应——在镍表面,金置换镍,但当置换达到一定程度时,置换反应会自动停止。 金具有高强度、耐磨、耐高温、不易氧化,因此可以防止镍氧化或钝化,适合在高强度场合工作。

经过ENIG处理的PCB表面非常平整,共面性好,是唯一用于按键接触面的。 其次,ENIG具有优异的可焊性,金会迅速融化到熔化的焊料中,从而暴露出新鲜的Ni。

ENIG 的局限性:

ENIG的工艺比较复杂,要想取得好的效果,必须严格控制工艺参数。 最麻烦的是,经过ENIG处理的PCB表面在ENIG或焊接过程中容易出现黑焊盘,这将对焊点的可靠性产生灾难性的影响。 黑盘的产生机制非常复杂。 它发生在Ni和金的界面,直接表现为Ni的过度氧化。 过多的金会使焊点变脆并影响可靠性。

每种表面处理工艺都有其独特之处,适用范围也不同。 根据不同板材的应用,需要不同的表面处理要求。 在生产工艺的限制下,我们有时会根据板子的特性向客户提出建议。 主要原因是根据客户的产品应用和公司的工艺能力进行合理的表面处理。 s 选择。